无线电发射、接收原理(讲稿)课件.ppt

1、无线电发射、接收原理无线电发射、接收原理 无线电发射、接收知识无线电发射、接收知识 收音机发展简介收音机发展简介 收音机原理收音机原理一、无线电发射、接收知识一、无线电发射、接收知识 声音及其传播：声音及其传播：1.声音是由振动产生的声音是由振动产生的：振动体周围产生声波，振动体周围产生声波，声波在空气中以声波在空气中以340 m/s的速度传送，随着距离的速度传送，随着距离的增加，衰减是很快的，传送距离是有限的。的增加，衰减是很快的，传送距离是有限的。音调的高低，就是声音的频率：音调的高低，就是声音的频率：20Hz-20KHz -叫做叫做“音频音频”无论一个人怎样尽力大喊，靠声波都是传不远的。

2、无论一个人怎样尽力大喊，靠声波都是传不远的。2.有线传输：有线传输：3.无线电波无线电波-与声波有着本质的不同与声波有着本质的不同 声波声波-是机械振动的结果是机械振动的结果 无线电波无线电波-是电磁振荡的产物是电磁振荡的产物 电磁波（无线电波）的产生电磁波（无线电波）的产生：导线中流过交变的电流导线中流过交变的电流产生交变的磁场产生交变的磁场在其周在其周围再产生变化的电场围再产生变化的电场又激起变化的磁场又激起变化的磁场。形形成不可分割的电场和磁场，像水波一样向外传播成不可分割的电场和磁场，像水波一样向外传播形成电形成电磁波磁波传输的是音频电流，离不开导线，传输不远传输的是音频电流，离不开导

3、线，传输不远 放大器放大器电磁波的传电磁波的传播速度是：播速度是：3108 m/s 在无线电广播中我们会经常听到：“这里是 广播电台，千赫”这是在告诉我们这家电台的名称和发射的无线电波频率。交流电每秒发生 50 次改变方向和大小的周期 性变化。在电学里，把电流强度随时间作周期性变化的电流叫作振荡电流。交流电就是一种振荡电流。振荡电流每秒周期性变化的次数叫作振荡频率。在无线电技术里，向外发射的是高辐射能量的高频（一般在几百千赫以上）振荡电流，而每秒振荡几十次的低频振荡电流的辐射能量很低，在无线电广播技术中是不适用的。4.有线传输中的音频能否产生电磁波传播出去有线传输中的音频能否产生电磁波传播出去

4、 原因：原因：a通过天线向外辐射：天线的长度与波长通过天线向外辐射：天线的长度与波长相相 比拟比拟 /4 /2 音频频率：音频频率：f：20-20kHz =c/f ：15 x 103-15 x 106 m b串台：都是音频频率串台：都是音频频率 (1)无线电通信系统是通过空间辐射方式传送信号，根无线电通信系统是通过空间辐射方式传送信号，根据电磁波理论，对于语音信号来说，相应的辐射天线尺寸要据电磁波理论，对于语音信号来说，相应的辐射天线尺寸要在几十公里以上，实际上这是不可能制造出来的。而调制过在几十公里以上，实际上这是不可能制造出来的。而调制过程则将信号的频谱搬移到任何所需的较高频率范围，这样就

5、程则将信号的频谱搬移到任何所需的较高频率范围，这样就容易以电磁波形式辐射出去。容易以电磁波形式辐射出去。(2)如果不进行调制而是把被传送的信号直接辐射出去，如果不进行调制而是把被传送的信号直接辐射出去，那么各电台所发出的信号频率就会相同，它们混在一起，收那么各电台所发出的信号频率就会相同，它们混在一起，收信者将无法选择所要接收的信号。而调制作用的实质是把各信者将无法选择所要接收的信号。而调制作用的实质是把各信号的频谱搬移，使它们互不重叠地占据不同的频率范围，信号的频谱搬移，使它们互不重叠地占据不同的频率范围，也即信号分别托附于不同频率的载波上，接收机就可以分离也即信号分别托附于不同频率的载波上

6、，接收机就可以分离出所需频率的信号，不致互相干扰。出所需频率的信号，不致互相干扰。故：需要高频信号形成无线电波，无线电波的故：需要高频信号形成无线电波，无线电波的频率越高越容易传播频率越高越容易传播 5.无线电波特点：无线电波特点：频率高，天线尺寸小，可以有效辐射频率高，天线尺寸小，可以有效辐射 频率范围宽，分占，不重叠频率范围宽，分占，不重叠 6.无线电波划分无线电波划分:按波长：按波长：超长波、长波、中波、短波、微超长波、长波、中波、短波、微波波 等等等等 7.无线电波的传播方式无线电波的传播方式-和光波一样，具有和光波一样，具有直射、绕射、反射、折射的传播能力。直射、绕射、反射、折射的传

7、播能力。地波，地波，天波，天波，空间波。空间波。(长波和中波）长波和中波）（短波）（短波）（超短波和微波）（超短波和微波）-雷达、导航、卫星等雷达、导航、卫星等 中波基本上是沿地表传播，受地面的吸收作用，使中波的传播距离受到限制。但中波的信号稳定，多用于省市以内较近距离的无线电广播。短波的传播主要靠地面和天空中电离层之间的反射，虽然信号没有中波稳定，但传播距离远，多用于国际间的无线电广播。超短波能够穿透电离层而不被其反射，与光线的传播性质相似，主要用于电视、雷达和近距离通讯。短波波段收听效果短波波段收听效果 波长频率波长频率MHz 白天收听白天收听 11m 25.6-26.1 很少使用很少使用

8、 13m 21.45-21.85冬天效果最好冬天效果最好;其他季节也其他季节也好好 16m 17.48-17.90全年优秀全年优秀(通常日落前三个通常日落前三个多小时内效果很好多小时内效果很好)19m 15.10-15.80全年白天最佳波段全年白天最佳波段(通常日通常日落前三个多小时内效果很好落前三个多小时内效果很好)22m 13.57-13.87应该是一年好的波段应该是一年好的波段.25m 11.60-12.1最佳时刻日出、日落两小最佳时刻日出、日落两小时前后时前后 夜晚收听夜晚收听 19m 夏季晚上经常效果较好夏季晚上经常效果较好 22m 13.57-13.87 MHz夏季使用夏季使用 2

9、5m 最佳时刻日出、日落两小时前后最佳时刻日出、日落两小时前后 31m 9.400-9.90 MHz 最佳全年夜晚波段最佳全年夜晚波段,从日从日落两小时前直到深夜落两小时前直到深夜.41m 7.100-7.60 MHz天黑以后天黑以后.全年晚上收听全年晚上收听效果好效果好 49m 5.80-6.20MHz 天黑后天黑后.全年晚上最佳波全年晚上最佳波段段8、既然无线电发射靠的是高频振荡电流。那高频电流又是怎样产生的呢？产生高频振荡电流的电路叫作高频振荡电路，它一般是由一个线圈（用字母 L 表示）和电容（用字母 C 表示）构成的回路组成，所以叫 LC 振荡电路，如图 所示：在电路（a）中，电容 C

10、 经由一个开关 K 和电池组并联，电池组向 C充电。当 C 充满电荷时，两极板间的电场最强，其两端的电 压也最大（等于电池组的电压）。这时开关没有把线圈接入，LC回路呈开路状态，电路中的能量全部是电能。当开关 K 扳向线圈，把电池组和电容断开，LC 就构成了闭合回路。这时电容 C 便通过线圈 L 放电，由于 L 的自感作 用，放电电流 i 不能立刻达到最大值而只能逐渐增大。在放电过程中，电容极板上的电荷逐渐减少，电场逐渐减弱。但随着 L 中的电流增大，线圈中的磁场却逐渐加强。在 C 放电的过程中，LC 回路中的电场能被逐渐转变为线圈中的磁场能。C 放电完毕，极板上的电荷和电场全部消失，通过 L

11、 中的电流达到最 大值，电容 C 中的电场能全部转变为线圈 L 中的磁场能，如图（b）。在此过程中形成了振荡电流 i 的 OA 段。随后，由于线圈 L 的自感作用，电流到达最大值后并不 立即消失，而是逐渐减小，线圈 L 中的磁场也开始减弱。磁场 的变化要产生感生电流。因此电容 C 又被感生电流反方向重新 充电，这时，电容极板上的电荷极性和极板间的电场方向跟以前相反。在这个过程中，L 中的磁场能又被逐渐转变成为电容器中的电场能。随着磁场的逐渐减弱，感生电流也逐渐减小。当L 中的磁场减小到零时，全部能量返回电容 C，此时 C 极板两端的电压和极板间的电场又达到最大值，但方向和原来相反，如图（c）所

12、示。于是形成了振荡电流 i 的 AB 段。接着，电容器 C 又要通过线圈 L 进行放电，产生和前面 放电电流方向相反的电流。放电完毕时，电路中的磁场又再一次 的全部转变成磁场能。只是这时线圈中的磁场方向和图（b）相反，如图（d）所示。这个过程形成了振荡电流 i 的 BC段。而后，在线圈 L 的自感作用下，感生电流再次使电容 C 充电，线圈中的磁场能又如图（e）所示，全部转化为电容 器的电场能，形成了振荡电流的 CD 段。这样上述电场和磁场周期性转化的过程就会反复循环地进行下去，从而在 LC 回路中得到周期性变化的振荡电流。其实，在 LC 振荡回路中，由于线圈导线中有电阻的存在，必然要引起能量损

13、失，所以振幅（振荡电流 i 的最大值）会逐渐减小，最终导致停振。这种振荡被称作减幅振荡或阻尼振荡，其振荡波形如（a）。如果能在振荡过程中适时地给 LC回路补充能量，来补偿电路上的能量损耗，那么振幅就会保持不变。这种振幅不变的振荡叫作等幅振荡，如图（b）所 示。在无线电发射技术中，所需要的是等幅振荡，这就需要不断地给振荡回路补充能量。在实际电路中的做法是，从振荡回路取出一部分振荡电流送给放大器进行放大，然后把经放大器放大的振荡电流再补充给振荡回路，就使得振荡电路能够保持等幅振荡。这种放大器和 LC 回路被 统称为振荡电路或振荡器，下图 就是一个振荡电路的示意图。由振荡器产生的高频等幅振荡电流在

14、LC 回路中不断地使电 容器 C 内的电场和线圈 L 内的磁场发生转变。由于电容器 C 极板间的距离很小，线圈 L 也绕成螺线管状，回路中的电场和磁场 几乎完全集中在电容器和线圈的内部。这种振荡回路向外辐射的电磁能量极小，是不利于向外辐射电磁波的。通常把这种振荡电路叫作闭合振荡电路。为了有效地发送电磁波，就要使振荡电路中的电场和磁场尽可能地分布到周围空间，这 就必须对闭合振荡电路加以变化。把电容器的极板尺寸加大，并 把极板间的距离也相应变化和增大，就会使电容器内部电场向 外辐射增多。如果继续变化，直 至把两个极板变成两条导线，一 条伸入高空成为天线，另一条埋 入地下成为地线，就变成了如图所示的

15、开放式振荡电路。9 9、怎样的振荡电路才能有效向外辐射电磁波呢？、怎样的振荡电路才能有效向外辐射电磁波呢？开放式电路的天线和地线之间形成的分布电容替代了原来的电容器 C，大大地增加了电场分布的空间，电场的周围又产生磁场，磁场的周围又产生电场，于是有效地把电磁波向周围空间辐射出去。在无线电技术里，把载运音频信号（或其它低频信号）的高频无线电波称为载波。把音频信号（或其它低频信号）加载到高频无线电波的过程叫作调制。没有加载音频信号（或其它低频信号）的无线电波称为等幅波，加载音频信号以后的无线电波被叫作调制波。用来调制载波的音频信号也叫作调制信号。1010、如何将音频信号加载到高频无线电波中去呢？、

16、如何将音频信号加载到高频无线电波中去呢？调制调制（Modulate）调制-把音频信号“装载”到高频载波信号上去的过程 载波信号 （高频振荡信号）有三个要素：振幅 Um 角频率（=2f）初相角 让其中之一按音频信号规律变化-就形成了三种调制方式 (1).调幅方式调幅方式：Um 随音频信号而变-(2).调频方式调频方式：、f 随音频信号而变-(3).调相方式调相方式：随音频信号而变-P)sin()(tUtum无线电广播大多采用、调幅波（AM）1111、调幅波的发射过程方框图、调幅波的发射过程方框图声音信号的传送话筒前的人振荡器信号发射机房电视信号发射塔上的信号发射天线无线电信号发射塔二、收音机发展

17、简介二、收音机发展简介 从器件上从器件上：电子管晶体管集成电路 从广播制式上从广播制式上：直接放大式超外差式（AM/FM）调频立体声 从技术上：从技术上：模拟式数字式（数字调频收音机）矿石收音机电子管收音机晶体管收音机集成电路收音机DPS收音机未来收音机发展历程发展历程矿石收音机 我们习惯把那些不使用电源，电路里只有一个半导体元件的收音机统称为“矿石收音机”。矿石收音机是指用天线、地线以及基本调谐回路和矿石(方铅矿）做检波器而组成的没有放大电路的无源收音机，他是最简单的无线电接收装置，主要用于中波公众无线电广播的接收。1910年，美国科学家邓伍迪和皮卡尔德用矿石来做检波器，故由此而得名。由于矿

18、石收音机无需电源，结构简单，深受无线电爱好者的青睐，至今仍有不少爱好者喜欢自己DIY和研究。但它只能供一人收听，而且接收性能也比较差，当时客观上也制约了无线电广播的普及和发展。自制方铅矿检波器 首先就要制作出人造方铅矿（辉铅）。这里需要的材料是纯铅、硫磺粉和一个试管。首先要准备好铅屑，为此要把纯铅用小刀刮碎或用大锉刀锉成铅屑。把铅屑和硫磺粉混合，比例大体为：铅屑2030克，硫磺粉58克。如果没有天平也可以将它们按照相同的体积混合。把混合后的粉末倒入玻璃试管中用木棒轻轻捣匀，然后在酒精灯或煤气炉等的微火上把试管加热。请注意：这需要在无人的室内进行。试管在最初加热时要离火焰远一些，等硫磺熔化后才可

19、以将试管移进火焰，当混合粉末闪光而且灼热时，就将试管拿开，保持垂直的位置使它慢慢冷凝。只有将试管打破，才可以将晶体取出。这种晶体很像铁渣，它敲碎的地方有发亮的颗粒状表面，晶体这个纯净的表面有很好的检波效果。晶体的制作不是一次就能成功的，可以多试几次。晶体很爱干净，请仔细洗手后再拿晶体，或者干脆使用镊子。底座可以用任何绝缘材料，橡皮好找且便于加工。它的长度为37-40mm，宽度为12-15mm，厚度为3-5mm。用直径1-1.5mm的铜丝绕成杯状（直径由使用的晶体直径而定），接到其中一个插脚上，将一块用锡箔裹住下方的晶体紧紧装入杯中。转臂的制作大家自己挖掘，不难。弹簧丝制作并不困难，用琴弦钢丝在

20、粗钉子上绕成，它和晶体表面接触部分应当非常尖锐。可以将钢丝头敲扁，再用剪刀剪成尖头。自制氧化铜检波器 取一段直径35毫米，长度为2030毫米的铜丝，用细砂纸擦的发亮，然后放到酒精喷灯上烧得发红，于是铜丝上就形成了氧化层，迅速将铜丝放入氨液中。然后将铜丝的一端5-6毫米的一段刮光，再把一根细铜丝（可以用导线）绕在刮光的一端，再拿一根细铜丝绕到没刮光的一段，这样检波器就做成了。这种检波器比较便于制作，但所需要的材料不常找到。在学校的实验室中制作是很方便的，如果你是学生且与管理实验室的老师关系很好的话。一次制作一个好的检波器往往办不到，可以多做几只使用。如果做的多还可以送给周围的无线电爱好者。这种检

21、波器在50年代的苏联非常盛行。但它的效果不如方铅矿晶体检波器和下面要介绍的石墨检波器好。自制石墨检波器 它制作非常简单，效果也非常好。制作材料有：一段普通铅笔芯（长15-20毫米）和一个保险刀片（未生锈）组成。这种检波器工作很好，制作简单，只有一个毛病：灵敏点不好找，此外，必须要经常削铅笔芯。矿石收音机电子管收音机 1904年，世界上第一只电子管在英国物理学家弗莱明的手下诞生。人类第一只电子管的诞生，标志着世界从此进入了电子时代。电子管是一种在气密性封闭容器（一般为玻璃管）中产生电流传导，利用电场对真空中的电子流的作用以获得信号放大或振荡的电子器件。电子管是电子时代的鼻祖，电子管发明以后，使收

22、音机的电路和接收性能发生了革命性的进步和完善。1930年以前，几乎所有的电子管收音机都是采用两组直流电源供电，一组作灯丝电源，一组作阳极电源，而且耗电较大，用不了多长时间就需要更换电池，因此收音机的使用成本较高。1930年前后，使用交流电源的收音机研制成功，电子管收音机才较大范围地走进人们的家庭。但是由于电子管体积大、功耗大、发热厉害、寿命短、电源利用效率低、结构脆弱而且需要高压电源的缺点，现在它的绝大部分用途已经基本被固体器件晶体管所取代。电子管收音机国货！国货！晶体管收音机晶体管是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能（金银铜铁等金属，它们导电性能

23、好，叫做导体。木材、玻璃、陶瓷、云母等不易导电，叫做绝缘体。导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，就叫半导体。晶体管就是用半导体材料制成的，这类材料最常见的便是锗和硅两种）。1947年12月23日，第一块晶体管在美国贝尔实验室诞生，这是20世纪的一项重大发明，是微电子革命的先声,从此人类步入了飞速发展的电子时代。晶体管收音是一种小型的基于晶体管的无线电接收机。1954年10月18日，世界上第一台晶体管收音机投入市场，仅包含4只锗晶体管。在晶体管出现以后，收音机才开始真正普及。1958年，我国第一部国产半导体收音机研制成功。晶体管收音机以其耗电少，不需交流电源，小巧玲珑，使用方便而赢得人民的喜爱，

24、并逐渐在市场上占据了主导地位，并成为最普及和廉价的电子产品。晶体管是现代历史中最伟大的发明之一，晶体管发明以后,电子学取得了突飞猛进的进步。尤其是PN结型晶体管的出现，开辟了电子器件的新纪元，引起了一场电子技术的革命。晶体管收音机集成电路收音机 1958年9月12日，基尔比研制出世界上第一块集成电路。从此，集成电路逐渐取代了晶体管，使微处理器的出现成为了可能，奠定了现代微电子技术的基础，也为现代信息技术奠定了基础，开创了电子技术历史的新纪元，让我们现在习以为常一切电子产品的出现成为可能。在一块几平方毫米的极其微小的半导体晶片上，将成千上万的晶体管、电阻、电容、包括连接线做在一起，作为一个具有一

25、定电路功能的器件来使用的电子元件，叫做集成电路。集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。本质上，集成电路是最先进的晶体管，集成电路使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。DSP收音机 DSP技术收音机就是无线电模拟信号由天线感应接收后，在同一块芯片里放大，然后转化为数字信号，再对数字信号进行处理，然后还原成模拟音频信号输出的新型收音机。DSP技术的本质是用软件无线电代替硬件无线电，它大大降低了收音机制造业的门槛。2

26、006年美国芯科实验室首次研发出DSP技术收音机芯片，同年，全球规模最大的收音机制造商：深圳凯隆电子有限公司与美国芯科实验室合作，开发出世界上第一台DSP收音机：KK-D48L。2007年，深圳凯隆电子有限公司在深圳与上海组建DSP技术研发实验室。2009年，完全具有自主知识产权的中、低端性能国产DSP收音机芯片诞生，从此，DSP技术收音机进入普及时代。深圳凯隆电子有限公司也因此颠覆性创新成果获得了国家级高新技术企业殊荣。DSP技术收音机的问世，标志着传统模拟收音机将逐渐退出历史舞台。收音机的数字时代已经到来。DSP收音机最简单最简单DSP收音机收音机Designed byZHANGLEI收音

27、机的发展变化矿石收音机矿石收音机收音机的发展过程是新新科技取代旧的技术的过程，也是一个不断创新的过程。1910年由美国科学家邓伍迪和皮卡尔德发明，主要利用矿石的检波作用真空管收音机是在德.弗雷斯特发明的电子管的基础上研制而来的缺点是成本高、不耐用、体积大、效能低第一台晶体管收音机是1954年11月投入市场叫做Regency TR-1，在放大单元使用晶体管代替了电子管，因而比电子管收音机更小巧，更省电。集成电路收音机是以集成电路代替晶体管组成收音机的接收单元是目前比较普及的收音机类型，其特点是成本低体积小便携、效能高、操作性好等真空管收音机真空管收音机晶体管收音机晶体管收音机集成电路收音机集成电

28、路收音机未来收音机发展 收音机很可能向两个方向发展。一是向更加专业化方向发展，主要面向爱好者和发烧友；二是向大众化方向发展，通过在便携电子产品（手机、MP3、手表、PDA等）中附加收音机功能，满足时尚消费的需要。前者市场较小，后者市场相对较大。所以，专业制造收音机（或把收音机作为主要产品）的企业会减少，但在技术研发和应用方面，仍有较大的空间。在新技术方面，有DAB（Digital Audio Broadcasting）无线传播的数字广播。它不光具有接近CD的高音质，而且抗干扰能力强、每个数字电台只需使用一个频段，可有效节约频道资源。而且数字技术信号除了能传送音频信息外，还能传送文字/图片，成为

29、多媒体交流的工具。目前，DAB数字广播在欧美、日韩、中国台湾/香港特区早已大面积普及。中国大陆也已在广东、北京、上海、天津地区建立DAB数字广播网。北京人民广播电台数字广播频道、广东电台音乐之声DAB古典频道/流行频道等已每天能制作播放18 小时以上的节目，相信未来发展的将会更快。如果您想收听DAB数字广播，传统的收音机是不行的，需要专门的DAB数字收音机。广播方式从调幅(AM)广播时代开始，经历了调频(FM)广播、调频立体声(FM STEREO)广播、数字音频广播(DAB)等阶段。目前，科学家正研究短波段的数字广播(DRM)。民用广播所使用的频率，经历了长波(LW)、中波(MW)、短波(SW

30、)、超短波调频(FM)、卫星调频广播等阶段；广播的传播距离和覆盖范围也从近距离到利用人造地球卫星进行全球 转播等；收音机从矿石收音机、电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机，到使用微 电脑处理器的数字调谐收音机；收音机的基本电路形式、也从直接放大式，到超外差式、多 次变频式电路。收音机的体积也从笨重变小到微型，而音质却越来越好.年 代 收音机基本电路和常用信号放大元件 主要民用广播制式和波段 20-60 年代 电子管电路/直放式，外差式 长波/中波/短波 50-70 年代 晶体管电路/外差式，多次变频 中波/短波/调频 70-80 年代 集成电路/外差式，多次变频，数字调谐 中波/短波/调

31、频 90 年代 集成电路/外差式，多次变频，数字调谐 中波/短波/调频/数字广播 调频、调幅、中波、短波介绍 在一般的收音机或收录机上都有 AM 及 FM 频段,相信大家都以熟悉,这两个波段是供您收听国内广播之用,若收音机上还有 SW 波段时,除了国内电台之外,您还可以收听国外的电台 事实上 AM 及 FM 指的是无线电学上的两种不同的调制方式。AM 称为调幅，是使载波振幅按照调制信号改变的调制方式。它保持着高频载波的频率特性，但包络线的形状则和信号波形相似。调幅波的振幅大小，由调制信号的强度决定。使载波频率按照调制信号改变的调制方式叫调频。已调波频率变化的大小由调制信号的大小决定，变化的周期

32、由调制信号的频率决定。已调波的振幅保持不变。调频波的波形，就像是个被压缩得不均匀的弹簧，调频波用英文字母 FM 表示（调频广播电台占用的带宽较宽，有时标记为 WFM）。一般中波广播（MW）采用了调幅的方式，在不知不觉中，MW 及AM 之间就划上了等号。实际上 MW 只是诸多利用 AM 调制方式的一种广播，象在高频（3-30MHz）中的国际短波广播所使用的调制方式也是 AM，甚至比调频广播更高频率的飞航通讯（116-136MHz）也是采用 AM 的方式，只是我们日常所说的 AM 波段指的就是中波广播（MW）。FM 的命运同 MW 相类似，我们习惯上用 FM 来指一般的调频广播（76-108MHz

33、，在台湾为 88-108MHz，日本为 76-90MHz），事实上 FM 也是一种调制方式，就在短波范围内的28-30MHz 之间，做为业余、太空、人造卫星通讯应用者，也有采用 FM（占用的带宽较窄，约 15KHZ 左右）方式者。而 SW 呢，其实可以说是一种匿称，正确的说法应该是高频（HF:High Frequency）比较贴切，而短波这名称是怎么来的呢？以波长而言，中波（MW）介于 200-600 公尺之间，而HF 的波长却是在 10-100公尺之间，这与上述的波长相比，的确是短了些，因此就把 HF 称做短波（SW：Short Wave）。同样的，比 MW 更低频率的 150KHz-284

34、KHz 之间，这一段频谱也是作为广播用的，以波长而言，它大约在 1000-2000 公尺之间，和 MW 的 200-600 公尺相比较长多了，所以把这段频谱的广播称做长波（LW：Long Wave）。实际上，不论长波（LW）、中波（MW）、短波（SW）都是采用 AM 调制方式。收音机干扰因素 中波 中波的传播主要受电离层的影响，夜间收到的中波电台会比白天多。这是由于电离层导电性能在白天和夜间的不同变化引起的。白天，由于阳光照射，电离层密度增大，导电性能增强，对电波的吸收也大，中波很大一部分被吸收，传播得不远；夜间时，大气不受太阳照射，电离层导电性能大大减弱，中波就可以通过天波途径，传送到很远的

35、地方。因此收听中波电台最好选择在夜间。不过由于现代家用电器中的开关电源类、可控硅斩波调压器等电路产生大量脉冲干扰信号，对中波接收造成严重干扰。短波 中波广播从电台的发射天线到收音机的接收，其距离一般在直径几百公里以内，而且中波波长比较长，不容易受到建筑物等障碍的影响。而短波发射台到接收机的距离往往数千公里，甚至上万公里，电台的发射天线也存在一定的方向和仰角，它在传播过程中，容易受到 大气层及阻挡物的影响。短波的主要传播途径是天波。短波信号由天线发出后，经电离层反射回地面，又由地面反射回电离层，可以反射多次，因而传播距离很远（几百至上万公里），而且不受地面障碍物阻挡。而地球上空的电离层就像一面变

36、化多端的镜子，它对短波的反射能力，它存在的高 度随时在变化，因此短波广播变得不可靠。在天波传播过程中，路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素，都会造成信号的弱化和畸变，影响短波通信的效果。另外，居住的地方如果是钢筋结构的大楼或周围有高层建筑时，广播信号被屏蔽掉一部分，室内的讯号会比室外微弱很多，因此最理想的收听短波方式是：在室外以收音机的拉杆天线收听；在室内时，或者在靠近窗口的地方使用收音机、或者使用室外天线来改善接收效果。三、收音机原理收音机原理 收音机的三大任务收音机的三大任务：选台选台 解调解调 还原还原 简单的收音机简单的收音机 LC谐振特性 在图所示的电路中，L 1

37、 和L 2 是绕在同一螺线管上的两个线圈，它们之间的距离很近，通过 L 2 的交 变电流产生的磁场也会通过 L 1，并在 其中感应出和 L 2 频率相同的交变电流。当把 L 2 的两端分别与天线和地线连 接的时候，天线接收下来的各个电台不 同频率的高频信号就会在 L 2 中产生 出和各个电台同频率的感生电流。这个 电流也会感应到 L 1 中。这个电流也会感应到 L 1 中。由天线接收 到的电台信号是很微弱的，感应到 L 1 中的电流也很微弱。假如电台的信号频率刚好和 L 1 C 回路的固有频率相同，则该电台 在L 1 C 回路中产生的感生电流就会增强数十至数百倍。这一现被称为电谐振。如果某电台

38、的谐振电流比其它不谐振电台的感电流大出 Q 倍，就很容易把谐振电台的信号从众多的电台信中挑选出来。在实际的选台电路中，每个电台的频率是固定不变的。为了使 LC 谐振回路能够产生不同的固有频率来和不同的电台信号谐振，需 要改变 LC 的数值才能实现。在实际的收音机电路中，多采用改变电容 C 的方法来实现谐振。由电谐振的原理可知，谐振回路的 Q 值越高，谐振信号 越强，收音机选出所要的信号越容易（叫作选择性强）。Q 值和LC 回路中的损耗电阻有关。主要决定于谐振回路线圈 L 自身的直流电阻和与其并联电阻的大小，这些电阻越小，Q 值越高。所以绕制线圈的导线越粗越好。但线圈中流过的是高频电流，高频电流

39、流经导线时在电场的作用下只在导线的表面流动（即所谓的趋肤效应），为了在不过分 增大线径的前提下增大导线的表面（截面周长），调谐回路的线圈往 往采用的几根互相绝缘的多股漆包线绕制。显见，多股漆包线总的截面周长要比单根相同直径的漆包线大得多。趋肤效应：对于导体中的交流电流，靠近导体表面处的电流密度大于导体内部电流密度的现象。随着电流频率的提高，趋肤效应使导体的电阻增大，电感减小。高频电流在导线中产生的磁场在导线的中心区域感应最大的电动势。由于感应的电动势在闭合电路中产生感应电流，在导线中心的感应电流最大。因为感应电流总是在减小原来电流的方向，它迫使电流只限于靠近导线外表面处。？问题：没有放大，声音

40、太小？问题：没有放大，声音太小 直接放大式收音机直接放大式收音机 存在问题：存在问题：对接收频段频率高低端放大作用不同对接收频段频率高低端放大作用不同-（晶体（晶体管造成）管造成）难以提高灵敏度难以提高灵敏度-对远处电台不易接收，放大级对远处电台不易接收，放大级限制限制 选择性差，串台选择性差，串台-选择性只取决于输入回路选择性只取决于输入回路 工作不稳定工作不稳定-易自激易自激针对这些问题，已淘汰针对这些问题，已淘汰 直放式即在矿石机的基础上加放大电路直放式即在矿石机的基础上加放大电路。缺点是高、低频的放大量不一致。频率缺点是高、低频的放大量不一致。频率f高高时、放大下降。收高、低频的电台效

41、果很时、放大下降。收高、低频的电台效果很不一致。不一致。有一种提高灵敏度、选择性的方法有一种提高灵敏度、选择性的方法再再生电路。生电路。1921年美国的费里斯特发明年美国的费里斯特发明 来复式电路来复式电路 节省元器件节省元器件，“一管多用一管多用”。一只晶体管兼高频放大和低频放大。一只晶体管兼高频放大和低频放大。输入输入回路回路高 频 放高 频 放大大低 频 放低 频 放大大功率功率放大放大检波检波再生再生来复式收来复式收音机音机 超外差式收音机超外差式收音机 把所有电台的高频信号都变成一个固定的中频信号，然后对把所有电台的高频信号都变成一个固定的中频信号，然后对这个中频进行放大，检波（鉴频

42、），低放，灵敏性和选择性这个中频进行放大，检波（鉴频），低放，灵敏性和选择性大大提高。大大提高。特点：特点：中频频率较低，电路设计方便中频频率较低，电路设计方便 IF固定，可设计成多级放大，提高灵敏度固定，可设计成多级放大，提高灵敏度 中频放大器负载为谐振回路，差频实际上中频放大器负载为谐振回路，差频实际上进行了一次选频，进行了一次选频，提高选择性提高选择性 电路复杂，调试困难电路复杂，调试困难.变频原理：变频原理：.磁性天线回路，作用是磁性天线回路，作用是选台，并将信号通过绕选台，并将信号通过绕在磁棒上的次级线圈耦在磁棒上的次级线圈耦合到变频级合到变频级超外差收音机的组成框图和工作过程超外差

43、收音机的组成框图和工作过程输入输入电路电路变频变频电路电路中放中放检波检波音频音频放大放大功率功率放大放大ut高频调高频调幅信号幅信号ut放大的放大的中频调中频调幅信号幅信号ut音频音频信号信号ut放大的放大的音频信音频信号号ut中频调中频调幅信号幅信号465kHz将高频调幅波变成中频调幅波，将高频调幅波变成中频调幅波，我国采用的中频频率固定为我国采用的中频频率固定为465kHz。高频和中频调幅波的。高频和中频调幅波的包络线相同包络线相同将中频调幅信号选将中频调幅信号选频、放大。中频放频、放大。中频放大器为以大器为以LC谐振回谐振回路为负载的窄带放路为负载的窄带放大器，可有效抑制大器，可有效抑

44、制其他信号。其他信号。将中频调幅信号还将中频调幅信号还原成音频信号电压。原成音频信号电压。音频放大和功率放音频放大和功率放大的作用是放大音大的作用是放大音频信号以推动扬声频信号以推动扬声器发声。器发声。图图4 4 超外差收音机的组成框图和工作过程超外差收音机的组成框图和工作过程超外差式的优点超外差式的优点：1.中放采用窄带放大器，可以较容易地实现很高的增益，工中放采用窄带放大器，可以较容易地实现很高的增益，工作也比较稳定。能获得较高的灵敏度和稳定性。直接放大作也比较稳定。能获得较高的灵敏度和稳定性。直接放大式的高放必须采用宽带放大器，在增益要求较高的情况下式的高放必须采用宽带放大器，在增益要求

45、较高的情况下其实现较为困难，而工作也不稳定。其实现较为困难，而工作也不稳定。2.中放采用窄带放大器，经多个谐振回路选择，有较强的选中放采用窄带放大器，经多个谐振回路选择，有较强的选择性和较高的信噪比。择性和较高的信噪比。3.由于不论哪一个电台的广播信号，在接收中都变成固定频由于不论哪一个电台的广播信号，在接收中都变成固定频率的中频信号再放大，因此，对不同电台具有大致相同的率的中频信号再放大，因此，对不同电台具有大致相同的灵敏度。灵敏度。I.输入电路输入电路电路工作原理电路工作原理图图 输入电路输入电路 输入调谐回路如图：线圈输入调谐回路如图：线圈L1,L1,可调电容可调电容CACA、CqCq。

46、谐振回路：谐振回路：CACA和和L1L1组成。组成。T1T1：中波段输入调谐回路所用磁棒。：中波段输入调谐回路所用磁棒。f f 外外：535kHz-1605kHz 当当f f外外与调谐电路的谐振频率一致时，调谐电路发生谐振，通过谐振与调谐电路的谐振频率一致时，调谐电路发生谐振，通过谐振回路进行选频谐振，抑制非调谐频率的信号。使回路进行选频谐振，抑制非调谐频率的信号。使 信号在信号在L1L1上最大，通过磁耦合传递到上最大，通过磁耦合传递到L2L2两端，再加到三极管两端，再加到三极管VT1 VT1 输入端，作输入端，作为输入信号为输入信号。)2/(10LCf无线电广播的接收无线电广播的接收 无线广

47、播的接收仪器为收音机。在晶体管收音机中，多采用磁性天线无线广播的接收仪器为收音机。在晶体管收音机中，多采用磁性天线作为接收信号的天线。作为接收信号的天线。图磁性天线结构图图磁性天线结构图图电路符号图电路符号初级初级次级次级磁棒磁棒线圈线圈CCLCfafa=fS某台载频某台载频电磁波在电磁波在LCLC回路中产生并联谐振回路中产生并联谐振在次级线圈中感生出高频调幅信号在次级线圈中感生出高频调幅信号接收到信号接收到信号图图 无线广播信号的接收无线广播信号的接收II.II.变频电路变频电路作用：把输入回路选出来的高频信号转变为一个固定的作用：把输入回路选出来的高频信号转变为一个固定的465kHz465

48、kHz的中频信的中频信 号，然后把载有音频信号号，然后把载有音频信号465kHZ465kHZ的中频信号耦合到中放级的中频信号耦合到中放级图图10 10 变频电路变频电路1 1、本机振荡回路、本机振荡回路 由由L4L4，CBCB、CsCs组成振荡回路，即本组成振荡回路，即本机振荡回路。机振荡回路。f本本：1000kHz-2070kHz 2 2、混频电路、混频电路 当当f f本、本、f f外外同时从同时从VT1VT1基极基极b b进入，根进入，根据晶体管的非线性特性，就会在集电极据晶体管的非线性特性，就会在集电极c c中输出中输出f f外外、f f本本、f f本本 +f+f外外、f f本本 -f-

49、f外外等多种等多种频率的混合信号，其中频率的混合信号，其中f f本本-f-f外外 =465kHz=465kHz正是中放所需要的中频信号。正是中放所需要的中频信号。III.中频放大、检波、自动增益电路中频放大、检波、自动增益电路图图11 11 中放、检波、自动增益电路中放、检波、自动增益电路 1 1、中放、中放 当当T3、T4谐振频率为谐振频率为465kHz时，时，VT2的放大倍的放大倍数最高，只对数最高，只对VT1输出输出f本本-f外外信号放大，其他信信号放大，其他信号受到抑制。号受到抑制。2 2、检波、检波 检波又称解调，是调制的反过程。当检波又称解调，是调制的反过程。当VT3静态静态工作点

50、在截止区边缘时，调幅信号被削去一半，工作点在截止区边缘时，调幅信号被削去一半，经经C4、C5将载波高频信号滤除，将载波高频信号滤除，VT3即起检波即起检波作用，同时具有放大作用。作用，同时具有放大作用。3 3、自动、自动增益（增益（AGC，Automatic Generation Control）AGC控制电压通过控制电压通过R3加到加到VT2的基极，其控制的基极，其控制过程是：过程是：外信号电压外信号电压Vb3Ib3Ic3Vc3 通过通过R3 Vb2Ib2Ic2外信号电压外信号电压V.V.低频放大和功率放大电路低频放大和功率放大电路图图12 12 中放、检波、自动增益电路中放、检波、自动增益