1.无线电广播发送

利用无线电波远距离传送信息称为无线电广播。只发送音频信号叫语音（或音频）广播，负责音频广播的叫广播电台。发送视频信号（通常配有伴音）叫视频广播，负责视频广播的叫电视台。

依据无线电发射理论，发射天线长度必须与发射信号波长匹配才能辐射较强的电磁波能量。音频和视频都是变化的低频信号，如果直接转换为电磁波向外发送，发射天线不仅需要特别长，而且长度还要随信号不断变化，这是无法办到的。无线电广播是利用指定的高频无线电波作为“运输工具”，把所需传送的低频信号“装载”到高频信号上，再由发射天线发送出去。在无线电广播中，被传送的低频信号叫做调制信号（用uΩ表示），运载低频信号的高频信号叫做载波（用u_C表示）。

（1）调制

使载波的幅度（或频率）随调制信号变化，从而将调制信号“装载”到载波上去的过程叫做调制。

1）调幅。使载波的幅度随调制信号变化的调制过程叫做调幅，调制后的载波信号叫做调幅波（用u_AM表示）。调幅的基本原理如图6-20所示。

2）调频。使载波的频率随调制信号变化的调制过程叫做调频，调制后的载波信号叫做调频波（用u_FM表示）。调频的基本原理如图6-21所示。

图6-20 调幅的基本原理

图6-21 调频的基本原理

（2）广播发射

广播发射之前要将调幅波（或调频波）进行功率放大，再加到相应的金属天线发射。图6-22所示为调幅波的广播发送框图。

图6-22 调幅波的广播发送框图

1）用传声器将要发送的声音转变成音频信号。

2）将音频信号送入音频放大器进行放大，然后送入调幅调制器。

3）高频振荡器产生高频等幅载波信号，也送入调幅调制器。

4）载波信号在调制器内被音频信号调制，输出高频调幅信号。

5）将高频调幅信号送入高频放大器进行放大，然后经发射天线发送出去。

为使各个接收端能够区分不同的电台信号，不同的电台必须使用不同的载波频率。所有电台的电波频率都由无线电管理委员会分配指定。

广播电波中电场的方向由金属发射天线方向决定，电场方向与地面平行的称为水平极化波，电场方向与地面垂直的称为垂直极化波。我国的调幅广播使用垂直极化波，磁场与地面平行，调幅收音机的磁性天线要水平安装。电视广播使用水平极化波，接收天线的金属管长以水平尺度为准。接收天线的方向直接影响接收效果。

2.无线电接收

接收调幅广播的叫做调幅收音机，接收调频广播的叫做调频收音机，接收电视广播的叫做电视机。

多信号选台和远距离弱信号放大是接收无线电广播的首要问题。接收机原理多种多样，接收效果较为理想的是超外差式接收方式，成品收音机和电视机都采用这种接收原理。

超外差式接收包含对载波信号做超外差式变频和高增益中频放大两个关键步骤。图6-23所示为超外差式调幅收音机的结构框图。

图6-23 超外差式调幅收音机的结构框图

1）接收天线从空间接收广播电台发送来的高频调幅信号，输入电路选择出所要接收的高频调幅信号，并将其送入变频器。

2）变频器将输入电路送来的高频调幅信号变频为465kHz的中频调幅信号，然后送入中频放大器进行放大。

3）中频调幅信号经中频放大器放大后，送入检波器进行检波，解调出音频信号。

4）低频放大器对音频信号进行电压放大、功率放大后，将音频信号送往扬声器。

5）扬声器将音频信号转换成声音放出。

分立件的超外差式调幅收音机电原理图如图6-24所示。

图6-24 分立件超外差式调幅收音机电原理图

（1）变频

变频器是变换载频频率的电路，它将已调波信号由原有频率变为较低的指定频率。在变频过程中，调制方式及调制信号均保持不变。变频器是超外差式接收机的关键组成，变频的目的是将各种频率的接收信号变为固定频率的中频信号。

1）变频器的结构。变频器的结构框图及波形如图6-25所示。

在超外差式收音机中，变频器位于输入调谐电路与中频放大器之间，由混频器、本机振荡器及中频选频电路3个部分组成，u_AM为输入的高频调幅信号，u_L为本机振荡信号，u_C为输出的中频调幅信号，中频频率指定为465kHz。

2）变频原理。从图6-25可以看出，混频器有两个输入信号：一个是输入调谐电路送来的高频调幅信号u_AM，频率为f_AM；另一个是本机振荡器产生的本机振荡信号u_L（简称为本振信号），频率为f_L。f_L必须跟随高频调幅信号的频率f_AM变化，并保持f_L-f_AM=465kHz的关系，才能将各种接收频率变为统一的465kHz中频信号。

在混频器中，利用晶体管的非线性作用，将高频调幅信号与本振信号进行混频。混频器输出的信号主要有f_AM、f_L、f_L+f_AM、f_L-f_AM以及它们的高次谐波。

3）选频。为了从混频器输出信号中选出频率为465kHz的中频信号，在混频器的输出电路中设置了一个谐振频率为465kHz的LC并联谐振电路，即中频选频电路。利用LC并联谐振电路的选频作用，选出中频信号u_C，然后再经中频变压器耦合，将中频信号u_C送入中频放大器。

图6-25 变频器的结构框图及波形

普及型收音机的变频器如图6-26所示。

图6-26 普及型收音机的变频器

C_1a、C₂及L₁组成输入调谐电路，L₂是输入绕组。T₁是第一级中频变压器，T₁的一次绕组L₅与C₇组成了变频器输出端的465kHz中频选频电路。VT₁是变频管，它是本机振荡器和混频器共用的晶体管。R₁和R₂是VT₁的基极偏置电阻，C₃是基极旁路电容，R₃是发射极电阻。本机振荡器的调谐电路由C_1b、C₅、C₆及L₃组成，L₄是本机振荡器的反馈绕组（L₃与L₄合称为本振绕组），C₄是本振信号的输出耦合电容。U_CC是变频器的直流电源。

由输入调谐电路选出的电台信号经L₁与L₂耦合送入VT₁的基极。本振信号经C₄耦合送入VT₁的发射极。从集电极输出的本振信号经L₄反馈给L₃，为本振电路补充能量，以维持本振电路的等幅振荡。由L₅和C₇组成的选频电路对中频信号进行选频，选出的中频信号经T₁耦合，送入中频放大器。

（2）谐振放大器

谐振放大器也叫选频放大器，它是只对某一频率信号进行放大的窄频带放大器。谐振放大器用一个LC并联谐振电路作为集电极负载，LC并联谐振电路就是谐振放大器的选频电路。

普通超外差式收音机的中频放大器如图6-27所示。

图6-27 普通超外差式收音机的中频放大器

说明：图6-25中的VT₁和VT₂对应图6-24中的中放管VT₂、VT₃。

这是以晶体管VT₁和VT₂为核心构成的两级中频放大器。中频变压器T₁、T₂、T₃的一次绕组是调谐绕组，分别与其配谐电容C₁、C₃、C₆构成了3个并联LC调谐电路，它们均调谐在465kHz上，可使465kHz的中频信号顺利通过并得到放大，其他频率的信号则受到抑制。

（3）解调

超外差式变频和高增益中频放大有效提高了接收机的选择性和灵敏度。一种无线电波被选择接收后，需要把低频信号从高频信号中分离出来，这种分离过程叫做解调。调幅波的解调叫做检波，调频波的解调叫做鉴频。

1）检波器。从高频调幅波中解调出调制信号的过程叫做检波，具有检波功能的电路称为检波器。对普通调幅波的检波称为包络检波，就是简单的二极管检波。普通调幅波的包络与调制信号成正比，包络就是它的调制信号波形。因此，包络检波适用于普通调幅波的检波，收音机的音频检波器及电视机的视频检波器均采用包络检波。原理复杂的正交平衡调幅波需用同步检波，这里不做介绍。

某收音机的检波器如图6-28所示。

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图6-28 收音机的检波器

从图6-28可以看出，检波器的结构很像二极管半波整流、RC-π型滤波电路。其实，检波与整流滤波原理是相似的，区别仅在于信号的频率不同。

T₃为第三中频变压器，它将放大了的中频调幅信号u_AM送入检波器。VD₂（2AP9）是检波二极管，C₁₃、C₁₄及R₁₀是滤波电路，音量电位器RP₁是检波器的负载，C₁₅是输出耦合电容。检波后得到的音频信号从音量电位器RP₁的滑动端输出，通过调节音量电位器滑动端的位置，可以改变收音机的音量。音频信号经C₁₅耦合，送往低频放大器进一步放大。

检波器的工作原理如图6-29所示。

图6-29 检波器的工作原理

图6-29a所示为检波与滤波的综合过程，图6-29b所示为检波器输出电压波形。

①当中频调幅信号u_AM的正半周到来时，输入绕组L₂两端产生上正下负的信号电压。此时，检波二极管VD₂截止，无信号电流产生，负载两端无输出信号电压。

②当中频调幅信号u_AM的负半周到来时，输入绕组L₂两端产生下正上负的信号电压，检波二极管VD₂导通，信号电流可通过二极管对滤波电容C₁₃和C₁₄充电，滤波电容被充电压的极性为下正上负，其值可达到u_AM的最大值。

③当u_AM的第二个正半周到来时，检波二极管VD₂截止。C₁₃和C₁₄通过负载放电，使滤波电容两端的电压有所下降。

④当u_AM的第二个负半周到来时，信号电流再次对滤波电容C₁₃和C₁₄充电，使其两端的电压再次达到u_AM的最大值。

如此反复循环，只要适当地选择检波二极管、滤波电容及负载的数值，就可以使滤波电容的放电时间足够长、充电时间足够短。这样，即可使滤波电容两端的电压（即输出信号电压）的幅度与输入信号电压的幅度非常接近，得到如图6-29a粗折线所示波形。该波形虽然有锯齿形起伏，但由于输入信号的频率很高，滤波电容的放电时间远大于它的充电时间，所以实际的输出波形比图中所画的波形要光滑得多，其形状基本上与u_AM的包络线一致。

⑤检波器输出电压波形，如图6-29b所示。u_Ω是带有直流成分的低频信号电压，经耦合电容C₁₅隔去直流成分后，将音频信号电压送入低频放大器。直流成分落在RP₁两端，方向为下正上负，它将作为自动音量控制电压U_AGC被送往第一级中频放大器。

⑥滤波电路C₁₃、C₁₄、R₁₀的作用是减小输出电压的锯齿形起伏，改善输出电压波形，使输出电压的波形与输入信号电压的包络线保持一致。

2）鉴频器。从调频波中解调出调制信号的过程叫做鉴频，具有鉴频功能的电路称为鉴频器。

调频波的频率是随调制信号幅度变化的，载波频率就是调制信号幅度为零时的频率，称为中心频率f_C。

载波的频率在调制信号正半周峰值时达到最高频率f_max，变化量为+Δf_m，在调制信号负半周峰值下降到最低频率f_min，变化量为-Δf_m。在调制信号一个周期的变化中，载波频率的总变化量为2Δf_m。调频波频率的变化量称为频偏，调频波的最大频偏为±Δf_m。

调制信号存在于调频波的频偏上，所以调频波的解调要用鉴频器，不能直接用二极管检波器。鉴频的基本原理是先把调频波的频率变化转换为幅度变化，再做幅度检波，具体为如下3个步骤：

①首先对调频波进行限幅，使之变成等幅的调频波，消除幅度干扰。

②再利用相应原理把调频波的频率变化变换为幅度变化。

③最后用检波器从调频调幅波把幅度变化的包络线检出来，得到音频信号。

按照频率变化转换为幅度变化的不同方法有斜坡鉴频、相位鉴频器、比例鉴频器和压电陶瓷鉴频器（简称陶瓷鉴频器）等。其中陶瓷鉴频器是新型器件，是利用压电效应把有用频带内的频率转换为幅度的特性制成的频率解调器，能使输出电压和输入信号频率相对应。结构简单的压电陶瓷鉴频器具有体积小、重量轻、免调整测试电路、高选择性、稳定性佳的特点，受到广泛应用。陶瓷鉴频器有二端和三端两种，二端陶瓷鉴频器外形如图6-30所示。

图6-30 二端陶瓷鉴频器

三端的有陶瓷陷波器（带阻吸收特性）、滤波器（带通选频特性）、鉴频器（移相鉴频特性）3种，外形相同，使用时注意按标识字母符号区分。

对解调后得到的音视频信号各有不同的放大方式和要求。

（4）反馈控制电路

在各类电器和通信设备中，为了稳定和提高性能指标，多采用反馈控制技术。反馈控制是利用反馈信号与输入信号（或标准信号）进行比较，获得一个比较信号，利用比较信号对电路的某个参数进行控制。常见的反馈控制电路有自动增益控制（AGC）电路、自动频率控制（AFC）电路、自动相位控制（APC）电路及自动亮度控制电路等多种功能。

为使收音机在接收强信号及弱信号时音量能比较均衡，要求收音机设置一种能对增益自动调节的电路。在输入信号弱时，收音机处于增益最高状态；当输入信号强时，收音机能自动适当降低增益，保持音量不随电台忽高忽低变化。这就是AGC电路。

AGC是利用晶体管的β值随集电极电流变化的非线性特点实现的。普通晶体管的β值随集电极电流减小而减小，称为反向AGC特性。正向AGC特性晶体管的β值随集电极电流增大而减小（如3DG84）。

如图6-31所示为某收音机的自动音量控制电路。

第一级中频放大管VT₂是受控管，是普通高频晶体管，具有反向AGC特性，AGC电路起控时应使管子的I_B减小（目的是让I_C减小，降低β值）。

依据受控管的反向AGC特性，确定检波二极管的检波方向，使检波产生的直流电压分量U从音量电位器RP₁上端的A点取出，送入由R₇和C₈组成的滤波器，经滤波器将音频信号滤除后，即得到负极性直流电压U_AGC，送至第一级中频放大管VT₂的基极。由于负极性电压U_AGC的加入，使VT₂的基极电压降低、集电极电流减小、增益下降，使中频放大器的增益自动跟随接收信号的强弱而变化，从而使收音机音量实现自动控制。

图6-31 收音机的自动音量控制电路

反向AGC电路的控制范围较窄，但结构简单，能满足收音机性能要求，使用广泛。

（5）集成中频放大器

μPC1018C集成中频放大器如图6-32所示。

图6-32 μPC1018C集成中频放大器

μPC1018C是一种广泛应用于调频/调幅收音机的集成中频放大器，由独立的调频、调幅中频放大器、调幅本振、混频及AGC等电路组成，工作电压为2.5～6V。采用双列直插封装，16个引脚，各引脚功能见表6-2。

表6-2 μPC1018C引脚功能

1）调幅部分的工作原理。调幅部分由本机振荡器、混频电路及中频放大器3个部分组成。L₁和C_1a组成输入调谐电路，负责选出欲接收的电台信号。被L₁和C_1a选出的电台信号经L₂耦合，从⑯脚送入混频电路。C_1b和L₃组成本振调谐电路，本振信号经L₄耦合，从①脚送入混频电路。混频后得到的中频信号从⑮脚输出。C₄和L₅与L₆、ALB₁（465kHz三端陶瓷滤波器）、C₅组成中频选频电路，其谐振频率为465kHz。选出的中频信号从⑫41脚送入中频放大器。经中频放大后的中频信号从⑪脚输出，送入检波器，中频信号经检波后，即得到音频信号，经耦合电容C₉输出。

2）调频部分的工作原理。μPC1018C集成电路的调频中频放大器由两级调频中放电路（中放Ⅰ、中放Ⅱ）组成。调频中频信号从②脚输入到第一级中频放大器，经中放Ⅰ放大后从④脚输出。从④脚输出的中频信号经FLB₁（10.7MHz三端陶瓷滤波器）选频后，从⑤脚送入第二级中频放大器。信号经第二次中频放大后由⑦脚输出，经双调谐电路FT₁第二次选频后，送往鉴频电路。

3）中频信号的选频器件。中频信号的选频器件有中频变压器和无源固体选频器件两种。

①中频变压器。中频变压器有单调谐中频变压器和双调谐中频变压器两种。中频变压器的结构如图6-33所示。

图6-33 中频变压器的结构

中频变压器由具有可调磁心的电感线圈及其配谐电容组成，用来完成对中频信号的选频及阻抗变换作用。通过调节磁心的位置，可以改变电感线圈L的电感量，从而调节选频电路的谐振频率。图6-33a只有变压器的一次绕组具有选频电路，故称为单调谐中频变压器。图6-33b的变压器一次绕组、二次绕组都是LC选频电路，故称为双调谐中频变压器。

②陶瓷滤波器。陶瓷滤波器有二端陶瓷滤波器和三端陶瓷滤波器两种。陶瓷滤波器是用锆钛酸铅压电陶瓷材料制成的固体选频器件。

a.二端陶瓷滤波器的外形、图形符号及等效电路如图6-34所示。

图6-34 二端陶瓷滤波器的外形、图形符号及等效电路

二端陶瓷滤波器有两个引出端，它等效为一个频率固定的LC串联谐振电路。常见的二端陶瓷滤波器有465kHz和6.5MHz两种。465kHz二端陶瓷滤波器可用在调幅收音机的中频放大器中，作为中频放大管的发射极旁路电容使用。6.5MHz二端陶瓷滤波器可用在电视机的视频放大器中，作为6.5MHz吸收回路使用。二端陶瓷滤波器的两个引出端不分正极、负极，可以随意使用。

b.三端陶瓷滤波器的外形、图形符号及等效电路如图6-35所示。

图6-35 三端陶瓷滤波器的外形、图形符号及等效电路

三端陶瓷滤波器有3个引出端，它等效为一个频率固定的LC并联选频电路。常见的三端陶瓷滤波器有465kHz、6.5MHz、10.7MHz 3种。465kHz三端陶瓷滤波器常用在调幅收音机的中频放大器中，作为中频选频电路使用。6.5MHz三端陶瓷滤波器常用在电视机的伴音通道电路中，作为6.5MHz中频选频电路使用。10.7MHz三端陶瓷滤波器常用在调频收音机的中频放大器中，作为10.7MHz中频选频电路使用。

在图6-32中，ALB₁是465kHz三端陶瓷滤波器，FLB₁是10.7MHz三端陶瓷滤波器。它们的①脚是输入端，②脚是接地端，③脚是输出端。使用时，三端陶瓷滤波器的①脚与③脚没有区别，可以随意使用，②脚应接地。