收音機的工作原理是什麼?

IT之家

我們經常聽到廣播裡說:FM96.6兆赫,AM927千赫。FM和AM到底是什麼意思呢?我們又是如何從發射器發射音樂給收音機的呢?

由於麥克斯韋和赫茲的研究,人們最初發明瞭無線電報:利用無線電發射裝置可以將信號發射出去。但是,無線電報傳輸的是摩爾斯代碼,而廣播傳輸的是聲音信號。由於無線電必須頻率足夠大才能夠進行有效傳輸,比如廣播頻率多數是幾百千赫茲到幾百兆赫茲,中央人民廣播電臺經濟之聲,就是FM96.6MHz,它表示每秒鐘電磁波會有九千六百六十萬個週期。但是我們說話的聲波頻率低的多,只有幾百赫茲。我們如何才能把我們說的話變為無線電信號呢?這就涉及到一個概念:調製。


信號調製

就好像寄快遞,我們需要用一個盒子把貨物裝起來。低頻信號是我們所需要傳輸的,就好像貨物;我們再產生一個高頻信號,他是我們的載體,就像盒子。我們讓高頻信號隨著低頻信號變化,就好像把貨物裝載在馬車上一樣,這個過程就稱為調製。如果我們讓高頻信號的頻率隨著低頻信號變化,這個過程就稱為調頻或者FM。

如果讓高頻信號的振幅隨著低頻信號變化,這個過程就稱為調幅或者AM。

調製好的信號究可以進行發射了。


信號發射

一個電容和一個電感構成的電路稱為LC迴路,在LC迴路中會產生振盪的電磁場,向外發射電磁波。人們研究發現:電路中的電容越小,發射的無線電頻率越高,於是為了發射高頻信號,我們把電容的兩個板子面積減小。同時,為了讓電磁波發射的範圍足夠大,我們可以把電容器的兩個極板一個放置在頂端,一個放置在底端,這就構成了天線。

我們把調製好的電流信號通過電磁感應加載到天線上,天線就可以幫我們把無線電發射出去了。

信號傳輸

無線電在空中是如何傳播的呢?大家注意,由於地球是圓的,如果無線電是沿著直線傳播,就很難擴展到很大的範圍。人們如何讓無線電傳輸的更遠呢?一共有三種方式。

波長比較長的無線電稱為長波,長波容易繞過障礙物,這種現象稱為衍射,所以長波主要靠地波傳播。所謂地波,就是讓無線電沿著地面運動,它會自己發生衍射而彎曲,到達接收裝置。這種無線電一般用於遠程無線通信。

波長短一些的無線電稱為中波,中波衍射能力差,不能靠地波傳播。但是,在大氣中存在著一層特殊的部位,稱為電離層,電離層可以反射中波,於是可以利用無線電在地面和電離層之間的反覆反射傳輸無線電,這種方式稱為天波。而電離層與天波傳輸的設想,最早也是特斯拉提出的。電報和廣播一般都使用天波傳輸。

波長比中波短的無線電稱為短波和微波。這種波波長很短,難以衍射,所以不能使用地波傳輸。 同時這種波容易穿透電離層,也不能靠天波傳輸。短波和微波的傳輸方式一般是直線傳播,就是通過高架的鐵塔上的中繼器將信號一段段接收放大然後繼續傳輸。

手機無線電信號傳播的原理就是直線傳播,最開始移動、聯通、網通、電信等幾大移動運營商每個人都要建設鐵塔和基站,十分浪費。最後國家出面協調,由幾大運營商共同出資組建了中國鐵塔公司,專門用來建設基站塔,實現了資源共享。

由於人造地球衛星的出現,人們更多的把這種信號直接發射到衛星上,然後再通過衛星傳輸到地面上的另一個地點,這樣就節約了基站。


信號接收

收音機上也有天線,天線是導體,無線電信號遇到導體就會在導體上激發起同樣規律的感應電流,只是這個電流比較微弱。不過,接收天線也是LC迴路,它也存在固有頻率,如果接收天線的頻率與空間中的無線電頻率相同,就會產生電磁共振,此時天線上的感應電流最大。

比如,我們想收聽FM96.6,就把接受裝置的固有頻率調整到96.6MHz,此時電路中受到經濟之聲引起的感應電流最大,而其他電臺信號雖然也在電路中有感應電流,但是由於沒有共振,所以電流很小。

調整接收裝置固有頻率的過程其實是調整收音機中的電容大小,這個過程稱為調諧,也就是我們生活中所說的搜臺或者換臺。


信號解調

當我們接收到FM96.6MHz的經濟之聲頻道之後,是不是就可以直接把電流通向喇叭了呢?答案是不可以。因為我們接收的信號是經過調製的高頻信號,就好像接收了一個快遞,首先要把快遞拆開一樣。我們需要把低頻信號從高頻信號中檢出來,這個過程稱為解調。

我們按照與調製相反的方法,把高頻信號過濾掉,餘下低頻信號。再把這個信號經過放大,通入喇叭。喇叭中的線圈在磁鐵對電流作用力下前後振動,帶動發聲的膜片,我們就可以接收到廣播的聲音了。

總結起來說,廣播的過程就是:信號經過調製變為高頻信號,通過天線發射出去,經過 各種方式到達接收端,經過調諧被接收裝置接收,再經過解調就變為了原來的信號,我們就能聽到優美的音樂啦。


李永樂老師

你好,IT之家為你解答收音機的工作原理。

收音機的作用是什麼呢?接收來自廣播電臺的電波,並將其轉化為人耳能夠聽到和辨識的聲音。在說收音機是如何將無線電波轉化為我們可聽見、可辨識的聲音之前,我們先來看看廣播電臺是如何將播音員的聲音傳送出去的。

若播音員在廣播電臺的播音間裡直接說話,而這些聲音不經過任何處理,那你的收音機肯定不會收到他的聲音的。為什麼呢?因為這些聲音的“能量”太弱了,不等傳到你的收音機裡,它們就衰減沒了。

要怎麼樣才能讓聲音傳得遠呢?我們要給它“加點兒勁兒”。

在廣播電臺中,有一種名叫振盪器的設備,它可以產生出比較“有能量”的電波,這種電波可以傳播到更遠,不過振盪器生成電波中包含的信息是無意義的。

要讓廣播電臺發出既有能力遠距離傳播、又包含有意義的信息的電波,那麼只需將來自麥克風的聲音信息和來自振盪器的高頻電波混合在一起,在這裡,來自振盪器的高頻電波就相當於運送貨物的卡車,稱之為“載波”,而要傳輸的聲音,則相當於卡車上的貨物,稱之為“載體”,而要將“載波”和“載體”捏到一塊兒,就需要調製器的協助了,所謂的調製器,就是一臺可以將載波和載體“調製”在一起的設備。

好的,現在,來自播音間麥克風的聲音和來自振盪器的高頻信號經過調製器的調製疊在了一起,包含有用的聲音信息的高頻信息已經穿過大街小巷,來到了你的收音機面前。

此時,來自廣播電臺的電波還不能被人耳直接聽到,要愉快地收聽節目,我們的收音機還需把來自廣播電臺的高頻信號轉換為人耳可以聽到的聲音。

前面我們提到,要把聲音信號運送到你的收音機,廣播電臺需要將其放在被稱為“載波”的“卡車”上,而你的收音機要做的,就是將“卡車”上被稱為“載體”的貨物卸載下來,這些“貨物”,就是我們在收音機裡所聽到的聲音。

收音機裡面有很多元器件,不過核心元件大概只有這幾樣:調諧器、解調器、放大器、揚聲器。

調諧器是來自廣播電臺的信號在收音機內所經歷的第一站,它的作用是告訴收音機,從哪輛卡車上卸載貨物,是這輛車牌號是FM97.5的,還是那輛車牌號是FM98.6的。

當確定了哪車是正確的之後,這輛車上的貨物就要被卸載下來了。負責卸載貨物的元件名叫“解調器”,它的作用是將“載波”(來自振盪器的高頻信號)和“載體“(來自播音間的聲音)分離。

好的,經過解調器之後,我們要的貨物已經被卸載下來了,不過這個時候你還不能直接聽它,因為它的強度很弱,我們需要給它“加點兒勁兒”,這時,放大器就派上用場了,放大器的作用,是將從載波上卸載下來的載體放大,並送到揚聲器。

好的,至此,我們就可以聽到來自廣播電臺的聲音了。撒個花~

不過,一般廣播電臺的信號塔離我們的收音機都比較遙遠,就算電波被打了雞血,等到達收音機時,也衰減得比較厲害了,如果這時直接進行解調,那恐怕效果不會很好,如果我們能給這些衰減了的信號再打一波雞血就好了。

這個主意十分不錯。我們可以在收音機內部來一個本機振盪器,在檢波(解調)之前,先給剛剛收到的來自信號塔的高頻信號加個buff,使其變成中頻信號,然後,再對這些中頻信號進行放大(負責做這個工作的同學叫做“中放”),送到解調器裡進行解調(檢波),真是美滋滋。

不過,廣播電臺的信號發射塔,功率有高有低,發射出來的信號強度,也是有強有弱,如果我們的收音機將來自不同發射臺的信號一視同仁地放大,那來自功率較強的電臺的聲音就會震破你的耳膜,來自功率較弱的電臺的聲音就會小得像蚊子叫,為了平衡強臺和弱臺之間的差異,我們就需要一個叫做“AGC”的電路了。這個電路的全稱為“Automatic Gain Control”,翻譯成中文,意思是“自動增益控制”,它的作用是,當來自電臺的信號很強時,它就把來自中放的電流調小,當來自電臺的信號很弱時,它就把來自中放的電流調大。

好的,現在,來自電臺的電波已經經過解調了,不過,解調後,我們得到的低頻信號還是很微弱,可不能就這麼直接送到揚聲器裡,於是,這裡,我們需要再加一個放大器,將它放大一下(低放)。

從低放裡出來的信號雖然已經比較強了,不過它的內阻很大,推不動揚聲器,這時,我們可以通過功放將它的功率放大到可以推得動揚聲器程度,這樣,收音機前的你就可以美滋滋地聽到來自廣播電臺的聲音了。

隨著科技的進步和時代的發展,我們迎來了數字時代,DSP收音機自此登上了歷史舞臺。

這種收音機採用了數字信號處理技術,直接以軟件的方式來實現放大、解調、AGC等操作。和傳統的收音機比,這種數字化的收音機的靈敏性和抗干擾性更好,能夠實現的功能也更加高級。

再後來,隨著互聯網的發展,各式各樣的網絡收音機上架到應用商店,在網絡收音機中,你不僅可以預約節目、回聽節目、保存節目錄音,甚至還可以在某個廣播節目下的評論區當中與來自各地的網友互動和交流,此時,網絡收音機已經不僅僅是一個收音機,而更像是一個社交平臺了。

有人可能會問,我們有各種視頻網站,有各種直播平臺,有悟空問答,有IT之家,有電視節目,我們打發時間和獲取資訊的渠道多到數不清,傳統的廣播電臺為什麼還不消亡呢?

筆者也曾經有過這樣的思考,不過再轉念一想,如果沒有了廣播電臺,開著出租車的的哥師傅們聽什麼……

好的,以上是IT之家針對你的提問的解答,更多常識科普,實用教程,請關注IT之家。

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IT之家

無線電廣播包括髮送和接收兩個過程,根據發送和接收方式的不同,無線電廣播主要分為調幅廣播和調頻廣播。調幅廣播具有電臺信號傳播距離遠的特點,但傳送質量差,噪聲大;調頻廣播電臺信號不能傳送很遠,但其音質優美,噪聲小。

收音機是一種無線電接收設備,用來接收廣播電臺發射的聲音節目,根據接受的電臺信號不同可分為調幅收音機和調頻收音機。調幅收音機能接收調幅調製發射的電臺信號,調頻收音機能接受調頻調製發射的電臺信號。調幅和調頻收音機的組成大致相同,調幅收音機電路更為簡單。

調幅收音機的電路框圖如下。

天線從空中接受各種電臺發射的無線電波,並將它們轉換成電信號送到輸入調諧迴路,輸入調諧迴路從中選出某一個電臺的節目信號再送到混頻電路,以此同時本振電路會產生一個頻率很高的本振信號也送到混頻電路,在混頻電路中,本振信號與電臺信號進行差拍(相減),得到465KHz的中頻信號。465KHz中頻信號送到中頻放大電路進行放大,再去檢波電路。檢波電路從465khz中頻信號中檢出音頻信號,再把音頻信號送到低頻放大電路進行放大,放大後的音頻信號輸出並流進揚聲器,推動揚聲器發出聲音。

根據接收電臺信號頻率範圍不同,調幅收音機又可分為中波MW調幅收音機和短波SW調幅收音機,中波電臺信號頻率範圍535~1605KHz,短波電臺的頻率範圍是4~12MHz。兩種收音機除了接收頻率不同外其他是一樣的。


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收音機最本質的接收原理是利用無線電的共振和諧振原理,進行電磁波的接收,放大和檢波解調,最後進行低頻放大推動揚聲器工作,還原出發射端的音頻信號。其中最核心的原理是高頻電磁場的共振和諧振。即利用發射端和接收端採用相同參數的諧振電路時,電磁波經發射端遠距離空間傳播後,進入相同參數的諧振電路接收端,會激發相同頻率的高頻電磁振盪,即載波頻率,再利用超外差振盪電路混頻得到固定中頻信號,後經檢波解調得到原始音頻信號,將音頻信號進行功率放大即可推動揚聲器工作發聲,還原出發射端的原始信號。選不同電臺利用的是調節之諧振電路在不同諧振頻率,即可收不同的電臺。


55030991神州署光

收音機的核心是檢波器,原理上講用一支2Ap型二極管(沒二極管之前用礦石,金屬氧化物)就能完成檢波。與調諧迴路,天地線,耳機配合起來就成了收音機,也就是礦石收音機。



真正實用的收音機是先要用混頻器與本機振盪器差頻出一個固定的中頻(早期中波機用110kHz,或175kHz,加入短波後就選用465kHz,國外也選用455kHz。調頻超短波用10.7MHz)信號,再進行中頻放大,檢波,低放,功放,成為標準收音機,如常見的五六個電子管或晶體管收音機。


高級機還要在變頻前加入一級高放,如"遠程"牌九燈轉播機。專業收訊機要加到二級以上高放,象"S430,2221"專業收訊機。

甚至採用二次變頻接收,如"239"等專業機!如不能滿足需要,發燒友們還會自制高級收音機。


最後圖片就是早年作者製作
的高級十管收音機。靈敏度與選擇性還高於上圖這2221型專業機!


乾杯安德烈

我來說說

收音機的工作原理

一、調幅(AM)工作原理

調幅收音機由輸入迴路、本振迴路、混頻電路、檢波電

路、自動增益控制電路(AGC)及音頻功率放大電路組成,本

振信號經內部混頻器,與輸入信號相混合。混頻信號經中周和

455kHz陶瓷濾波器構成的中頻選擇迴路得到中頻信號。至此,

電臺的信號就變成了以中頻465kHz

為載波的調幅波。

如圖所示。

二、調頻(FM)工作原理

調頻(FM)收音機由輸入迴路、高放回路、本振迴路、

混頻迴路、中放回路、鑑頻迴路和音頻功率放大器組成。

信號與本地振盪器產生的本振信號進行

FM混頻,混頻後輸出。

FM混頻信號由FM中頻迴路進行選擇,提取以中頻

10.7MHz為載波的調頻波。該中頻選擇迴路由10.7MHz濾波器構

成。中頻調製波經中放電路進行中頻放大,然後進行鑑頻得到

音頻信號,經功率放大輸出,耦合到揚聲器,還原為聲音。

如圖所示。


時說新語

你們回答都是唬人的!各廣播電臺的電波是高頻波,分中波短段,短波段。每個電臺都有特定頻率,經塔臺天線振盪高波向天空發出。收音機經磁性天線接收到信號經可變電容器諧振分出頻率,傳到下一級檢波級,經半導體三極管放大進入揚聲器你就聽到電臺節目。中波是調幅波,短波為調頻波。最高級為超外差收音機,放大部分都為中波465赫茲,經三極管放大變音頻送揚聲器。我60年代自己裝的六管超外差收音機還保存著,通上電就工作。謝謝大家!


倪富昌

收音機的工作原理要分兩部分:1。語音無線電波的傳送;2。語音電子電路的接受與還原。

1。大家都有這個體會,人在面對面交流的時候,雙方都能聽到對方說什麼,如果雙方距離遠了就聽不到了,這是由於聲音在空氣中受到衰減而傳不遠。為了能把聲音傳的更遠,科學家在實驗中就發明了一種無線電波,叫做載波。如果把要傳送的聲音放在載波上傳送,只要發射功率足夠大就能傳送到很遠很遠的地方。通常是將聲音放在載波上,我們把聲波稱作為調製波,把已經帶有聲音的調製波叫做已調波。這種已調波含有兩種信號,一種是我們需要聽到的聲音信號(調製信號),一種是專門傳送聲音的高頻信號(載波信號)。這種已調波可以通過無線電臺發射到空間,然後供需要收聽的聽眾通過收音機接收收聽。

2。收音機接受,收音機裡有電池是供收音機接收電路接收信號用的電源,在收音機接收電路里可分為如下部分:A,接收天線(磁棒天線或拉桿天線),B,高頻放大電路,C,檢波電路和濾波電路,D,聲音還原和音頻放大電路(功放)。這裡簡述一下收音機各個部分的工作原理,如果需要詳細瞭解收音機工作原理的讀者,請留言,我會根據您們的需求再專門寫一篇文章介紹。

收音機的磁棒或拉桿天線是用來感應空間的高頻已調波信號用的,感應到的高頻信號通過選頻電路選擇只需要的信號,比如AM的860K赫茲,FM的98M赫茲等;選擇了電臺的信號之後,由於感應到的信號非常微弱,收音機高頻放大電路需要對該感應選擇的信號進行放大,放大到足夠大之後收音機對該信號進行檢波或解調,通過檢波或解調之後還需要濾波,濾波之後對音頻信號進行放大,放大後收聽者就能聽到收音機裡的聲音了。


高亮人家

基本上就是幾個電路組合,磁棒負責聚集電波,繞在磁棒上的線圈和可變電容配合諧振出你要聽的電臺,然後再通過磁棒偶合到高放電路進行高放,然後和本振電路混頻,差分出中頻,我們把這種收音機叫超外差式,超外差式的好處是很好的解決了晶體管對不同頻率信號放大不均勻問題,所以超外差式收音機不會像直放式收音機那樣,有的臺增益高有的臺增益低,聲音較均勻。幾級中放後便是檢波電路,就是把音頻信號撿出來,然後是音頻放大,最後是音頻功放,推動揚聲器工作。音質比較好的收音機都是功放不使用“變壓器”的,而採用推輓輸出的成本較低,但音質很難做好,這是因為推輓的兩隻低頻管本身就存在線性失真,而變壓器的存在更削弱了低頻響應。


春江花月夜1350815

收音機的工作原理是,天線接收到電臺發射高頻信號,通過調諧器選準頻率信號通過高頻放大電路進行高頻放大與本振電路產生高頻455KHZ信號與高頻諧振線圈完成。利用高頻電宕耦合到下一級中頻放大與中頻中周諧振,通過一、二、三級中頻放大調製達到設計要求的中頻信號,為了達到音頻信號不失真還專門設計了AGC反饋電路使倍號從中頻最末級取出到高頻諧振電路。末級信號高了通過反饋電路AGC讓中頻一級降低放大倍數減少了最末級不失真。最後進行音頻放大OTL功放管放大推動揚聲器發音。


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