收音機的原理和製作

收音機的原理和製作

收音機是常用的電子產品之一,很多人都喜歡在閒暇的時候聽聽廣播,放鬆一下心情。那麼想不想親自動手製作一個收音機呢?下圖中就是一個手工製作的收音機,它由幾個主要部分組成:

收音機的原理和製作

用於供電的電源——由電池供電。

● 用於控制收音機供電的開關——由普通開關控制。

● 用於接線電磁波的天線——由磁棒線圈接收。

● 用於調臺的旋鈕——由可變電容調節。

● 用於音量調節的旋鈕——由電位器調節。

● 用於調製與放大的電路。

● 用於收聽節目的耳機。

結構最簡單的收音機是由二極管搭建的調幅(AM)收音機,因此在學習製作收音機之前,需要了解調製解調的基本原理和二極管的基本特性。我們首先學習AM調製的基本原理。收音機的原理和製作

我們知道,收音機的信號是通過廣播電臺發出的無線電波進行傳播的,由於廣播的信號通常要覆蓋很大的範圍(例如市區),就要求無線電波能夠傳播得足夠遠,而廣播傳播的聲音信號因為頻率較低,遠遠不能滿足直接發射的要求,所以聲音信號在通過無線電波傳播前要先進行調製。收音機的原理和製作

調製可以把聲音信號記錄在一種適合遠距離傳播的信號中(如高頻率的正弦波),在接收端再通過解調從調製信號中恢復出聲音信號,這樣就達到了遠距離傳輸聲音信號的目的。AM就是一種常見的調製方式,其通過信號的乘法運算使聲音信號調製到載波中下圖是一個AM信號的示意圖,其為被調製信號sin(40x)和載波sin(400πx)進行相乘後的調製信號

收音機的原理和製作

調製信號呈現節狀,其每一個節稱為波節,也稱波包。從調製信號與被調製信號的對比可以看出調製信號完整地保留了被調製信號的形狀,這也是接收端進行包絡解調的基礎。

下圖展示了一個調幅收音機電路的基本結構,電波通過調諧電路進行接收,並經過檢波電路對接收到的調幅信號進行解調,解調出的聲音信號通過濾波器濾波後由放大器進行放大,最後通過喇叭放出聲音,這就是調幅收音機的基本工作過程。收音機的原理和製作

檢波電路只有很簡單的3個元件,一個電阻器R,一個電容器C2,剩下的就是所介紹的二極管D。我們知道一個電阻器和一個電容器並聯可以組成一個充放電電路,電容值和電阻值的大小共同決定了充放電時間的長短。那充放電電路在檢波過程中起什麼作用呢?二極管在這裡又是怎樣參與到檢波的過程中來的呢?接下來我們通過一個仿真實例來直觀地瞭解各個元件的作用。

仿真電路圖中,V1是AM信號源,設置載波峰值為1V,載波頻率為60kHz,被調製信號頻率為3000Hz,這裡的載波和被調製信號都是正弦波;D1 是一個二極管;C1 是電容;R1是電阻;XSC1 是示波器,示波器的A通道用於顯示調製信號,示波器的B通道用於顯示解調後的信號。仿真結果收音機的原理和製作


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