当我们需要进行电路设计时，往往首先应查找相关电路图样，然后对电路进行剖析，在完全理解电路的基础上，再根据实际设计指标对电路进行改进、创新，以满足最终设计要求。要设计出一个理想的、符合我们指标要求的、能够正常工作的电路，其最基本的要求是对电阻、电容、二极管和晶体管等元器件基础知识有比较详细的了解，并且对不同类型电路的组装技术能够进行系统分析，通过对电路工作原理的理解，经过数学计算，对实际电路搭建，最后进行电路的测试，在这个过程中，会遇到各种问题，如何对电路故障进行判断、分析，随后顺利排除故障，同时也对电路进行设计改进，这整个过程中，需要的不仅仅是一个电路设计工程师完备的知识体系，更多的时候需要的是经验，再加上一些调试过程中分析判断的灵感和直觉。

FM收音机电路

元器件清单：

1）C1为可选（1-22pF）电容，也可不用，因为VC1APad具有0-20pF电容；
2）C2为15pF、5%或10%陶瓷或银云母电容；
3）C3、C4、C6、C7为0.001μF、5%或10%陶瓷或薄膜电容；
4）C5、C9为1μF、5%-20%薄膜或陶瓷电容；
5）C8为0.047μF、5%薄膜电容；
6）CR1为1N4002或任何1N4000系列整流器；
7）L1、L2为0.1μH、5%或10%固定或可变电感；
8）除非另有说明，所有电阻均为1/4W，5%；
9）R1为100Ω；

10）R2为1kΩ；
11）VC1A、VC1B为0-20pF双联可变电容和两个0-20pF焊盘电容；
12）Y1为10.7MHz陶瓷谐振器鉴频器(Murata Part Number CDALF10M7GA048-B0或Murata Part Number CDALF10M7GA040-B0)；

13）Mouser器件号分别为81-CDALF10M7GA048-B0和81-CDALF10M7GA040-B0(www.mouser.com)；www.digikey.com的替代型号为CDALF10M7GA096-B0；
14）F1为10.7MHz陶瓷滤波器，-3.3dB频率为150-280kHz，阻抗为330Ω(www.digikey.com或www.mouser.com)，供应商Murata或Toko；
15）典型器件编号为SFELF10M7LFTA-B0(280kHz)和SFELF10M7JAA0-B0(150kHz)；
（注意：陶瓷滤波器上的标记可能有所不同，应该读取数据表以辨别引脚标识）
16）U1为TA2003 IC（东芝或UTC）；
17）BT1为3V电源或两节1.5V电池。

上图所示为更容易构建的FM收音机，该收音机使用许多可调节器件，如IF变压器和双铁氧体磁心比率检测变压器。只有双模20pF调谐电容及其微调电容（焊盘电容）需要调整，其他电路均不需调整。IF滤波器为陶瓷滤波器，可以通过使用150kHz带宽滤波器以使得选择更加清晰，但是调谐可能太过锋利。通常，使用230kHz或280kHz滤波器，如果两个或更多个串联连接可以提供更好的交替通道选择性， 则推荐使用多个280kHz滤波器， 如下图所示。

收音机通过天线接收RF信号，天线通过C4馈送到芯片TA2003的引脚1。RF放大器具

有集电极输出，驱动可调谐的并联电感-电容电路VC1A和L1。放大的RF信号耦合到单独的RF混频器。本地振荡器电路由L2和VC1B构成。调谐本振频率由VC1B完成，振荡器的输出端连接到RF混频器。TA2003中的“平衡”RF混频器比用于AM收音机的简单单晶体管混频器更为复杂。

单晶体管RF混频器不仅输出IF信号和RF信号，而且还输出振荡器信号。然而振荡器信号通常来自单晶体管RF混频器或转换器电路的最大输出信号。通常陶瓷滤波器不能直接连接到单个晶体管输出，因为大振幅的振荡器信号将通过陶瓷滤波器泄露。从而需要预过滤，即通过IF变压器的LC滤波器必须位于陶瓷滤波器之前。

TA2003中使用的Gilbert混频器至少由4个晶体管来形成乘法器电路，以提供IF信号，同时平衡或清零振荡器信号。在连接到陶瓷滤波器F1的混频器的输出端，IF信号被放大并发送到作为正交检波器的FM检波器。陶瓷谐振器Y1基本类似于并联LC电路的10.7MHz带通滤波器。Y1为10.7MHz IF信号提供两个功能，一是10.7MHz的90°相移信号，二是10.7MHz IF以下和以上的相移信号，其变化可以表征为（90°＋φ）和（90°－φ）。为了进行正交检测，将非相移信号和相移信号相乘，从而产生解调FM信号的信号。后面的数学运算将涉及正弦和余弦等三角函数。下图所示为FM正交检波器的概念图。

FM正交检波器如图所示，乘法电路从IF放大器接收0°和90°信号，通过将两个信号相乘，由IF信号在谐振频率外移动（如高于和低于或低于和高于10.7MHz）引起的相移加和减在乘法电路的输出处形成解调的FM信号（如NE602、SA612或MC1496）。包含IF倍数信号的高频“垃圾”由R3和C2滤除，仅留下大约20Hz-80Hz信号。需要80Hz的带宽接收50-15kHz的主音频通道信号，23-53kHz的立体声通道信号以及高达76kHz的任何其他信号。

下面分析LC电路，如图上图所示。通常，在正交检波器中，通过转换具有0°相位的并联谐振电路，来实现将90°移相器电路在共振频率下移动成具有90°相移的串联谐振电路。初看上去我们只是在处理并联谐振电路L1和C2。但是通过仔细观察，可以看出该电路由一个小值（高阻抗）电容驱动。如果只看LC电路，则可以绘制C1、C2和VIF的戴维南等效电路。

图a中的虚线显示，可以“分离”LC电路并将其重新排列为C1和C2的电容分压器。该电容分压器电路驱动R2和L1，但是电容分压器可以看作电压源戴维南等效电路，由C1和C2分压（电压分压效应），更重要的是C1‖C2作为等效串联电容器驱动R2和L1。因此，通过将L1和C2组成的LC电路与C1电容耦合，实际上会得到一个串联谐振等效电路，然后该电路提供所需的90°相移加上和减去IF在谐振频率之外的90°相移（如10.7MHz）。

当观察图b所示串联谐振电路时，可以看到该电路具有高Q因子（如谐振频率周围的窄带宽）的高通滤波器。在谐振频率下，相移为+90°。必须注意，C1通常为 C2的10%或更少。另外注意，R2用来确定电路的Q值，而对于带宽较宽的FM检测，R2值应降低（如1kΩ＜R2＜10kΩ）。

类似地可以使用与并联LC电路串联的大值电感（高阻抗）来制作90°移相器。如下图所示，可以再次将形成串联驱动的LC电路作为感应分压器，形成戴维南等效电路。该戴维南等效电路如图b所示，为高Q值的低通滤波器串联谐振电路。同样，该电路具有90°相移，但是相位滞后。因此在谐振频率下相移为-90°。为了选择L2的值，通常电感应至少达到L1的10倍。必须注意，R2确定电路Q值，而对于带宽较宽的FM检测，R2值应降低（如1kΩ＜R2＜10kΩ）。

来源：机械工业出版社E视界

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