再說收音機(jī)的統(tǒng)調(diào)資料21

1、再說收音機(jī)的統(tǒng)調(diào)統(tǒng)調(diào)已經(jīng)是一個非常古老的話題了，大約自從有了超外差電路也就有了統(tǒng)調(diào)的說法，還有一個更加確切的叫法曰“跟蹤”，愚以為跟蹤的說法更加科學(xué)一些。在我詳細(xì)論述“統(tǒng)調(diào)”這個話題之前首先要說明一個關(guān)鍵點(diǎn)：一部正常的 超外差式收音機(jī)，它的本機(jī)振蕩頻率決定了收音機(jī)的接收頻率。原因：收 音機(jī)的主要增益是由中放級提供的，當(dāng)本振頻率確定后，只有與這個本振 頻率的差值等于中頻的信號頻率才有可能通過變頻后得到中頻從而獲得 最大的增益，直到最后被解調(diào)出音頻信號。有些人可能會提出疑問：那么和磁棒，天線回路的那個調(diào)諧回路的諧振頻 率是不是收音機(jī)接收的頻率涅？準(zhǔn)確的答案是：當(dāng)收音機(jī)跟蹤完全準(zhǔn)確 時，這個調(diào)諧回路

2、的諧振頻率就應(yīng)該是收音機(jī)接收的頻率，但是當(dāng)收音機(jī) 的跟蹤不準(zhǔn)確時，或者是不在統(tǒng)調(diào)點(diǎn)上時，它的諧振頻率就不是收音機(jī)接 收的頻率：超外差收音機(jī)的接收頻率只與本振頻率有關(guān)。但這個時候收音 機(jī)的靈敏度會降低，選擇性和噪音等指標(biāo)均會下降，這可不是我們所希望 的，所以我們才需要對超外差收音機(jī)進(jìn)行統(tǒng)調(diào)，嚴(yán)格意義上的說法應(yīng)該叫 做：跟蹤調(diào)試。統(tǒng)調(diào)的目的：讓天線回路和高放回路（如果有的話）準(zhǔn)確地調(diào)諧在本機(jī)振 蕩的頻率與中頻的差值之頻率點(diǎn)上，也就是收音機(jī)正在接收的這個頻率 上。這樣在電路的增益已經(jīng)確定的情況下，收音機(jī)可以得到最佳的效果： 靈敏度最高，選擇性最好同時噪音最低。統(tǒng)調(diào)的最佳效果：在收音機(jī)的所有的接收頻率

3、點(diǎn)上都可以達(dá)到上述之目 的。最佳效果也可以這么說：在所接受的頻段內(nèi)完全準(zhǔn)確跟蹤。要想達(dá)到最佳的效果，或日整個接收頻段內(nèi)準(zhǔn)確跟蹤，可以這樣干：將天 線回路，高放回路的調(diào)諧和本振回路分開調(diào)節(jié)。先調(diào)諧本振頻率到我們希望接收的那個頻率點(diǎn)，然后再去調(diào)諧天線回路和高放回路。在沒有CP阡預(yù)完全靠人工調(diào)諧的情況下，這樣干顯然會使收音機(jī)的使用變得復(fù)雜，而 且在弱信號接收時，當(dāng)本振頻率調(diào)到我們需要的那個弱信號時，由于天線 回路的失調(diào)，我們可能根本就聽不到這個信號，需要仔細(xì)的調(diào)節(jié)天線和高放回路才會收到這個弱信號，如果大家都是無線電DX愛好者，自然會覺得樂在其中，倒也不會有多在乎調(diào)節(jié)有多麻煩?？傻菍τ诮^大多數(shù)的收

4、音機(jī)使用者來說，讓他們也去這樣干估計(jì)就沒有幾個人愿意了。當(dāng)然設(shè)計(jì) 考究的數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)通過現(xiàn)代控制技術(shù)以及高性能的單片機(jī)系統(tǒng)再配 合變?nèi)荻O管調(diào)諧，要做到完全準(zhǔn)確的統(tǒng)調(diào)和跟蹤倒也不是啥大不了的事兒，而且人家還通過 PLL回路將本振頻率牢牢的鎖定在需要的頻率點(diǎn) 上但我今天并不想說這種現(xiàn)代的數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)，我要說的不過是統(tǒng) 調(diào)而已。我生的也晚，見識也淺，自打出娘胎以來見到收音機(jī)調(diào)諧旋鈕都是一個搞 定，頂多再加個短波微調(diào)。但我知道在調(diào)節(jié)這個調(diào)諧旋鈕的時候，是在同 時調(diào)節(jié)兩個諧振回路的頻率：一個本振，另一個是天線回路，有調(diào)諧高放 的再加個高放諧振回路三個同時干。這樣的收音機(jī)用起來方便極了，但方 便是要

5、以犧牲完全準(zhǔn)確跟蹤為代價的，因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)不能保證在所接受 的頻段內(nèi)完全準(zhǔn)確跟蹤，至于為什么會這樣，這是俺這篇作文下面將要詳 細(xì)分析和描述的。事實(shí)上是：頻段內(nèi)完全準(zhǔn)確的跟蹤其實(shí)并不是必須的，我們通過良好的統(tǒng) 調(diào)后，雖然在很多接收頻率點(diǎn)上存在著跟蹤誤差，但只要這個誤差不是太 大對實(shí)際的接收效果的影響就很小，卻給我們調(diào)諧帶來了極大的方便：只 需要用一個調(diào)諧旋鈕即可完成調(diào)諧選臺之任務(wù)。有點(diǎn)無線電基礎(chǔ)的人都知道電感和電容組成的調(diào)諧回路的諧振公式：f=1/(2 tt，(L*C)當(dāng)然這個是估算公式，實(shí)際上準(zhǔn)確的諧振頻率還與 LC諧振回路的損耗有 點(diǎn)關(guān)系，但用于收音機(jī)中LC諧振電路的計(jì)算是完全沒有問題的。這

6、個計(jì)算公式里面有個根號運(yùn)算，會給本作文下面的描述和分析帶來麻 煩，為此我需要將它變一下行再說。首先將等式兩邊平方，并消滅分式后可以得到：4 7tA2*L*C*B2=1這個公式里兀=3.1415926535897932384626,頻率f的單位是赫茲， 電容C 的單位是法拉，電感L的單位是亨利，顯然這些量綱之單位在收音機(jī)里面都是不常用的，我們需要把它們化成我們收音機(jī)經(jīng)常要用的單位：電容用皮法（pf）,電感用微亨（uH）,頻率的單位用兆赫茲（MHZ,根據(jù)國際單 位換算法，1皮法二10八-12法拉； 1微亨=10八-6亨利； 1兆赫茲=10A6赫茲，同時將冗的數(shù)值代進(jìn)公式，4*3.1416A2*L*

7、10A-6*C*10A-12*fA2=1,可以得到：fA2*L*C=25330.3這個公式里面頻率，電容和電感的單位都是我們所熟知的兆赫茲，皮法和 微亨。下面所有的內(nèi)容均是在這個公式的基礎(chǔ)上說事的，頻率，電容和電 感的量綱也使用這些單位，除非另作說明。上面這個公式里，電感和電容構(gòu)建成諧振回路，而 f就是諧振回路的諧振 頻率。本機(jī)振蕩電路接入這個諧振回路時，本機(jī)振蕩的頻率，電容，電感 之關(guān)系符合上面的這個關(guān)系式；天線回路或者高放回路接入這個諧振回路 時，能夠得到最大的信號輸出之頻率，回路電容，電感也符合上面的關(guān)系 式。接下來開始說說我們收音機(jī)里經(jīng)常出現(xiàn)的一些頻率，然后再分析這些頻率 和專門干這些

8、頻率的電容和電感的數(shù)值，以及他們之間的關(guān)系。一般認(rèn)為調(diào)幅中波段的接收頻率范圍是0.535MHz-1.605MHz;短波段的頻率范圍應(yīng)該是從 1.6MHz-30MHz但一般的收音機(jī)根本不需要做全頻率范圍的接收。針對當(dāng)前的無線電傳輸環(huán)境和特征，一般來說做6MHz-18MHz勺短波段接收是具有現(xiàn)實(shí)意義的。 我要分析這一段短波頻段還 有一個原因是這幾天剛剛在本壇看到一位大俠做了紅燈牌711電子管收音機(jī)的短波段統(tǒng)調(diào)方面的工作，并寫了心得體會，原文大體意思就是將原來的短波兩點(diǎn)統(tǒng)調(diào)搞成了三點(diǎn)統(tǒng)調(diào)，結(jié)果效果好的不得了。而這個紅燈711電子管收音機(jī)的短波的接收頻率范圍就是6MHz-18MHz般點(diǎn)擊打開連接根據(jù)短

9、波米波段的劃分以及實(shí)際使用的情況來看，短波段電臺最有聽頭的是31米段和25米段，頻率范圍分別是9.4MHz-9.9MHz以及11.6MHz-12.02MHz,為此我自己用面包板做了個收音機(jī)，調(diào)幅部分它只接收短波，為了方便調(diào)諧和準(zhǔn)確跟蹤，我把他的接收頻率設(shè)計(jì)在 9MHz-12.5MHz當(dāng)然給他配個調(diào)頻頭也可以收調(diào)頻信號。沒有做中波是因 為要用長長的磁棒，不方便攜帶和顯擺，配短磁棒效果不好我不喜歡，而 且那玩意脆，容易摔斷；當(dāng)然目前來說最有聽頭的就是調(diào)頻波段了,頻率范圍是88MHz-108MHz上面已經(jīng)給出了我們需要接受的各個頻率數(shù)據(jù)，概括如下：中波：0.535MHz-1.605MHz;短波 1:

10、 6MHz-18MHz短波 2: 9MHz-12.5MHz調(diào)頻：88MHz-108MH z調(diào)幅波段的中頻頻率已經(jīng)定義為0.465MHz (也就是常說的465千周)，調(diào)頻的中頻為10.7MHz,根據(jù)超外差電路的理論，本機(jī)振蕩的頻率要比接收的頻率高一個中頻，那么本機(jī)振蕩的頻率范圍也就定下來了：中波：1.000MHz-2.070MHz;短波 1: 6.465MHz-18.465MHz;短波 2: 9.465MHz-12.965MHz;調(diào)頻：98.7MHz-118.7MHz。從上個面的各個頻率范圍就可以用我上面已經(jīng)推導(dǎo)出來的關(guān)系式分別計(jì)算出對應(yīng)的頻率，以及頻率的平方計(jì)算出各自的L*C的數(shù)值，并做一個簡

11、單的列表如下：行號中波頻率(MHz)短波1頻率(MHz)短波2頻率(MHz)調(diào)頻接收(MHz)低端高端低端高端低端高端低端高端1接收頻率0.5351.605618912.5881082頻率八20.2862.5763632481156.257744116643本振頻率1.0002.0706.46518.4659.46512.96598.7118.74頻率八21.0004.28541.796340.9689.586168.099741.7140905接收L*C885679833.2703.6278.18312.72162.113.2712.1726本振L*C253305911.4606.0574.

12、29282.75150.692.6001.798對應(yīng)的各個頻段的中間頻率以及計(jì)算結(jié)果:然后我們再根據(jù)上面計(jì)算出來的結(jié)果，對每一個波段的L*C的數(shù)據(jù)值進(jìn)行4 J t中波中間頻率(MHZ短波1中間頻率(MHz)短波2中間頻率(MHz)調(diào)頻中間接收(MHz)1接收頻率1.1001210.2982頻率A21.210144104.0496043本振頻率1.56512.46510.665108.74頻率A22.449155.38113.74118165接收L*C20934175.90243.472.6376本振L*C10343163.02222.702.144分析。由于絕大多數(shù)收音機(jī)都是采用調(diào)節(jié)可變電容來

13、進(jìn)行調(diào)諧，因此可以 分析在電感固定時，要這些頻率發(fā)生變化的話電容需要變化的量值0(1)中波 以紅燈711電子管收音機(jī)為例，據(jù)書載，它的中波天線線圈的型號是LT101A電感量為243微亨，本振線圈的型號為 LT101S,電感量為131.5微亨。為此我們可以計(jì)算出他們在所指定的諧振頻率下所需要的配諧的電容量值，并列表如下：4 J t低端頻率中間頻率局端頻率1接收頻率0.5351.1001.6052本振頻舉1.0001.5652.0703接收L*C值88567209349833.24本振L*C值25330103435911.45接 收L=263uH時 的配 諧C值336.76pf79.59pf37.

14、39pf6本 振L=131uH時 的配 諧C值192.63pf78.65pf44.95pf從本表的第五和第六行我們可以看出在中間的頻率點(diǎn)上，兩個回路所需要 的配諧電容已經(jīng)非常接近了，實(shí)際上合理的配置天線線圈和本振線圈的電 感量，一定會在接近中間的頻率點(diǎn)上兩個回路所需要配諧的電容量是一樣 的，這就是我們常說的三點(diǎn)統(tǒng)調(diào)時中間頻率點(diǎn)的正確跟蹤，它實(shí)際上是在 設(shè)計(jì)的時候就已經(jīng)保證了。但在頻率高端和頻率的低端兩個諧振回路的電 容量都有很大的偏差，如果使用兩聯(lián)的等容可變電容器來實(shí)現(xiàn)同步調(diào)諧， 必須要想辦法降低這個偏差，否則這么大的偏差根本無法保證在頻段高端 和低端的良好接受。一言概之，就是在頻率低端要減少

15、本振回路的配諧電 容，而在頻率高端要增加本振回路的配諧電容才能保證正確的跟蹤。從表中可以看到：當(dāng)頻率由低端向高端調(diào)諧時，本振回路的電容量從192.63pf變化到44.95pf ,而同時天線回路的配諧電容需要從336.76pf變化到37.39pf ,變化范圍要比本振回路大得多。前面已經(jīng)提及，為了方便調(diào)諧收音機(jī)都已經(jīng)做成一個調(diào)諧旋鈕了，也就是 本振回路的可變電容和天線回路的可變電容是同時改變的，如果可以生產(chǎn) 這種可變電容，一個從 337.76皮法變到37.39皮法，而另一個從192.63 皮法變化到44.95皮法，并且這兩個可變電容根據(jù)對應(yīng)的本振頻率，接收 頻率的需要一直保持著應(yīng)有的關(guān)系，那么就可

16、以實(shí)現(xiàn)一開始所說的那種完 全跟蹤了。但實(shí)際上要生產(chǎn)這樣的可變電容是有相當(dāng)大的難度的，為了克 服不同的收音機(jī)電路分布參數(shù)的影響，諧振回路除了主可變電容外，還要 有微調(diào)電容以供生產(chǎn)的時候通過調(diào)試以達(dá)到設(shè)計(jì)的頻率范圍。事實(shí)上由于工藝的原因，以及為了可以在短波段也可以使用這個可變電容，我們最常見到的都是等容的雙聯(lián)可變電容：兩個可變電容的容量理論 上一直是處于相等的狀態(tài)。而作為可變電容為了保證能夠調(diào)試到好的效 果，必須要保證天線回路的有足夠的電容變化量；再通過在本振回路串入 一個合適的電容（這個叫墊整電容）和再并入一個電容（補(bǔ)償電容）來降 低電容變化量以適應(yīng)本振電容的變化量需求。再看上面的表格，在兩聯(lián)等

17、容可變的情況下，在頻率低端需要減少本振回 路的配諧電容，才可以與天線回路達(dá)到或者接近跟蹤，通過串聯(lián)一個容量 合適的墊整電容達(dá)到目的；在頻率高端又需要加大本振回路的配諧電容， 這要在本振的電感上并一個合適的電容來實(shí)現(xiàn)。如此看來，低端要減少而 高端又要增加本振回路的配諧電容，看起來好像是矛盾的，而實(shí)際上倒也 不是啥問題，因?yàn)轭l率低端的配諧電容量比較大，串進(jìn)去的墊整電容的容 量也比較大，而到頻率高端整個回路的配諧電容量比較小，所以串進(jìn)去的 墊整電容對它的影響很??；在頻率高端并在振蕩線圈上的補(bǔ)償電容量很 小，對頻率低端的影響也不大，所以總的來說還是很和諧的。當(dāng)然在實(shí)際的收音機(jī)電路中，本振回路的墊整電容

18、已經(jīng)通過計(jì)算在設(shè)計(jì)電 路的時候就確定好了，補(bǔ)償電容倒是可調(diào)的。開頭說過，超外差式收音機(jī) 的本機(jī)振蕩頻率決定了收音機(jī)的接收頻率，所以調(diào)這個補(bǔ)償電容已達(dá)到高 端的接收頻率，因?yàn)轭l率高端對電容的變化量敏感，而低端的接收頻率通過調(diào)節(jié)本振線圈中間的磁粉芯改變其電感量達(dá)到，頻率低端對電感量的變化敏感，而對頻率高端的影響比較小，從而可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求上面的圖形描述了天線回路 ，本振回路的頻率的平方，電容與電感的乘積以及在電感確定的情況下，頻率平方的變化量與電容變化量之間的線性關(guān)系。由于墊整電容和補(bǔ)償電容的存在，上面圖形中頻率的平方值和L*C的關(guān)系已經(jīng)不再是直線性了，如果再用畫圖表述有困難，也沒有必要，但是本振

19、回路經(jīng)過墊整和補(bǔ)償后的曲線圖“直線化”后顯然它的斜率與天線回路的斜率更加接近了。上面已經(jīng)說過接受頻率范圍的調(diào)節(jié)是要調(diào)整本振回路的電感和補(bǔ)償電容 來實(shí)現(xiàn)的，所以在實(shí)際調(diào)試的時候，本振回路的參數(shù)調(diào)試完畢后就不再調(diào) 它們了，而要保證跟蹤就在天線回路和高放回路去調(diào)試，同樣是高端調(diào)電 容，低端調(diào)電感一一這個是所有玩收音機(jī)的人所熟知的事兒，這里就不多 說了。由于上面所說到原因，天線高放回路增加了統(tǒng)調(diào)電容，本振回路與 頻率的平方已經(jīng)不再是線性關(guān)系了，要使兩條曲線完全“平行”更加困難了，但我們可以通過調(diào)試能夠使這兩條曲線之間的“平行度”得到最大化，這也就是我們平時統(tǒng)調(diào)的目的。(2)上面詳細(xì)的描述了在中波段存在

20、著跟蹤誤差，那么產(chǎn)生它的根本 原因是什么涅？經(jīng)過分析認(rèn)為主要是：由于天線和高放回路的頻率平方在 頻段高端和低端的變化比率，與本振回路的頻率平方的變化比率的差異引 起的。下面的表格顯示了相關(guān)的計(jì)算結(jié)果，在中波段這兩個變化比率分別是9和4.285,其差異是非常大的。而對于一次變頻的短波接收和調(diào)頻接收電路這個差異明顯的要小很多。表中顯示：在短波 1 一項(xiàng)中兩個變化比率是 9 和8.158 ;在短波2一項(xiàng)中兩個變化率是1.93和1.876 ;在調(diào)頻一項(xiàng)中兩 個變化率是1.51和1.446 0通過對電容的串并聯(lián)，和選用不同電感量的線圈可以實(shí)現(xiàn)兩個諧振回路的 準(zhǔn)確跟蹤，我們不難通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，這個兩個調(diào)諧回

21、路之變化率的差異越 大，要做好跟蹤就越不容易。關(guān)于這個話題需要另開一個題目重新研究， 在這里我只想利用這個結(jié)論。這個變化比率的差異大小與接收頻段的頻率范圍和中頻的頻率有關(guān)，頻率 范圍越小，中頻頻率越低，那么天線高放回路的頻率平方的變化比率與本 振回路的頻率平方的變化比率的差異也就越小，當(dāng)然中頻是確定的，而且 太低也不好，會增大鏡像干擾；減少接收頻率的范圍顯然會讓人覺得很不 爽，所以這個中間就存在著一些矛盾。我把自己做的收音機(jī)電路短波段的 頻率范圍限定在 9MHz-12.5MHz這么小范圍的原因，一方面是為了驗(yàn)證準(zhǔn) 確跟蹤的接收效果，另一方面當(dāng)然就是為了調(diào)諧方便，這個是顯然的。行號中波頻率(MH

22、z)短波1頻率(MHz)短波2頻率(MHz)調(diào)頻接收(MHz)低端高端低端高端低端高端低端高端1率0.535接收頻1.605618912.52八2156.253率9.4654八289.5865L*C312.726L*C282.75880.28677441.00012.9651.000168.0988567162.1125330150.69108頻2.5763632411664本振2.0706.46598.7118.7頻4.28541.7969741.714090接9833.2703.623.2712.172本5911.4606.052.6001.7988118.465340.9678.1874

23、.29率頻率收振7比接9收9頻 率 高 低1.931.51端 平方8比接4.285收頻 率 高 低8.1581.876端 平1.446方（3） 有興趣的同學(xué)可以參照本文上述之（1）項(xiàng)中波的相關(guān)描述和計(jì)算，依著葫蘆畫瓢來根據(jù)紅燈711短波段6MHz-18MH之接收范圍獲得這個頻率范圍的短波段諧振回路的跟蹤情況，當(dāng)然得到的結(jié)果就是在短波段 的跟蹤誤差一定會比在中波段要好很多的結(jié)論。這里有一些數(shù)據(jù)可供參考，紅燈711電子管機(jī)短波段用的天線線圈型號：LT104A,電感量2.03uH;短波段振蕩線圈的型號是 LT104S,電感量1.71uH。分析的結(jié)果會得到這樣的結(jié)論：收音機(jī)在中波段的統(tǒng)調(diào)要比在短波段和

24、調(diào)頻波段的統(tǒng)調(diào)其效果和作用會大得多。當(dāng)然這個是要有條件的，就是在設(shè)計(jì)的時候就得保證它們的跟蹤大體正確才能成立，具體的如何去干要參考本文第（5）項(xiàng)。在這里由于本作文字?jǐn)?shù)所限，我就不多說了。（4） 跟蹤誤差的計(jì)算與結(jié)果分析，以及在各個頻段對收音機(jī)實(shí)際接收效果的影響（略）。（5） 如何從設(shè)計(jì)的角度減少多個調(diào)諧回路（主要講述和分析有關(guān)調(diào)頻頭部分和帶高放電路的 AM接收電路之設(shè)計(jì)方面）的跟蹤誤差（略）o最后簡單的介紹一下我做的這個收音機(jī)的電路，準(zhǔn)確地說是個接收頭部分，它沒有功放和喇叭，我另外做了一個喇叭箱，并將四個電池和一個小功放電路裝在喇叭箱里面。我當(dāng)時做這個接收電路的目的是為了分析和研究芯片LA12