谈谈无线电收音机的选择性

当你打开收音机，收听电台节目的时候，尽管同时广播的电台很多，可是喇叭里只发出一个电台的声音。为什么所有电台的节目不同时都混进来呢？要想对这个问题有一粗浅的了解，就必须对收音机的选择性要有个明确的概念。

顾名思义，“选择性”本身就表示它具有挑选电台的意思，所以对收音机说，它是一个非常重要的问题。

我们知道，在无线电电路中的电感线圈和电容器，它们两者并联时（图l），具有谐振于某一频率的特性。如果某一电台发射的频率恰好与这一并联回路的自然谐振频率相同的话，在回路两端感应的电压就最大，而对其他电台发射的频率感应的电压就很小。如图2中F\(_{1}\)是调谐于某一电台的频率，F2和F\(_{3}\)是非调谐的其他电台的频率，对应于F1所感应的电压远大于F\(_{2}\)和F3所感应的电压。我们把电感电容并联回路对各个频率的这种属性，用曲线描绘出来，便很具体的体现了回路的作用。这种曲线平常叫做谐振特性曲线。

由回路特性我们还可知道，回路的衰耗越小，谐振频率在回路两端感应的电压最大，而邻近频率感应的电压相对来说也就越小。Q\(_{1}\)、Q2和Q\(_{3}\)代表三条不同衰耗特性的曲线（图3），Q3代表衰耗最小的曲线形状，Q\(_{2}\)次之，Ql衰耗最大。很明显，c点的电压比a点高很多，而拿D点来看，a点的电压大于D点，而c点的电压相对于a点来说更大于D点。回路的衰耗不同，谐振曲线也不同的特性，在无线电上用质量因数Q的大小来表示。质量因数Q大，表示衰耗小，选择性高，从选择性这一观点着眼的话，我们希望Q越大越好。

现在我们可以这样来思索一下，并联回路对不同频率有不同的作用，而且Q的大小不同，作用程度也不同，因此这种回路就显出了有选择的特性。同时由于谐振频率电压U\(_{l}\)远大于非谐振频率电压U2和U\(_{3}\)（图2），如果经过几个回路的选择后，U2和U\(_{3}\)比起U1来，相对地说就更小了，并且收音机的检波级还具有一种强信号抑制弱信号的作用，通过这么些关口，U\(_{2}\)和U3的作用便被大大削弱或消除，它们的影响也就不显著了。因此只有谐振于回路自然谐振频率的电台才会在喇叭中发出声音来。谈到这里，我们也就简单的可以理解到收音机的选择性是如何获得的了。

从谐振曲线的特性我们知道，电感电容并联回路具有选择性，但是在谐振曲线两边，不是很陡直的截止下去，而是带有一平缓下降的趋势，因此邻近频率还可能在回路两端感应一定的电压。为了减弱这种影响，我们可以采用Q大的回路来对付。换言之，希望谐振曲线越尖锐越好（见图3）。但是这种想法不合乎无线电发送语言及音乐的要求。无线电发送某一节目时，不是单纯发送单一的频率，而是发送一连续的频率范围，这是因为语言和音乐由很多频率组成的缘故。在学术上通常以一载波和两旁频来表示这种发送的特性，如载波为1000千周，人的语言频率为5千周，从基本的无线电理论可以知道，发送的频率范围便是10千周，无线电上把这个频率范围称做通频带。从谐振曲线对不同频率的待遇，我们可以明白，曲线越尖锐，不同频率感应的电压彼此间相差就越大，既然各个频率感应的电压不同，放大程度当然也不同，通常便称这种现象叫做频率失真，人的耳朵听起来就不像发送点原来的语言或音乐了。所以选择性与声音的真实度有着一定的关连，选择性高了，节目的真实度就有问题，它们两者是互相矛盾的。

但是，这个矛盾我们可以用这样的想像来解决它，如果谐振曲线能像图4中的直线所示是一矩形（中点F\(_{1}\)是载波，F2、F\(_{3}\)是两旁频），那么上面的问题就不存在了，因为在两旁频以外，由于曲线特性垂直的关系，不可能有邻近频率的感应电压，而且在发送频率范围内，各个频率感应的电压是同样大小的，真正做到这样的话，不但有好的选择性，而且也消除了频率失真的毛病，也就解决了上面的矛盾。但是这究竟还是理想，实际上不可能做到这样完善的地步。幸亏目前无线电在这方面所采取的技术措施，多个双回路线合成的无线电线路（双回路如图5），即平常我们在超外差式收音机上所看到的中频变压器，它的总谐振曲线能够做得近似地接近上面所述的理想情况（图4虚线所示）。因此，在实际应用中，采用多个中频变压器组成的电路，已能够满意地解决对邻近频率选择性的要求。中频变压器所以能够有这样重大的作用，这是因为可以调整它的线圈之间的耦合，得出一最佳谐振曲线形状的缘故。但是，中频变压器（双回路）不能无限制的增加，超越5个时，选择性并不显著提高。

超外差式收音机是目前最流行的一种收音机。它的主要选择性是：像频选择性和邻近波道选择性（图6）。

1．像频选择性为了说明方便，设外来频率为f\(_{1}\)，收音机本身产生的振荡频率为f2，假定要产生的中频是465千周，必须是f\(_{2}\)±fl=465千周。通常取 f\(_{2}\)-f1=465千周，即取f\(_{2}\)高于f1465千周，由于f\(_{2}\)是随fl在改变的（收音机上称同轴调谐，即几个可变电容器共轴转动），因此不管收听频率f\(_{1}\)的高低，经过变频后总是得出一个465千周的中频，而在变频级后面接有调谐于465千周的中频变压器（双回路），所以只要外来信号与f2相差465千周，就可在收音机中频变压器上得到一个电压，经过放大和检波喇叭里就会发出声音。假使收听电台甲的频率为1000千周（f\(_{l}\)），那么f2便为1000千周+465千周=1465千周，这时如有一不需要的电台乙的频率为1930千周，它也可以与f\(_{2}\)差拍成465千周，这可从下面等式看出：

电台甲：1465千周±1000千周→465千周（差频）；

电台乙：1465千周±1930千周→465千周（差频）。

如收音机输入电路调谐在1000千周，它们之间的关系可用谐振曲线表示于图7，从电台甲和电台乙两个频率对中频变压器的作用来看，它们都可谐振于中频变压器的固定频率（465千周），因此中频回路对它们是同样看待的。从图中我们可以看出，1930千周与1000千周是在收音机本身振荡频率（1465千周）的两边，因为它们都可 和本地振荡频率1465千周发生变频的关系，所以都可变成中频（465千周）。实际上1930千周的频率不是我们所需要的，因此，在无线电上我们把它叫做像频。从上面的分析，好像超外差式收音机经过变频后还带来了麻烦，其实不然，频率变低了，收音机的灵敏度、选择性及其他指标都可大大提高，而由于像频选择性引起的麻烦，可以另想方法克服和削弱，实用上采取如下办法：

①提高输入回路的Q或增加高频放大级（即增加调谐回路），可以使谐振曲线尖锐，这样在相距两倍中频点的像频所感应的电压就很小。应该指出收音机输入回路或高频回路谐振曲线尖锐一些，不会严重地影响频率失真，原因是频率高，通带够宽的缘故。

②提高中频, 不用465千周而用比它更高的频率（如1.6兆周）。从像频含义可知，中频高了，像频离所收电台的频率就更远（见图7)，这样它的影响也就削弱了。不过提高中频只是通信用的收信机在采用二次变频时才应用，而一般简单经济的广播收音机是不采用的。

还应说明一下，像频选择性对长波中波和短波的影响是不同的，长波中波频率较低，信号频率与相距两倍中频的像频比起来相差较大，如前面提到的收听频率为1000千周，像频为1930千周，它们两者相差将近一倍，因而像频的影响并不严重。但是，在短波波段就不同了，例如信号频率为10兆周像频就是10兆周+2×465千周=10.93兆周，它们之间相差就很小了。要求很高的通信用的收信机都要加高频放大级，来提高对像频选择性的要求，而普通广播收音机考虑到经济，结构就比较简单，一般没有高频放大级。此地也提一下直接放大式收音机，因为它没有变频装置，自然也就无所谓像频选择性了。

实用上最好的通信用收信机（工作于短波波段）对像频选择性要求U＇1U＇2≥3200以上（70分贝以上）。

2．邻近波道选择性：任何电台要在收音机喇叭里发出声音来，必须经过变频，先变成中频，再经过放大和检波才有可能。但是这不能就断定凡是产生与中频相近的其他外来频率就无影响。例如收听频率是700千周，收音机本身振荡频率是1165千周（700＋465=1165），当然是会差出465千周的中频来，可是如果有一705千周的电台来了，它与1165千周会差出460千周，而460千周与465千周非常靠近，因此也会在中频回路上产生电压。也许你有这样的经验，有时调到一个电台时，同时还听见相邻电台的声音，对这种外来频率削弱的程度，我们用邻近波道选择性来表示。由于中周回路的谐振曲线可以做得接近似于矩形（见图4），因此超外差收音要的邻近选择性可使我们足够满意。

在广播收音机中因为收听语言或音乐，要求的通频带相同，因此邻近选择性也是固定的。

对于超外差式收音机的选择性问题，这里仅介绍主要的两个，另外还有中频选择性和对组合频率的选择性等，不如上面所谈的两个重要，此地就不再一一加以解释了。（刘孙刚）