收音机为什么会“夹音”?

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初学的无线电爱好者们装成的简单收音机,常常会发现收听一个电台时,同时有好些别的电台混在一块,乱成一片的毛病。这就是通常我们所说的:这部收音机不好,有“夹音”。用无线电上的术语来说,就是这部收音机的“选择性不好”。所谓“选择性”,也就是收音机能选出所要电台的信号,而不让其他电台信号通过的能力。

一部收音机的好坏,“选择性”是一个非常重要的指标。

那末为什么有人装的收音机选择性好,可以把电台分隔得非常清楚;有人装出来的选择性不好会有“夹音”呢?

旋转刻度盘是为啥呢?

任何一部收音机都少不了要用线圈和电容器头和头联尾和尾组成的“调谐回路”(图1)。拿矿石机说吧,这是由次级圈和可变电容器所组成。当天线上收到的电磁波通过初级线圈(天地线圈)时,会在次级线圈里产生一个感应电压,等于在次级调谐回路里串联了一部交流发电机,于是回路里就有电流通过。如果回路对交流电的阻力很小,回路里环流的电流必然很大。电容器对交流电和电阻一样是有阻力的,通过它的电流大了,在它两端的电压也一定很大,这个电压就是加到检波的元件(例如矿石等)去的电压,这个电压越大,在听筒或扬声器里声音就越响,当然我们希望它越大越好。

图1
图1 🔍原图 (878×678)

调谐回路有一个特性,那就是线圈的电感量和电容器的电容量一定时,它只对某—个频率的交流电表现出最小的阻力,使回路里环流的电流达到最大;对其之频率的交流电阻力很大,回路里环流的电流就小。回路对交流电阻力最小的这个频率,叫做调谐回路的“自然谐振频率”。如果改变电容器的电容量到一个新的数值,回路的自然谐振频率随着改变到一个新的频率。我们收听电台的时候,不是要常常旋动刻盘去寻找电台吗,实际上这个动作就是增减调谐回路里电容器的电容量,使增减后电容器的电容量和线圈的电感量相互配合所产生的自然谐振频率与收听电台的频率一致而发生谐振(图2)。这时调谐回路对收听电台频率的高频电流阻力最小,回路里环流的电流达至最大。其它电台的电磁波虽然同时由天线接收下来,但频率和回路的自然谐振频率并不一致,回路对它表现的阻力大,电容器两端输出的电压就小,在听筒里声音就很轻或者就听不到了。调谐回路能提高一个电台的声音并压低其它电台的声音,这就是说调谐回路有选择电台的作用。

图2
图2 🔍原图 (945×619)

设想我们拿两部收音机来比较,旋动第一部收音机的刻度盘收听一个1000千周的电台,假定这个电台的频电流在回路里电容器两端产生10伏的电压,比它低20千周的980千周的电台因为不和回路发生谐振,产生的电压只有2伏;比1000千周高40千周的1040千周电台离开谐振频率比980千周更远,产生的电压只有1伏,对比之下,1000千周电台在电容器两端产生的电压比980和1040千周的电台产生的电压高得多,当然声音也就大得多。另外有一部收音机的调谐回路,如果对1000千周谐振频率或靠近谐振频率的980和1040千周电台在电容器两端产生的电压大小相差不多,比较过两种情形,就可以说第一部收音机的选择性要比第二部收音机的选择性好得多。这样我们可以大致了解选择性是什么回事了。

上面的例子我们可以用另外一个例子比比看。假定我们在一座山脚下的公路上散步(图3)。当走过1000公尺路标处停下来抬头向上仰望,这一点对突起的山峰高度为1000公尺,向左走20公尺到980公尺路标,山腰一棵松树处的垂直高度为200公尺;向右走40公尺到1040路标处,向上望一座半山亭的垂直高度为100公尺。我们左右走动的范围只有60公尺,而山的高度变化从1000公尺降低到200公尺(差5倍)和100公尺(差9倍),这时我们会说山势非常陡峭。设想有另一座山,山势在同一距离内高低变化很少。我们就说山势较平。我们上面谈的情况其实可以画成一张简图。拿这个例子的比较方法来看前面收音机接收不同频率电台的情况,山的高度可以象征电压,公路上一块块的路标表示不同的频率。由此可以得出一幅代表收音机分隔电台的本领的图画,由这种“山峰”的陡峭与平阔可以看出收音机的选择性好坏。

图3
图3 🔍原图 (913×611)

这种用来表示选择性好坏的山峰形线条,在无线电术语上叫做“谐振特性曲线”。

选择性由什么决定?

为什么有时同样种类的收音机,有的选择电台的本领好,有的不好呢?这是因为选择性的好坏决定于构成调谐回路的线圈和电容器的质量。这两种另件的质量越好,收听电台的信号电流在回路里损失越小,电容器两端产生的电压越大,谐振曲线的“山峰”变得非常陡峭,选择电台的本领就好。

收音机天线接收电波时,线圈里就有高频电流流过,它除开遇到构成线圈本身电阻的阻力,更重要的是遇到另外一个对头,就是高频电流有一种专爱在导线外图表面流过称为“集肤作用”的特性,这会使流过回路的高频电流大为减小;再加上所用电容器的介质材料不同,也使高频电流有不同的损失。在这些阻碍大时回路里电流减小,电容器两端产生的电压随着减低,谐振曲线的“山峰”变得平阔,选择性就低落。所以绕线圈时,常常要用比较粗的导线和直径较大的线圈筒,目的就是想减少高频电流在线圈中的损失。市上出售的线圈常采用几股绞合线来绕制,也是用增加导线有效面积的方法来减少线圈对高频电流由于集肤作用引起的损失。新式收音机里还采用铁粉心线图,这种线圈的优点是可以用较少的线圈获得相当大的电感量,是用减少导线线圈圈数来减少对高频电流的损失的。

把谐振曲线的山峰尽量弄尖锐好不好?

由以上所谈,似乎是选择性的曲线愈弄尖愈好,其实不然。我们常常说“某广播电台的频率是多少千周”,其实在广播时,这个电台发射出来的高频电流,不仅只是这一个频率,而且还包括有各种语言、音乐节目的较低频率。低频电流是“骑”在高频电流上被一起发射出来的。因此,广播电台发射出来的不是一个频率,而是一个有一定宽度的频率的带子。这个频带的宽度决定于语言音乐频率里的最高频率。假定语言频率里的最高频率是5千周,那末频带宽度是从1000-5=995千周到1000+5=1005千周,即10千周。如果我们单纯追求选择性好,尽量使谐振特性曲线尖锐(图4),就会使稍微偏离电台基本频率的那些频率受到很大的压制,结果就把高音切掉了,使声音“走样”,这当然不是我们所希望的。可见选择性和声音的真实程度(保真度)是两个对头,很难兼顾他们。要选择性好,保真度就得牺牲一些,要保真度好,选择性也不能要求太高。幸亏简单收音机对保真度要求不高,只要选择性好,保真度是可以忽略些的。

图4
图4 🔍原图 (674×512)

夹音能不能完全消除?

如果我们注意一下各个电台的频率,可以发现电台和电台频率之间,总有些距离。例如有一个1000千周的电台,它的频带宽度是10千周,那末最靠近它的相邻电台的频率,假定频带宽度也是1O千周,就只能是990和1010千周。这样才能避免两个电台同时广播时因频带重叠而引起的夹音。在同一地点有点频率相互挨近的两个电台同时广播,从调谐回路的谐振特性曲线看,回路里电容器的两端多少还可以产生一些电压,由于这种情况而引起的夹音,简单收音机是没有办法避免的。

简单收音机怎样消除夹音

调谐回路线圈的旁边还有一个天线线圈,它会影响调谐回路谐振特性曲线的形状,线圈圈数多互相靠得太紧,谐振特性曲线也就拉得很宽,选择性变劣;线圈圈数少一些,对调谐回路的影响也就小些,就能够大概维持原有谐振特性的曲线的形状。所以收音机发生夹音时,除了要考虑线圈和可变电容器的质量外,还应该调整天地线圈和调谐回路线圈间相隔的距离。(之璞)