为什么超短波广播就不能用调幅方式?
这主要是因为,若调幅制用在超短波广播中在减弱同邻频道台干扰和部分改善音质方面固然有好处,但是发射机电力仍旧要很大,抵抗杂波侵袭的能力也还跟中、短波广播的一样,可是传播距离却大大缩短了。这么一来,非在全国建立大批大电力超短波电台不行。很明显,这太得不偿失了。所以一般超短波广播不用调幅制。
超短波调频广播有没有缺点?
若问超短波调频广播有没有缺点,回答是当然有。超短波的传送距离既然有限制,为了给大面积地区服务,就得建立很多小电力调频广播台,用无线中继线路把它们联成一个网。这会增加技术上和维护上的困难。再有,上面所谈的抗干扰作用只当信号强于杂波一倍以上时才能发挥出来,在电台服务区的边缘,这一优点会受到限制,打开调频收音机也会净听到“格嘞”声。
取得调频波的一些方法
上面已经大概地介绍了调频广播的特点,下面就来谈谈取得调频波的一些方法。
最早应用的是电抗管法。因为振荡器里的振荡槽路的谐振频率主要决定它于糟路的电容电感(L、C),所以只要使L或者C随着调制电压作变化,就能改变谐振频率。电抗管实际上是一个能够起线圈或者电容器作用的电子管,调制电压加在它的栅极上,使管子的栅偏压改变,便能使管子的等效电感量或电容量起变化。各种电抗管线路的作用原理巳经在本刊1957年第9期上介绍过。
比较新的两种方法是使调相波变为调频波,和直接使晶体频率偏移。目前最通行的方法是使脉冲调相波变成调频波。下面我们再补充谈谈调相波是怎么回事?
关于调相波
我们可以回忆一下上期本文讲述调频波时的打秋千例子。我们会讲到调频波的疏密变化符合于正弦律,载波频率(中心频率)的变化量和声波的振幅成正比。至于调相波,则需要选定波上的一些固定点(假设是波顶)来观察。这时会发现,各中波顶的位置一直在正常载波波顶位置的前后来回摆动,摆动的幅度和声波的振幅相对应(请参看上期本文图3)。

拿上期本文打秋千的例子说。若一个人在孩子打秋千时伸缩绳索的方式有某些改变,使秋千的蹬板摆到最高位置的时刻(也就是“相位”)在第一个15秒钟内按正弦规律逐步提早,在第二个15秒钟内按同样规律渐渐推后,所得的结果便和调相作用所得的调相波情况有些类似。
事实上,相位的变化 和频率的变化是相牵连的。在前例中踏板摆到最高位置的时刻既然一直在变,交化量又有多有少,瞬时摆动周期一定跟着伸缩,瞬时频率也就不会是固定的了。所以调相波包含了调频的成分,调频波包含了调相的成分。不过从最终效果来看,它们之间还是有差别的。
相位变化等于频率变化除相应的频率。若是调制波不变振幅,只变频率,那末载波受调频作用后的最大频率偏移将是一个不变的值。但在受调相作用的载波中,由于最大相位偏移才是不变的,所以频率越高,造成的频率变化也越大;频率越低,频率变化也越小。
使脉冲调相波变成调频波
调频发射机的主要部分如图1。晶体振荡器的输出送给“第一微分器”(基本构成如图2),它里面的电容器把直流电拦住,让变化得很慢(频率很低)的电流费劲地“钻”过,但容许变化得很快(频率很高)的电流痛快地流过去。因此一个正弦波在通过微分电路以后,它的变动快的部分(图3a上的0-1、2-3、4-5各段)很容易通过,变动慢的部分(1-2和3-4两段)就只有少量通过。结果正弦波变成图3(b)上那种样子。它接着被切割—放大器拉长,然后沿看虚线“剪两刀”,剩下的就是图3(c)上的一串近似长方形波。它们跟脉搏似地一跳一跳出现,所以称力脉冲群。切割一放大作用好比捏住一团上、下不一般大的面粉的两头,把它拉长,然后在两头切上两刀,剩下的粉团的形状便比较规矩了。


经通放大的脉冲群加到锯齿波产生器上,它可以用图3上的等效电路来代表。当开关K打开的时候,电池使电容器C充电,C上的电压Uc将按照图3下面0-1那一段曲线变化。开关合上以后(矩形脉冲群就是起着使K断续合上的作用),蓄积在C上的电荷通过电阻r放电,Uc循着1-2段曲线变化。这种电压跟锯子的牙齿差不多,所以称为“锯齿波”。当然,实际线路要比图3上的来得复杂,开关K实际上是一个电子管,还加进了直线化线路,所以锯齿波具有图4上的那种形状。

锯齿波送到调相器上。调相器在没有外加信号时不工作,等到锯齿波增强到一定程度以后才猛然通电流,就像一枝汽枪的枪栓平时给弹簧拉住,触动扳钮后才一下弹回去一样。这一作用称为“触发”。
除了锯齿波以外,调相器上还加着音频调制电压。两者合在一起后,随著调制电压的方向和大小,触发点会左右移劫(图4)。不过调相器停止工作的时刻还是完全由锯齿波来决定,锯齿波一下降,调相器立刻不导流。这样,调相器的输出便成了图5(a)上那样一串宽度不同的矩形脉冲群,每两小脸冲的后沿之间的距离是固定的。这种脉冲群称为脉冲调宽波,因为脉冲宽度受了调制而改变了。

脉冲调宽波经过第二微分器以后,变化陡的部分被保留下来,成为图5(b)上的那串脉冲。再由切割—放大器削去底下那一部分,剩下的便是宽度相等,但位置前后挪动了的一串脉冲(图Sc)。它们就是所调脉冲调相波。

不过我们所希望的是脉冲调频波,所以还得加一道手续。上面讲过,在调相波里面:调制频率越高,相应的载波频率偏移(调频程度)越大;调制频率越低,情况便完全相反。因此,只要使不同频率的调制电压的振幅跟频率成反比,它们造成的调频效果就相等,调相器输出的脉冲调相波也便成为脉冲调频波了。这一作用是由图2b上那种“和分电路”来完成的。低频电压不大容易跑到电容器那一支路里去,大部分送出;高频电压却有大部分流到阻抗小的电容器上去,输出因此减弱。
脉冲调频波还只起一个触发器的功能,它用来使第一倍频器工作。倍频器的输出端有一个谐振槽路,振荡频率调在脉冲调频波(也就是晶体振荡)的基频的某一倍数(大约是二、三十)。糟路时时受到脉冲调频波的冲击,产生所需要的正弦振荡。脉冲调频波倒有些像体育教师,他指挥一队“学生”齐步变速前进,“学生”每走二、三十步,他便“吹一下口哨”,两次“吹哨”的时间间隔经常在变,“队伍”的“行进速度”便听着指挥时时在变了。
第一倍频器输出的调频波的频率还嫌低,所以在它后面还有一个倍数较少的倍频器,它把原始调频波的频率再翻上几番,最后产生载波频率(严格说来应该叫做中心频率)合适的调频波,它经过放大后去激励天线,产生向空间辐射的电磁波,调频广播的发送过程便完成了。(叶臻)