收音机的整机频率特性

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收音机收到的广播节目里有讲话、有唱歌、有乐器演奏……,这些复杂的音频信号包含了从几十赫到几万赫范围内的各种频率成分。我们总希望收音机对各种频率的低频信号,都给予同样的放大,使得在扬声器放出来的声音中,各个频率成分间的比例关系和原信号相同。这样听起来才能和广播电台播音室里播送的逼真无二。但由于种种原因,实际上并不能如愿以偿,各种不同频率的信号进入收音机以后,受到的待遇并不一样,有些频率的信号得到很大的放大,有些则放大得不大,有些甚至传不到扬声器,就在中途被阻挡住了。这样,广播节目的声音就走了样,不象原来那么好听了。例如,由于对高音频放大不足,使女高音独唱听起来感到暗哑,不够明亮爽脆;又如对低音频放大不足,则使一些音乐节目听起来不够柔和优美。

由于存在上述情况,我们给收音机定了一项质量指标,称它为“整机频率特性”。这项指标说明收音机放大不同频率信号的不均匀程度,也就是把各种不同频率信号重新还原出来的逼真程度,因此有的也有称它为“频率逼真度”的。这项指标可以用曲线来表示:因为不同频率信号送入收音机时,最后扬声器给出的声压不同,这就可以画出不同频率时声压变化的曲线(见图),曲线上最高声压与最低声压之间的差别愈大,以及整个曲线愈不平坦,说明上述不均匀度愈大,那么整机频率特性愈不好,收音机的发音质量就愈差。这种以声压表示的特性,称为“整机声压频率特性”。

图1
图1 🔍原图 (819×308)

测绘声压频率特性曲线时,是从收音机输入端输入电压为1000微伏、400赫调制(调制度30%)的高频信号,把收音机扬声器音圈上的输出功率调到等于额定功率的1/4;这时量出扬声器的声压,例如为3.5微巴。然后在某一频率范围(例如50~15000赫)内改变输入信号的调制音频到各个不同频率,并逐一测出各个频率时的声压数值。以上述400赫时所测得的声压作为0分贝,通过适当公式,把各频率时所测得的声压换算为各相应的分贝数,则可画出声压随频率而变化的“整机声压频率特性曲线”。为了看起来清楚,以及能和别机的曲线作比较,附图所示曲线,已经沿纵座标平移了一个位置,此时,400赫处变为38分贝,但其它各频率处的分贝数也都增加了38分贝,因此各频率的声压分贝数的比例未变,也就是曲线形状没有变,不致影响我们了解整机的声压特性。为了相对比较,曲线图上以分贝表示声压的高低,实际上声压通常是以“微巴”(每平方厘米面积上加有1达因的力,则压力为1巴)为单位的。

有时为了试验和检验的需要,对于收音机的输出电压的不均匀度也提出一定的要求。以电压表示的频率特性,称为“整机电压频率特性”。整机电压频率特性加上扬声器的频率特性就是整机声压频率特性。

在无线电专业标准中。一般要求三级机(五、六灯机)在150~3500赫频率范围内,声压频率特性曲线的不均匀度(即最高声压与最低声压的两个分贝数之差)不大于14分贝;电压频率特性曲线的不均匀度不大于10分贝。

对于三级机来说,影响整机频率特性的主要因素是整机高、中频选择性曲线的通频带,通频带窄,将使高频下降;机箱、扬声器和输出变压器等的性能则对低频特性有所限制。从频率逼真度单方面考虑,当然是重放频率范围愈宽愈好。但是实际上这个范围展宽,一方面将使成本增高,另一方面也将使噪声增大。因此,从经济、频率逼真度和噪声三方面折衷考虑比较合适。例如,三级机限于成本和售价,不能做得太大,一般都只能采用圆形φ130亳米、φ165毫米或椭圆形(100×140毫米)、(120×170毫米)的几种扬声器,而这些扬声器的谐振频率约在120~160赫之间。假如要求放声的低音频下限比谐振频率更低,则放声频带中的特性曲线就会有峰出现,这是不合适的;加上输出变压器的性能也限制了电压频率特性的下限向更低方面扩展。若片面要求低音频范围扩展到很低,则非但不能完美放出,而且声音失真很大,加以交流声也相应增大,使音质含混不清。在高频方面,由于三级机程式的限制,高频噪声较大。若将低放的高频电压频率特性展宽之后,咝咝噪声将随之显著,很不悦耳。相形之下,宁可牺牲一些频率逼真度,让频带窄一些,这样放声将清晰纯净,达到悦耳的目的。

三级机的带宽要求150~3500赫是颇合适的:150赫是三级机最常用φ130毫米圆形扬声器或(100×140)毫米椭圆形扬声器的平均谐振频率,低于这个频率扬声器声压频率特性急剧下降,同时谐波失真大量增加。3500赫是整机高、中频通带的标准数值(±3.5千赫),通过一般音乐和语言广播刚够,同时,高频咝咝声可以抑制到一定程度,不致影响收音。(乐匋 郁文)