谈超外差式半导体机的中频谐波干扰

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超外差式半导体收音机会出现多种啸叫现象,其一是由中频的二次和三次谐波发散所引起的,常常发生在便携式和袖珍式的小型收音机中,当接收一个频率相当于二倍中频的930千赫电台或三倍于中频的1395千赫电台广播时,收音机便产生笛叫声,叫声频率随着收音机对电台的偏调而改变。如果电台的频率正好是和中频谐波频率相同,这时就会产生零拍(哑点),使收音机完全无声。

这种干扰还不只限于出现在930和1395千赫两个频率上,因为一般半导体超外差机的中频频率允许误差为465千赫±4千赫,加上中频放大器有约3千赫的通频带,因而随着中频频率误差和通频带宽度的不同,就可能在中波段的920至940千赫一段和1380至1410千赫一段中的某一频率上产生啸叫。例如中频频率是455千赫的,则啸叫可能是在910和1360千赫附近产生。中频的三次谐波,强度比二次谐波弱,故1380至1410千赫频段的啸叫比起920至940千赫频段要轻约一倍(6分贝)。

上述啸叫现象,轻的会影响收音效果,调谐收听时稍许偏调刻度还可以勉强收听;严重的将使收音机完全收听不到。从全国来看,在这两段频率上的电台为数很多,收听时会出现干扰影响的将不是少数的几个地方了。

产生中频谐波干扰的原因

产生这种啸叫的原因是:作为第二检波器的半导体二极管,其检波工作特性处在非线性状态,因而它会产生大量谐波,其强度与信号场强及中频增益有关。其中以二次谐波干扰最严重,三次谐波次之,四次谐波(1860千赫)已不在收音机的中波范围以内,其余高次谐波的能量已逐渐减弱,故对短波段的影响可以忽略。

能量很大的二、三次谐波,通过检波二极管D,脉动中频旁路电容器C\(_{1}\)、C2等元件,以及与检波电路有关的导线或印刷电路大量发散,如图1所示。发散后的电场被机内谐振的天线回路吸收,并随同外来信号一起进入混频器或变频器,两个信号即产生差拍,造成基拍啸叫。由于便携式和袖珍式半导体机的体积很小,第二检波器和天线回路距离很近,且这类收音机大都装有对电场检拾能力很强的机内高μ磁性棒天线,因而啸叫现象也就特别严重。造成这种啸叫现象的情况示意如图2。

图1
图1 🔍原图 (794×353)
图2
图2 🔍原图 (859×501)

差拍啸叫的频率,随外来信号频率的改变而变化,关系有如下式:

f\(_{s1}\)=2fi±△f(对二次中频谐波的差拍叫声); 或

f\(_{s2}\)=3fi±△f(对三次中频谐波的差拍叫声)。

式中△f是差拍后的可闻音频;f\(_{s1}\)、fs2为外来信号频率;f\(_{i}\)为中频频率。例如有一架收音机的实际中频频率fi是465.2千赫,被接收的电台频率f\(_{s}\)是930千赫,则叫声频率为:

△f=2f\(_{i}\)-fs=2×465.2-930=0.4千赫。

又如另一架收音机的实际中频频率f\(_{i}\)是465.5千赫,被接收的电台频率fs是1400千赫,则:

△f=3f\(_{i}\)-fs=3×465.5-1400=3.5千赫。

差拍啸叫的强度是随外来信号频率逐渐偏离中频谐波的中心频率而降低。当差频△f大于6千赫时,就不易听出叫声。这是因为(1)天线回路的选择性可使失调6千赫的频率衰减约4分贝。(2)中频放大器的选择性在偏调6千赫时,衰减约12分贝。(3)有些小型机的低频放大器的频率响应在6千赫时已下降约4分贝。以上加起来总共衰减了20分贝。由此可见,中频二、三次谐波干扰,除与干扰源的场强(2、3f\(_{i}\))有关外,还与统调跟踪、整机频率响应(频率响应曲线愈宽,受干扰的频率范围愈阔),灵敏度(灵敏度愈高,干扰愈严重),以及外来信号的场强(场强愈大,干扰愈大)等有关。

消除或改善的办法

1. 将第二检波器的安装位置远离磁性棒天线,可以减轻啸叫现象。这一办法对于工厂产品收音机,由于结构已定,改起来很不方便,弄得不好还会引起其他不良现象,故只能供业余爱好者装机或工厂设计时参考。

2.将检波二极管,甚至检波电路所有元件和导线都屏蔽起来,如图1虚线所示。这一办法的效果很好,而且简单易行。屏蔽罩可采用铜皮或铝皮制作,罩上后应很好地接通机内地线。

3.对固定使用于某一地区的收音机,如果以上两种办法做起来有困难,可略改变中频频率,以避免对这一欲收电台的干扰。例如,欲接收的电台频率为1400千赫,如果此时收音机的中频是在466至468千赫之间,则所受干扰最严重。如将中频频率调整为461或462千赫,因其三次谐波是1383或1386千赫,比之1400千赫已低达14至17千赫,干扰即能避免了。中频频率变更会引起跟踪的失调,但偏调仍在465±4千赫的范围以内,是规定上所允许的。这时因失调所引起的灵敏度降低,听觉上并不易觉察。如果仪表设备方便,能够重行调整跟踪,当然就更好了。(布谷)