怎样消除交叉调制串音

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什么是交叉调制串音

收音机在收听某一个电台节目时,若同时夹带有其他电台的声音,称为串音。按照原因的不同,它可以分为邻近波道串音、谐波干扰串音和交叉调制串音等几种。

邻近波道串音是大家熟悉的。在直接放大式收音机中,若调谐回路的选择性较差,或在超外差式收音机中,若中频变压器的选择性较差,则在收听某一个电台时,其他频率相接近的电台也会同时收听到,当用调谐旋钮将主信号调偏时,干扰电台仍然存在。关于这方面的知识,过去已有很多介绍,不再多谈。

谐波干扰串音是超外差机中由于电台信号的谐波和本机振荡信号的谐波相互组合差频的结果。关于产生这类串音原因的分析和解决办法,可参看1964年第4期“抑制谐波干扰的输入电路”一文,这里也不再多谈。

交叉调制串音则是由于变频管或高放管的非线性关系,使主信号的载波被干扰信号的振幅变化所调制,通过收音机的中放级而随同主信号一起被收听到。当主信号调偏时,干扰信号也必定随着减弱和消失。

交叉调制串音的现象和其他两种串音的明显区别,在于它不能作为一个信号单独听到。而邻近波道串音的干扰信号,不论主信号是否存在,都能单独听见。谐波干扰信号则除了有些调谐点和某些电台相重合,当该电台调偏时亦随同消失外,在其他调谐点上还可以单独地收听到。

上述几种串音在收音机中可能分别出现,也可能同时存在。

交叉调制串音是怎样产生的

收音机的输入电路一般就是由LC组成的调谐回路,使用中要求它对需要收听的电台信号谐振,传输最大,使收听信号通到下级,而不需要的信号对它失谐,衰减很大,不能通到下级去。但事实上由于许多原因,会使得输入电路的调谐回路选择性不够佳,对于不需要的信号不能完全抑制,仍有相当大的干扰信号电压同所需的信号电压一起送到变频管或高放管的栅极端,于是电子管的屏流不仅受主要信号的振幅变化而变化,而且同时随干扰信号的振幅变化而变化。如果电子管内没有非线性失真,那么,主信号和干扰信号各走各的路,互不相干。由于收音机此时对主信号调谐,干扰信号和本机振荡的差频不是465千赫的中频,不能通过中放,故不能起到串音的作用。如果由于电子管特性曲线弯曲的关系而对调制包络有非线性失真,那么主要信号和干扰信号在电子管中能互相作用,主信号的载波会受到干扰信号振幅变化的调制,输出的主信号载波中,除了原来的调制包络外还附带了干扰信号的调制包络,好似干扰信号的调制包络转移到主信号的载波上去了。中放级的中频变压器只能对不同频率的中频载波起分隔作用,而不能对不同的调制包络起分隔作用。因此,对主信号载波中所附带的干扰信号调制包络照常放大,经过检波,就将主要信号和干扰信号的包络同时检成音频,使我们听到两个电台的声音。如果将主信号调偏或广播停止,使前级电子管栅极端没有主要信号进入,这时只留下干扰电台的信号,因收音机对它并不调谐,它与本机振荡的差频就不是465千赫的中频,下级的中频变压器就不让它通过,于是干扰电台的声音也就听不见了。由此可见,交叉调制串音中的干扰电台不能单独起作用,它必须依靠电子管对调制包络的非线性失真,利用主要信号的载波,把干扰电台的调制信号“背”在身上,通过中放而被检波出来。

加到前级电子管栅极端的干扰信号电压愈大,以及电子管对调制包络的非线性失真愈大,交叉调制串音也愈严重。显然,它与中频变压器选择性的好坏无关。

交叉调制串音主要发生在中波波段。在城市中的空旷或靠电台很近的地区,本地电台的信号很强,收音机的输入电路若对它衰减不够,就有相当大的电压加到前级管的栅极,成为较严重的交叉调制串音,有时甚至不论收听那个电台,都会听到这个强力电台的声音。如果收音机是放置在城市的钢筋建筑物中受到屏蔽,或是在离电台较远的乡村中,则因接收电台的信号较弱,就不易发生交叉调制串音。

怎样消除交叉调制串音

要消除或减弱交叉调制串音,首先是提高输入电路对干扰信号的抑制能力,降低传输到前级电子管的干扰信号电压,同时,适当地选用前级电子管和工作点,以减小非线性失真,具体办法如下:

1.从输入电路抑制干扰台。最有效的办法是采用可转动的磁性天线,并用多股线绕制天线线圈。因为磁性天线除了本身有较高的Q值,使输入回路具有较好的选择性,对干扰台的抑制能力较强以外,它还有一个特点就是具有方向性,对磁棒横向而来的电磁波接收较为灵敏,而对磁棒纵向而来的电磁波接收最不灵敏(图1)。因此收听电台时可将磁棒转动到对干扰电台处于最不灵敏位置而受到抑制,就更增加了选择性。一般采用了可转的磁性天线后,交叉调制串音可以基本消除。若采用固定式的磁性天线则因没有发挥方向性的特点,效果就要差一些。

图1
图1 🔍原图 (592×203)

2.使用机外天线的收音机,除了输入电路的调谐回路LC元件也应选用Q值较高的,以提高选择性外,还要注意与天线耦合的若干问题。

一般输入电路与天线之间多采用电感耦合,如图2,耦合线圈L\(_{CB}\)的电感与天线电容CA会构成一个谐振频率f\(_{A}\)。为了使这个天线谐振频率不妨碍输入电路的工作,通常使它低于波段的最低频率,在一般收音机的常规设计中,大都是假定天线为中等室外天线,中波波段天线电容有150~300微微法左右,然后选配LCB为1.5毫亨左右,于是f\(_{A}\)就小于波段最低频率535千赫。但是实际使用时,往往收音机只加一根2米左右的拖线作为天线,这时天线电容就比室外中等天线要小得多,约只有20~40微微法左右,于是天线谐振频率fA就变高,而可能落入波段以内。在这谐振频率附近的一段范围内,由于天线电路的谐振,使天线电路与调谐回路之间耦合很紧,天线电路的阻抗大量耦合到调谐回路,使Q值大为降低,并使回路失谐,输入电路的选择性很差,干扰电台就很易进入而形成交叉调制串音。遇到这种情形,可在接拖线的天线插孔与地线插孔之间再接上一只100微微法左右的电容器(相当于C\(_{A}\)),就能使fA低于波段,有效的减少交叉调制串音。加入这只电容以后,对波段较高的频率灵敏度略有降低,不过问题不大,因耦合阻抗随频率增高而增大,高端频率的灵敏度往往是高于低端频率的灵敏度,可以得到一些补偿。

图2
图2 🔍原图 (343×236)

若天线线圈上还接有中频陷波器,则天线电路中的谐振频率较多,其中有一个谐振频率比上面说过的单独的f\(_{A}\)还要高一些,如果只接室内天线而要将这个较高的谐振频率移到波段低端以外,天线与地线插孔之间所加的电容器CA须在200微微法左右。这时,波段高端频率处灵敏度的降低也将稍多一些。

也可以采用一只10~20千欧的电阻R并联到L\(_{CB}\)上,如图3(a)。即使天线谐振频率落入波段以内,由于这个电阻的阻尼作用,可以大大压低谐振的峰值,如图3(b),减小天线回路谐振时引入调谐回路的损耗和失谐,而选择性不至于变得很坏。这种措施与并联电容相比,优点是对灵敏度降低的影响较小,但消除交叉串音的效果不很好,因为天线谐振频率仍然在波段以内,解决得还不够彻底。

图3
图3 🔍原图 (747×288)

此外,天线与调谐回路之间的耦合应尽可能松一些,即电感耦合电路中的L\(_{CB}\)与L之间的距离要适当大一些,电容耦合电路中的CCB(见图4)应小一些。如果耦合较紧,虽然灵敏度较高,但天线电路的阻抗也较多的耦合到调谐回路,使选择性变坏。在简单收音机中,往往将输入电路与天线之间耦合很紧来提高灵敏度,同时也使干扰信号通过较多,使交叉调制串音很严重。因此,宁可耦合松一些,牺牲一些灵敏度,这样可以减小交叉串音。收音机的灵敏度应设法从变频级和中放级来提高。

图4
图4 🔍原图 (304×264)

3.在减小电子管的非线性失真方面,应当选用适当的电子管和合适的工作点,电子管的特性曲线总是有些弯曲的,但并不是弯曲的特性曲线就都对调制包络产生失真。例如弯曲的特性曲线符合抛物线特性,就不会对调制包络产生失真和交叉串音。事实上变频管如果是完全直线性的话,它就不能完成变频的作用了。我们一般所用的遥截止式的电子管如6U1、6K4、6K3P等,它们的特性曲线基本上符合抛物线特性(图5),当自动栅偏压在相当大的范围内变化时,失真一般是不大的。但业余爱好者如果采用锐截止式的电子管作高放或变频,则不宜加自动增益控制电压。否则当输入信号较大时容易使电子管工作在截止值附近,产生很大的包络失真,因而也就产生交叉串音。

图5
图5 🔍原图 (507×599)

变频级的本机振荡电压大小对交叉串音也有关系。本振电压较小时,变频工作的线性较差,交叉串音也较严重。但本振也不能太强,以免谐波过多,产生谐波干扰串音和其他一些啸叫。检查振荡强度,通常用直流电流表检查流过栅漏电阻的直流栅流的大小较为方便。一般在中波波段的栅流,6A2管约200~500微安,6U1管约100~300微安可以认为正常。

以上谈到的一些办法,如果适当地综合采用,效果就更好些。(林华)