超外差式收音机中,变频级的输入回路,由可变电容器C\(_{1a}\)与输入线圈L1组成,如图1所示。转动C\(_{1a}\),改变其容量大小,可使输入回路调谐在所需收听的电台频率fS上。本振回路是由可变电容器C\(_{1b}\)与振荡线圈L2组成(见图1),且调谐在比信号频率f\(_{S}\)高一个中频(465千赫)的频率fB上。混频的结果,产生差频f\(_{B}\)-fS=465千赫。如果每收听一个电台信号,都要用两个旋钮分别控制输入回路的电容C\(_{1a}\)和本振回路的电容C1b,就很麻烦了,也不易调整,因而总是将C\(_{1a}\)和C1b这两个可变电容器做成同轴可调的,在电路图上将这两个电容器的符号用虚线连结起来,表示这两个电容器是用一个旋钮同时调节的双连可变电容器。这个方法叫做“统一调谐”,简称“统调”,以前也有叫做“同调”的。

统调的目的是要使本机振荡频率在整个波段覆盖内,都比信号频率高出一个中频465千赫。显然这是超外差式收音机所特有的问题,再生、来复式收音机就不存在这个问题,因为没有变频,电台的选择仅靠输入回路的单连可变电容器进行调谐。
在前面“输入回路”一讲中,已经介绍过覆盖系数的定义,譬如中波段,接收信号频率的覆盖范围为535~1605千赫,其覆盖系数为:K\(_{S}\)=f低/f\(_{高}\)=1605/ 535=3。输入回路要在这么宽的频率覆盖内调谐于任一信号频率,是靠改变电容器C1a的角度容量来达到的,即当电容器转动角度α=0°时,C\(_{1a}\)=C1a最大,容量最大。这时回路谐振于频率低端f\(_{S1}\)=535千赫,而当电容器转到α=180°时,C1a=C\(_{1a最小}\),容量最小,回路谐振于频率高端fS3=1605千赫。图2中,斜线①表示了电容器C\(_{1a}\)的转角α与频率fS的关系。在理想情况下,要做到整个波段覆盖内都能统调,即随着本振回路电容C\(_{1b}\)的转角α由0~180°变化,本振频率的变化应如虚线②所示。虚线②与斜线①平行,且任意点的间距均为465千赫,即不论双连转到那个角度,两个频率之差都是465千赫。这样,本振频率的覆盖系数KB=(1605+465)/(535+465)=2070/1000=2.07,即K\(_{B}\)≠KS。两个覆盖系数不相等。如果在图1电路中采用角度容量相同的等容双连,本振回路又不采取任何措施来压缩覆盖系数K\(_{B}\),就无法做到统调。譬如,若采用的等容双连能满足输入回路覆盖系数KS=3的要求,按照图1电路,我们让本振回路在频率低端谐振于f\(_{B1}\)=535+465=1000(千赫),如图2中虚线③,这时频率低端是统调了,但由于采用等容双连,C1b与C\(_{1a}\)一样,也达到KB=3的覆盖系数,因而本振频率的高端将达到f'\(_{B3}\)=3×1000=3000千赫,高端的差频f'B3-f\(_{s3}\)=3000-1605=1395千赫,大大超过了465千赫,达不到统调要求,当然也收不到电台信号了;反之,若高端满足统调,则低端又会满足不了。怎么办?目前收音机中,大致有两种办法来解决这个矛盾。

1.差容法:差容法是指图1电路中所用的双连可变电容器是差容式的。这种差容双连,用于本振回路的这一连C\(_{1b}\),在任何角度的容量都应比输入回路连C1a的容量要小一个数量(实际上只能保证几个主要的角度上有这种容量差),使本振频率比信号频率在几个主要的角度上正好高出一个中频,且当C\(_{1a}\)满足KS=3时,C\(_{1b}\)满足KB=2.07的要求。
这种差容式双连可变电容器,可以做成C\(_{1b}\)与C1a始终保持一个角度差的,譬如,当C\(_{1a}\)全部旋入时(α=0°),C1b还旋出有一适当的角度;也可以将C\(_{1a}\)和C1b这两连的动、定片片形或动、定片片距做成不一样的。做法不一,其目的都是为了保证有一定的角度容量差。目前收音机中常用的差容双连有:薄膜的如6~90/8~200微微法、3.5~60/3~127微微法等;空气的如7~124/10~290微微法、12~250/12~290微微法等。
差容法可节省一些电路元件,压缩收音机体积,但要让一个差容双连同时满足不同覆盖系数的几个波段的要求,如除了满足中波段外,还要满足4~12兆赫的短波段,就很难办到,因为中波段的K\(_{B中}\)=2.07, 而短波段KB短=12.465/4.465≈2.8,两者相差太大,结构上无法做到。因而这种方法局限性较大,大多用于单一波段的收音机中。
2.附加电容法:这种方法如图3所示。采用等容双连可变电容器,即C\(_{1a}\)=C1b,例如常见的有:薄膜介质的如2×(7/270)微微法;空气介质的如2×(12/365)微微法。在本振回路中串入一个垫整电容器C\(_{D}\),还分别在本振回路和输入回路并联上一个补偿电容CT和C\(_{T}\)′'。只要适当地改变电容CD和电感L\(_{2}\),就可以满足不同覆盖系数的各个波段的要求,因而这是多波段收音机中常用的办法。下面谈谈CD和C\(_{T}\)的作用。

垫整电容器C\(_{D}\)的容量一般用得较大,譬如在中波段CD=280~300微微法,因而串入C\(_{D}\),对频率高端是影响不大的,因为C1b随着旋出角度越大,其容量越来越小,如2×(7/270)微微法的双连,在频率高端α=180°时,C\(_{1b}\)的容量最小,只有C1b最小=7微微法,这样小的电容与电容量大得多的C\(_{D}\)串联后,串联总电容几乎仍等于C1b最小,所以高端谐振频率取决于C\(_{1b}\)的最小容量,CD的作用几乎可以忽略。但是,当C\(_{1b}\)的转角α越来越小时,CD的作用就越来越显著,在频率低端α=0°时,C\(_{1b}\)的容量最大,为270微微法,与容量相近的CD串联的结果,几乎使回路的并联电容值减半,相应地就使本振频率提高了。
补偿电容器C\(_{T}\)一般均采用小容量的微调电容器,如5/25微微法的瓷介质微调电容器,它的作用恰恰与CD相反。当双连旋入时,它对于容量较大的振荡连电容,其并联作用很小,因而对低端频率影响不大;而当双连旋出时,双连C\(_{1b}\)越来越小,CT的并联作用就越来越显著,在频率高端,若C\(_{T}\)=15微微法(正好调到5/25微微法的中间值),它将是C1b最小的容量的两倍多,使本振回路的并联电容值大大增加,将本振频率拉了下来。
只要我们适当地调整C\(_{D}\)和CT,频率低端由C\(_{D}\)往上抬,频率高端由CT往下拉,就可以得到像图2中曲线④那样的“S”形本振频率曲线。这条“S”形本振频率曲线,除了保证频率高、低端f\(_{B3}\)、fB1这两点能准确统调外,中间还有f\(_{B2}\)点能得到准确统调,其余频率点虽不能准确统调,但也相差不多。从图2中可以看出,它比起虚线③那条本振曲线来是大为改善了。这就是通常所谓的“三点统调”。
理论上已证明,如图2中虚线②那样,要想在整个波段的所有频率点上,都得到准确统调,是不可能的。而能做到三点统调从效果上说还是比较理想的。
对于覆盖系数较小的短波波段,有时在本振回路内并不串入C\(_{D}\),而只并联以CT。这样,在频率低端用改变电感L\(_{2}\)来保证统调;在频率高端则用并联的CT将本振频率拉下来,使频率高端也能准确统调。本振频率曲线呈“弓”形,由于覆盖较小,其曲线的“弓”形不会太弯,即中间所有频率虽不能统调,也相差不是太多,这就是所谓“两点统调”,其效果也是不错的。
上述分析说明,只有较好地实现统调,使本振信号在整个波段覆盖内能够准确地跟踪外来信号(即f\(_{B}\)比fS高一个中频),才能使混频后产生的差频f\(_{B}\)—fS较准确地等于465千赫中频,从而被后面两级调谐在465千赫的中频放大器放大时能得到最大的增益。因此,统调好坏,对收音机的灵敏度、选择性影响极大。
如何作好统调呢?
统调是调整收音机的最后一道工序。在进行统调以前,首先应将收音机各级放大器的直流工作点调好。有关中放级直流工作点及中和电容的调整,已在“中放”一讲中介绍过,这里从略。下面简单谈谈在业余条件下作好统调的几个步骤及调整方法。
1. 中放级怎样调通?中放级在超外差收音机中提供了将近一半的整机增益。若中放级增益低,就直接影响收音机的灵敏度,而中放级若严重失谐于中频的话,收音机就无法正常听到电台。
在没有仪器的情况下要调整好中放级,可用左手的拇指和食指拿住螺丝刀、中指按在螺丝刀铁杆上,然后用螺刀不断轻轻地碰收音机天线,这相当于将人体感应电压加到了收音机的输入端,喇叭中会发出“咯、咯…”声。再用右手拿另一把胶木或竹片等非金属做成的螺丝刀,按BZ\(_{3}\)、BZ2、BZ\(_{1}\)的顺序,反复调节中频变压器的磁帽,使喇叭中声音最大为止。由于市场所售的中频变压器都是设计在统一的中频465千赫上的,只要按它的要求并联上回路电容,调到声音最响点,也就是它的谐振点,此时回路谐振阻抗最高,中频放大器增益最大,因而根据声音大小来判断,其谐振频率高465千赫不会太远的。为什么调中周要从后面往前面逐级调整呢?这是因为第二中放的增益总是比第一中放要高,先调二中放,即调中周BZ3,可初步得到较高的增益,便于听清声音大小。在开始调整时,音量电位器可开得大些。在反复细调时音量要关小些,以便听准声音大小。
如果能有一台频率调整准确的产品收音机,调整就会方便得多。先将该收音机机壳打开,用一根软接线将两台收音机的地线连通;再用一根软接线一头接在正规收音机检波二极管D的正端(即第三个中周BZ\(_{3}\)的次级不接地的一端),另一头甩出,放到被调收音机磁性天线附近。这时将两台收音机同时打开,用正规收音机收听本地强电台,则从线A耦合输出的就是中频调幅信号。调节被调收音机的各级中周,使收听到同一电台的声音最响为止。这样,被调收音机的两级中放也就基本上调谐于中频上了。
调中频时,应将双连电容器完全旋入,避免电台信号窜入被调收音机,造成调整差错。
2.频率覆盖如何确定?两级中放调通以后,收音机就有了足够的增益。这时转动双连电容器,至少能收听到某一近地强电台,但收音机的频率刻度盘不一定与电台频率对得上,所以还应对一下频率刻度。
收音机的频率刻度盘是按波段内所接收的信号频率刻的,要使收音机能按频率刻度盘所指频率收听电台,需要调整本振的频率覆盖。通常叫做“拉覆盖”。譬如,中波段,当双连全部旋入和旋出时,双连所连结的拉线指针系统应使频率指针分别指到刻度盘频率低端和高端的边线上,频率范围约525~1640千赫。在没有信号发生器的情况下,怎样使本振频率比刻度盘频率(即信号频率)高一个中频呢?也就是说收音机的频率覆盖怎样确定?我们可以利用高端和低端附近的本地电台来调整。例如,可将频率指针调到640千赫(双连此时旋出约45°角),这时输入回路尚未调整,并不谐振在640千赫,但由于该台(中央人民广播电台第一套节目)信号很强,仍能通过输入回路进来,所以仍可听到该台信号,这时可用胶木或其他非金属螺丝刀调节中波振荡线圈的磁心,使收听到的电台信号最响,毫无疑问,本振频率已被调到640+465=1105千赫上了,因为只有这样,混频后产生的差频(465千赫)才能得到中放级以最大增益进行放大,声音才最响。
同样,频率高端也可选择一个本地电台,例如1840千赫的北京人民广播电台第四套节目,相应地双连旋出角度约170°,这时要调节本振回路的补偿电容C\(_{T}\),使电台信号最强。这样反复几次调节,就可保证中波段的频率覆盖为535~1605千赫。短波段的频率覆盖也可照样进行。
3.统调:收音机拉完覆盖后,频率刻度基本上对上了,但是灵敏度还不很高,声音也不很响,因为尚未完成统调步骤。
统调在理论上来说。是本振信号去跟踪外来信号,但是本振回路在拉覆盖时已调好了,不能再动。因而统调实际上只是最后使输入回路能较好地调谐在信号频率上就行了。前面已提到过,最好的情况也只能在波段覆盖内的三个频率点上实现统调。为保证整个波段内灵敏度的均匀性,通常是在频率高、低端各选一点,中间再选一点,使输入回路调谐在这三个频率点上。例如中波段,一般选600、1000、1500千赫三个频率。但在业余条件下,没有信号发生器,也只好适当选择本地电台进行统调。例如频率低端可选640千赫中央人民广播电台,当收音机调到这一电台信号后,可移动套在磁性天线棒上的输入线圈的位置,使听到的电台信号最强。这表示输入回路已调谐于640千赫。频率高端,在北京地区,仍可收听1480千赫北京人民广播电台,然后调节输入回路的补偿电容C\(_{T}\)',也使收到的电台信号最响为止。那么,中间那一点怎么办?这是电路设计时已保证了的,只要按收音机线路要求,在本振回路内串入数值符合要求的垫整电容CD,就可保证中间点基本上统调在1000千赫附近。
在统调时,若发现输入线圈移到磁棒中心时声音才最响,则是线圈圈数太少了。应适当增加几圈;若发现线圈移出磁棒声音才最响,则说明圈数太多了,应拆掉几圈。线圈在磁捧上最合适的位置是在磁棒长度的\(\frac{1}{3}\)~1;4处,可使频率低端统调到最佳状态。
统调是否正确?可用铜、铁棒检查一下。先将收音机调到统调点上,例如上述的640千赫,然后拿铜棒(或铜制品)、铁棒(或铁制品)分别靠近磁性天线,若声音都有减小,表示统调良好;若声音反而增大,则仍需反复统调到最佳。
统调完毕,收音机的调整工作也就全部结束。为避免在携带、搬动时各可调元件松动,往往在中周、振荡线圈的磁帽和磁性天线的线圈上,稍用蜂蜡封固。微调电容器就不必用蜡封,否则弄不好使蜡流到里面,反而引起电容损耗加大,增益下降。(金国钧)