二次变频和假象的抑制

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在高级晶体管收音机中,由于灵敏度要求得很高,一般在短波段,当信噪比为20分贝时可达3~10微伏;信噪比6分贝时可达1微伏左右,所以对弱信号的接收能力很强。但是,如果收音机的假像抑制特性不好,恰好在比要收电台频率高两倍中频处有一电台(本振频率高于接收频率),那么收音机就将此二电台信号同时收到,对要收的电台发生了干扰。收音机的灵敏度越高,要求其假像抑制特性越好,所以在高级收音机中提高假象抑制特性是非常必要的,其方法有两种:一是增加高频放大级的级数。我们知道,在高级机中一般有一级高放,如果再增加高放级数,在设计和生产中会带来很多困难,稳定问题将不易解决。另一个方法就是采用二次变频。这在设计和生产中比较容易实现,所以高级机短波部分多采用二次变频。

二次变频就是收音机收到电台信号后,先和第一本振产生的第一本机振荡信号进行一次混频。将外来信号变为第一中频信号。第一中频信号再和第二本振产生的第二本机振荡信号混频,产生第二中频,此中频信号进入中频放大器进行中频放大,然后检波。这样一来,二次变频就有两个中频信号。由于第一中频比第二中频高几倍,所以假像抑制特性好。但是,第二中频频率仍是国家规定的465千赫,所以相邻波道的选择性也未受到影响。

一次变频的收音机,其假像抑制特性由下式决定

d=[Q\(_{L}\)(f/f0-f\(_{0}\)/f)]\(^{2}\) (1)

式中:d为假像抑制,Q\(_{L}\)为回路的有载Q值;f0为所接收信号的频率,f为假像信号频率,f=f\(_{0}\)+2f中;f\(_{中}\)为中频频率。若QL=50,f\(_{0}\)=30兆赫,f中=465千赫,由(1)式可计算出d=19分贝。

若Q\(_{L}\)=50,f0=30兆赫,f\(_{中}\)=2兆赫,从(1)式可计算出d=42分贝。

由上面的简单计算可看出中频频率提高后,假像抑制特性也提高了。但此时在收音机频率范围低端中频抑制这一指标就满足不了要求了。所以必须再对这一比较高的中频频率变频,使它变至低中频,从而满足中频抑制这一指标。

二次变频的计算公式如下:

图1
图1 🔍原图 (807×116)
图2
图2 🔍原图 (905×281)

式中f\(_{1中}\)为第一中频频率,f2中为第二中频频率。若Q\(_{L}\)=50,f0=30兆赫,f\(_{2中}\)=465千赫,则可得出d≈56分贝。

由于二次变频有两个中频频率,第二中频频率是国家规定的465千赫,那么第一中频频率的选取是否合适,关系到假像抑制的好坏。第一中频频率的选取可按下式计算:

图3
图3 🔍原图 (715×115)

显然f\(_{1中}\)选得高些对假像抑制有好处,但是我们知道中频频率不能落到范围之内。若选高中频,f1中应大于30兆赫才行,这在收音机中极为少用。所以我们在海鸥101型一级收音机中选取f\(_{1}\)为1.85兆赫,在5~30兆赫的波段中采用二次变频。

从电路而言,二次变频有两种形式:一种是第一本振频率固定,第二本振频率可变;另一种是第一本振频率可变,第二本振频率固定,如图1。就振荡而言,又有振荡频率高于接收频率和低于接收频率两种,但目前收音机中都采用高于接收频率。海鸥101型机采用的是上述第二种电路,本振频率高于接收频率,具体电路如图所示。经过高频放大器放大后的电台信号f\(_{0}\),通过耦合电容C113和电阻R\(_{1}\)04进入第一混频器晶体管BG4的基极。电阻R\(_{1}\)04是为了增强混频器的稳定性而接入的。BG6是第一本机振荡管,它和第一本振线圈B\(_{3}\)产生了一比要接收电台信号f0高1.85兆赫的振荡信号,即f\(_{0}\)+1.85兆赫,此信号经过电容器C114加到混频管BG\(_{4}\)的发射极。第一本振采用的是电感耦合形式。此种电路工作稳定,振荡出的信号波形失真小。在整个波段中,振荡电压比较均匀。生产中一致性较好,在高级收音机中采用较多。图中仅画出一个波段,由于有些元件在各个波段中采用的数值不同,所以图中未标出这些元件的数值。电阻R112是为了稳定振荡和使振荡电压在整个波段中比较均匀而接入的。

图4
图4 🔍原图 (1124×872)

由于晶体管的非线性作用,在BG\(_{4}\)集电极处必然产生频率是上述两个信号之和及差的信号,而其差的信号即为第一中频信号1.85兆赫。BG4的负载是由变压器B\(_{4}\)5\(_{6}\)7组成的四回路集中滤波器,它谐振于1.85兆赫,可以把第一混频器产生的第一中频信号选择出来。B\(_{4}\)5\(_{6}\)7之间采用电容耦合形式,耦合电容为C\(_{117}\)、C203,而B\(_{5}\)6之间采用电容分压形式,分压比是由C\(_{118}\)和C201、C\(_{2}\)02的数值确定的,因为在结构上往往是第二混频器和第二本机振荡器装在一屏蔽盒中,即图中所有标工字头的元件,而B6\(_{7}\)是装入屏蔽盒的,这样一来,四个回路便分成了两组,两组之间用导线连接,所以B5\(_{6}\)之间采用电容分压可以避免分布参数的影响。

第一中频信号1.85兆赫是经过电容器C\(_{2}\)04和C205分压而进入第二混频管BG\(_{7}\)的基极,由第二本振管BG8产生的第二本振信号,(即1.85+0.465=2315兆赫)通过电容器C\(_{2}\)06加到BG7的发射极,第二本机振荡器电路仍为电感耦合形式,电阻R\(_{2}\)04的作用和电阻R112的作用一样,变压器B\(_{9}\)为第二混频管BG7的负载,它谐振在465千赫,可以将第二混频器产生的第二中频信号选取出来送到中频放大器。

为了保证第一本振管BG\(_{6}\)的工作点稳定,其基极偏压是由平滑滤波器BG5供给的,而BG\(_{5}\)的基极偏压是由二极管BG2和BG\(_{3}\)供给的,两支硅二极管串接,可以稳压到1.4伏左右。BG4、BG\(_{7}\)、BG8的基极偏压也均由BG\(_{2}\)、BG3供给。这样的供电是很必要的,对提高接收时的稳定性有很大好处。图1中的地线为电源正极。

电路的调整步骤如下:

1.调整各级工作点:选择合适的BG\(_{2}\)和BG3,使BG\(_{5}\)发射极电阻R103上的电压为0.4伏左右。调整R\(_{1}\)05使BG4发射极电阻R\(_{11}\)0上的电压为0.4伏左右,调整R113使BG\(_{6}\)发射极电阻R109上的电压为0.2伏左右。调整R\(_{2}\)01,使BG7发射极电阻R\(_{2}\)01上的电压为0.42伏左右。调整R203使BG\(_{8}\)发射极电阻R204上的电压为0.47伏左右。

2.调整第二混频和第二本振:将整机电路连好。在中放、低放已调整好和高放级工作正常时,将1.85兆赫信号(400赫调制、30%调制度)通过一个0.047微法电容器加至机器可变电容器的输入连。波段开关置于空档位置,信号强度约8000微伏。调整第二本振线圈B\(_{8}\),使扬声器听到400赫的声音,这说明第二本振信号已调准,然后减小输入信号幅度,调整B9使输出最大,再调整B\(_{4}\)5\(_{6}\)7使输出最大。

3.第一本振和第一混频的调整和一般收音机调整相同,在此不再叙述。

电路零件数据:B\(_{4}\)5\(_{6}\)7\(_{8}\)均用Ni—60磁性材料的短波振荡线圈改制。B4\(_{5}\)6\(_{7}\)用QQ0.1导线绕29圈。B8初级用QQ0.1导线绕65圈,靠接地端9圈处抽头,两个次级也用φ0.1导线在初级外边绕2圈。B\(_{9}\)是用MXO-400磁性材料的中频变压器改制,用QQ0.07导线绕115圈,52圈处抽头。

海鸥101型一级收音机有9个短波段,从短波2到短波9(接收范围为5兆赫到30兆赫),采用二次变频,波段开关采用鼓形开关。

虽然二次变频带来了一定的好处,但是由于有两个本机振荡电路,所以比起一次变频来组合干扰将会有所增加,同时也会产生第二镜像干扰和第二中频干扰。但是在设计和生产中采取相应的措施把它们减小到不致影响使用的程度是可以的,具体办法是:

1.第一变频后必须加一高质量的窄带滤波器,以提高第一中频选择性。图1中的B\(_{4}\)5\(_{6}\)7,组成的四回路滤波器就是这种窄带滤波器。

2.使本机振荡产生的本振信号波形良好不失真。因为波形不好,说明谐波成分较高,这就造成假信号干扰点增多。为达到这一要求,本机振荡电路要作认真的选择。同时供电电源要稳定。如图中BG\(_{5}\)是作稳压用的,而BG5的基极电压又用两个2CP10加以稳定。

3.注入到混频器的本机振荡信号的电平不宜过高,一般选70到100毫伏较为合适。

4.适当选择第一中频频率。

5.二次变频级的增益要足够低,因为它主要起到频率转换作用。

6.加强屏蔽,将第二变频级和第二本机振荡级用一屏蔽盒装起来,以避免干扰。(周则时)