变容管电子调谐（续）

4．配组：实验表明，要取得整个调谐范围的最佳跟踪，必须使用相同特性的变容二极管，少则二只一组，多则10只一组（构成五个射频调谐回路，采用背对背组态）。要求其容量误差不大于0.4微微法，且C\(_{d}\)～Vd特性曲线不得交叉。

5、测量方法；利用Q表按如下电路可对变容管之容量、变比和Q值进行测量，再进行选配。具体方法是：将图6电路接入Q表，在未插管子时，先测得Q表谐振时的电容C\(_{1}\)和Q1。插入管子后，测得C\(_{2}\)、Q2。根据下面公式换算得变容管的电容量和Q值为：

测试应在不同的偏压V\(_{d}\)和不同的频率下进行。

利用变容二极管特性比较仪和示波器可同时比较二只管子的特性，进行配对（图7）。从SBT－5示波器的锯齿波扫描电压输出端将一扫描电压加到比较仪的输入端，此电压同时加到被测管和样管上，使它们的电容分别连续发生变化，容量的变化又变成电压的变化，一起加到示波器的Y轴上，从而可直接从荧光屏上比较它们的电容变化曲线C\(_{d}\)～Vd，进行分选配对。两条曲线完全重合且不交叉的管子方可配为一组使用。

1．电路特点：在接收机高频调谐回路里，变容二极管取代了可变电容器，成为并联谐振电路的一个重要组成部分。常见的调谐电路如图8。其中L为谐振回路电感线圈，C\(_{t}\)为补偿电容；C为隔直流电容，对交流旁路；RA为串联电阻，防止与别的回路及调谐电源交连耦合。

在设计上我们可以将变容二极管看作一个可变电容器来进行计算。这里就不详述了。但电子调谐电路还有如下的特点，是可变电容器调谐电路所没有的。

（1）失调现象：对于图8（a）的基本电路，由于变容管C\(_{d}\)～Vd特性曲线的非线性，当它工作在较低的偏置电压时，曲线的曲率较大，见图9。在这个偏压上叠加有高频交流信号U\(_{mRF}\)，在高频信号的正负半周里所引起的电容增量是不相等的，△C1≠△C\(_{2}\)，即产生一个净电容增量△C=△C2-△C\(_{1}\)。这种Cd～V\(_{d}\)特性曲线的弯曲，将使谐振回路的谐振电容量增大，谐振频率降低，高频回路失谐，引起斜率检波，从而使高频互调失真加大。在低压运用时尤其严重。

（2）交叉调制：当谐振回路两端出现一较大的交流信号（见图10）时，此交流信号就会叠加在变容二极管的直流偏压上。某一瞬间，当偏压增大时，变容管的容量减小，使谐振回路的谐振频率变高，谐振曲线右移。与此同时，谐振回路的谐振阻抗变大（谐振阻抗R\(_{oe}\)＝ω\(^{2}\)L2/r，回路电感L和损耗电阻r不变，C变小，ω变高，Roe增大）。谐振曲线的幅度增大，输出加大。反之，当交流信号减小时，回路电容加大，谐振频率降低，同时谐振阻抗减小，以致输出降低。于是，对应于交流信号的一个周期，谐振曲线前后移动，输出幅度就受到调制。如果此交流信号是一强干扰信号（又是已调的），则将出现从一个信号到另一信号的调制转移。这一现象是变容管调谐所特有的，称作变容二极管交叉调制。

2．电路改进措施：

（1）提高最低工作电压，使交流信号的摆幅远小于直流偏置电压，即使最小调谐电压尽可能地保持在较高的电平上，尽量用在C\(_{d}\)～Vd特性的平缓部分。这样就能限制失真。但另一方面，低的调谐电压却可获得高的电容变化比，因此在电路设计时，应在电容范围（即频率范围）与失真之间权衡得失。

（2）采用配对以背对背变容管组态，如图8(b)所示，以消除曲率，使交扰调制失真及失调减至最小。此时变容管呈现一真正的电容，这是因为对高频任意半周，一个二极管被激励在正偏方向，而另一个被激励在负偏方向，于是对于一个高频信号，一个变容管的C增加，另一个变容管的C减小，二者互相抵消，使净电容增量等于零，从而使接收机的交调和互调失真减至最小。实验证明，采用背对背组态，互调失真可改善15分贝左右。

（3）选用漏电流I\(_{do}\)小、击穿电压BVd高、变比大、Q值高、线性好的变容二极管。为了保证跟踪误差最小，要求严格选配，使每组管子一致性好，用于调频接收机中的管子在任意偏压下的容量误差不得大于0.4微微法，且Cd～V\(_{d}\)特性不许交叉。

（4）与场效应管相结合，选用多组射频回路。好似把大门开得窄窄的，只让有用信号进来，把干扰拒之门外，且弥补其Q值的不足，以提高接收机的实际选择性，改进接收能力。

图11举出了一个高级调频接收机的电路，工作于88～108兆赫。它由一级双栅MOS场效应管高放、晶体管混频和晶体管振荡器构成，共用了五组射频回路，每组变容二极管均采用背对背组态，共用了10只配对管。整机达到了最优良的性能。

电路特点是：高频放大器采用了双栅MOS场效应管，它比一般的晶体管转移特性好，高次谐波分量少、输入出阻抗高、动态范围大、噪声小，在大致相同的条件下，场效应管放大器比普通晶体管放大器的互调性能要好20分贝以上。加之高频放大器负载为三重调谐回路，为整机提供了极好的实际选择性，提高了抗干扰能力，从而大大地改善了接收机的实际接收效果。

振荡级采用共集电极考毕兹振荡器，管子与振荡回路用小电容作松耦合，使元件参数的变化对回路影响较小，以期得到较好的振荡波形与频率稳定度。混频级采用晶体管共发射极电路，它能给出较高的混频增益，要求较低的本振电压，制造容易。为减小信号与本振之间的牵连，振荡电路与高放回路均采用小电容耦合至混频器基极。混频器基极接有电感L和1000微微法电容组成的串联谐振回路；用以对10.7兆赫中频陷波。

变容二极管组的中点通过去耦电阻连到一起。由于控制它们的是直流电压，因此可以通过二根引线将它们连接到任意适宜安装电位器的地方去（这点是任何可变电容器机械传动所作不到的），通过改变这个电位器就能改变接收机的频率，方便之极。当然控制电源要求相当稳定，波纹系数要尽量地小，这也是不难做到的。

整个高频头能给出不小于32分贝的增益，整机灵敏度约为2微伏。中频抗拒比大于90分贝；象频抗拒比大于70分贝；假响应优于90分贝，有大于80分贝的交互调能力。

自动频率微调信号是从接收机鉴频器送来的-1～0～＋1伏直流电压，经隔离电阻（220千欧）加到变容二极管D上。该二极管D则由+12伏电源经过两个10千欧电阻分压提供直流反向偏压。当本振频率产生偏差时，鉴频器就送来一个如上述直流电压（或正或负），加到变容二极管D上，使其容量发生变化，这一变化再通过一小耦合电容加到本振回路，调整其谐振频率，以准确接收信号。

电子调谐是一门新技术，具有很大的生命力，这一方面是由于它体积小、重量轻、可靠性高，另一方面是由于只要控制其直流电压，便可达到调谐的目的，比较简单、实用。发展趋势不外两方面：一方面是研究新的原材料，改进工艺，提高变容管的Q值，改善其线性，扩大变比，降低成本，在整机上充分利用管子性能，采用新颖电路程式，以期获得更好的接收效果；另一方面是改善外围设备，增添一些附属装置，因此近来由电子调谐派生出许多新的电路。

目前国内除彩色电视机上采用外，在民用接收机上用的仍较少，但实践表明完全是可能的。如无线话筒专用调频接收机，工作在155～167兆赫频率，就采用了五组背对背组态的国产变容二极管，获得了满意的结果，可见，用于调频收音机上也是很好的。

国外，西德和荷兰都很热衷于搞电子调谐，不少产品已陆续问世。日本近年来也开始生产电子调谐的高级调频调谐器。展望今后的发展趋势，电子调谐可引生出下列各种新技术、新设备。

1．预选电台：利用琴键开关或触摸式开关，可预先将几个常用频率以合适的直流电压预先调好，到使用时，按下琴键开关或摸一下触摸开关（图12），接收机迅即精确地接收到所需要的频率，无须微调，就能满意地收听。这是可变电容器调谐难以做到的。而小微调电位器却可藏于机器的底部，任你选台。

2．指触开关：利用人体阻抗或感应电容，通过环形计数开关电路，为变容二极管提供不同的控制电压，从而达到选台的目的。其特点在于操作方便及时，无机械触点，无磨损，可靠性高，易与遥控和节目预约等附属装置配合。

3．扶手椅遥控选台：采用声波或红外波进行控制，可对频道、频率、音量、音调、立体声平衡等进行遥控。由于控制的是直流电位，因此极适合与电子调谐电路相配用。

4．电子波段转换：当变容管的变比达不到要求（尤其是对中波调幅信号进行电子调谐）时，可采用频段开关二极管，将回路电感线圈短路一部分，即可扩展频段，改善频率刻度的线性，这种方式无触点，只需一外加电压即可（参看图13）。

5.调幅（AM）电子调谐：中波调幅波段频率低，波段覆盖系数较大，因此需要特殊的变容二极管，变比要大于20，容量达300微微法左右。国外有的厂家采取在一块硅片上作成性能完全相同的三只对管，然后将几块硅片一一对应并联起来，以满足中波大容量、大变比的要求。

6.自动搜索调谐：这是更进一步向自动化调谐迈出了一步。只要打开电源，对所接收的频段采用线性扫描，收到信号后，即停下数秒钟，请您鉴别是否爱听，若不需要将继续扫描过去，遇到您感兴趣的节目时，只要给予指令（摸一下触摸开关或按一下按钮开关），就能一直欣赏下去。扫描是连续进行的，扫到频段最高端后能立即迅速从头开始再扫。这种电子扫描将比旧式的马达和继电器系统要优越得多了，近闻荷兰和瑞士已有这种电子搜索调谐收音机问世了。

7．无度盘数字显示或电光显示：采用自动调谐后，再不必用马达来带动指针指示频率了。采用数字频率显示即可解决精密调谐的困难，方法是将调幅或调频振荡频率在一个电子计算机内计算，然后减去中频，得到的电波频率以光学方式显示出来，计算过程在一个固定时间里重复进行。（伟明）