UHF电容调谐器

我国幅员辽阔，人口众多，为使广大的农村、山区、边疆、海岛等地的人们也能享受到电视的欢乐，就需要进一步提高电视台覆盖率。但VHF频段已不能适应我国电视事业发展的要求，如过多设立甚高频（VHF）电视台，必将引起严重的信号串扰。所以，发展特高频（UHF）电视广播已势在必行。此外，UHF频段的利用，也为今后发展卫星直播电视作必要的技术准备。我国已开始在上海（20频道）、无锡 （13频道）进行电视试播，因此加速试制和生产国产全频道电视机已成为各电视机生产厂的当务之急。

所谓全频道电视机指的是：既能接收VHF电视信号，又能接收UHF电视信号的电视机。我国目前试制的全频道电视机接收频道包括：VHF1～12频道；UHF13～48频道。各频道的频率范围，请见“我国电视频道划分表”。

全频道电视机的关键部件是UHF调谐器（或称UHF高频头）。下面以上海复旦电容器厂试生产的UCT－48型特高频电容调谐器为例对UHF调谐器作一简单介绍。

UHF调谐器与VHF调谐器一样，有机械式调谐器和电子调谐器两种。考虑到我国元器件现有生产水平和VHF与UHF两个调谐器在结构和操作使用上的协调性，目前先试生产机械式UHF调谐器。

在UHF频段，由于工作频率高，频道数目多，沿用VHF调谐器的调感式结构已难以满足要求，而采用调容式结构（即类似收音机调谐器以改变电容器容量来转换频道）却十分简便。此种结构可以是连续调谐式的，也可以是步进调谐式的。我们把这种调谐器称之为UHF电容调谐器。

UHF电容调谐器通常又有三连和四连空气可变电容器两种。采用三连可变电容器的调谐器通常不设高频放大级（宽带输入式例外）。初期的产品较多地采用此种形式。当时由于晶体管高频运用时的噪声是一个难以解决的问题，所以设计成在天线与混频器之间只用一个双调谐带通滤波器而不设高放级。

随着晶体管技术的进步，高频晶体管的噪声问题已有很大改善，因此后来的许多产品开始采用具有高频放大级的四连电容调谐器。所以四连式电容调谐器，通常都带有高频放大级。由于采用了高频放大器，这在一定程度上提高了信号噪音比，从而也提高了灵敏度。UCT－48型特高频电容调谐器的实物内部结构图见题头图。

在频率很高的UHF频段内，采用传统的集中参数元件来构成调谐电路是困难的，而常常采用分布参数调谐电路。所谓分布参数通俗地讲，就是一段高频传输线，在理想情况下，它不仅具有均匀分布的电阻、电感，导体间还具有均匀分布的电容。

根据传输线理论和实践，一段终端短路的传输线，其输入阻抗Z\(^{in}\)的性质，随线长l的变化规律如图1。当长度l小于1/4波长λ时，其输入阻抗呈感性。在UHF电容调谐器中，这种情况一般用于输入调谐回路和高放调谐回路中。而对于终端开路的传输线来说，其输入阻抗Z\(_{in}\)的性质，随传输线的长度l的变化规律如图2所示。由图可知，当传输线长度l在1/4～1/2波长λ时，其输入阻抗也是感性。在UHF电容调谐器中，这种情况一般用于本机振荡电路中。具有分布参数的调谐电路如图3。

UCT－48型电容调谐器电路如图4所示。

输入电路

输入电路主要有两种：宽带输入式和输入调谐式。宽带输入电路，具有插入损耗小，噪音大，调整方便，跟踪容易等特点。但由于输入回路是不调谐的，对干扰信号无抑制作用，容易引起寄生调制等弊病（特别在强电场地区更为严重）。

调谐式输入电路对信号具有选择性，同时对干扰信号具有一定的抑制作用。这对于提高调谐器的中频抑制和镜频抑制，改善寄生调制性能是很有利的。但是减少输入调谐电路的插入损耗与提高选择性是有矛盾的。一般当输入回路的插入损耗限制在1dB之内时，就不会使调谐器的噪音明显恶化。

该调谐器采用调谐式输入电路由Lλ\(_{1}\)短路传输线与可变电容器C113组成。通过一个耦合环来传递能量。

高放电路

高放电路要求有尽可能大的功率增益，良好的选择性和较低噪声。因此采用低噪声高放管。高放电路的负载通常采用双调谐回路，它是由l短于λ/4的两根短路传输线组成。两个谐振回路分别置于二个胶体内（请见题头图），通过公共隔板上的孔（叫耦合窗）实现耦合。通过选择适当的耦合度和回路Q值，就能获得足够带宽、良好的选择性和较小的插入损耗。图5是这种双调谐回路的原理电路图。

高放电路通常接成共基极放大电路（见图4），这是因为在高频运用下，共基极电路具有较小的反馈，工作稳定无须进行中和。而且在整个工作频段内的增益差也较小。此外，由于设置高频放大级，从而减少了本振幅射。图中，R\(_{1}\)、R2、R\(_{3}\)、R4为晶体管BG\(_{1}\)的偏置电阻，C101、C\(_{1}\)02、C104为退耦电容，C\(_{1}\)03可使BG1的基极保持在高频接地，从而构成共基电路。短路传输线Lλ\(_{2}\)与可变电容C112、短路传输线Lλ\(_{3}\)与可变电容C111分别组成两个调谐电路。经高放级放大的信号由耦合环耦合到混频电路进行混频。

混频电路

混频电路是利用混频器件的非线性特性，把天线接收的UHF电视信号与本地振荡信号进行混合变换成一个固定的中频电视信号。

在UHF调谐器中混频器件有晶件二极管和三极管两种。采用三极管的混频器，具有较高的混频（或变频）增益，在一定程度上能弥补高放增益的不足。与二极管混频器相比，三极管混频器电路比较复杂，调整也较困难。西欧各国的产品中绝大部分采用三极管混频，日本的近期产品亦开始采用这种形式。

在普及型黑白电视机的UHF调谐器中，二极管混频器仍然获得广泛采用。这是因为二极管混频器具有电路简单、调整方便、噪音小（特别是采用肖特基势垒二极管时），成本低、动态范围大等优点。它的缺点是：变换损耗大（通常约有5～6dB）、要求输入的本振信号功率大（这一点对减小本振幅射不利）。二极管混频电路由D\(_{1}\)01、L101和C\(_{1}\)05等组成（见图4中有关部分）。由图4可知，UHF电视信号和本振信号分别由耦合环拾取后加至二极管D101进行混频。图中的L\(_{1}\)01和C105组成了一个低通滤波器，此滤波器不仅有效地抑制了高频信号的有害幅射，而且对混频过程中所产生的非差拍信号也有抑制作用。混频后得到的中频信号经低通滤波器输出。

本振电路

和对VHF本振电路要求一样，对UHF本振电路的要求也是：1，在整个接受频段内振荡器必须连续可靠地振荡，且要有足够的均匀的振荡输出功率供给混频器；2，振荡频率要有高度的稳定性，即当电源电压、环境条件和电路参数发生变化时，振荡频率的变化要小；3，本振辐射要尽可能小，也不能有其他寄生振荡和噪声。

在UHF调谐中，也采用电容三点式振荡电路。但电路中电感元件一般都采用1/2λ终端开路传输线，终端以电容作负载。

图6是这种本振电路的电原理图及等效电路。图中R\(_{6}\)、R7、R\(_{8}\)提供了晶体管BG2的偏置，其中R\(_{8}\)同时也是振荡器反馈电路的一部分。C106为传输线终端负载电容，此电容器是谐振回路的一部分，适当选择该电容的容量，就可以减少晶体管极间电容的变化对振荡频率的影响。所以从这个意义上来说，电容器C\(_{1}\)06也称之为掩盖电容。C110为调谐可变电容器，改变C\(_{11}\)0的容量就可改变振荡频率。C108为基极旁路电容，其容量应取得足够大，以保证BG\(_{2}\)基极有效地维持在射频地电位。L102为一射频扼流圈，以保证BG\(_{2}\)集电极处于射频高电位。回路振荡信号经过C\(^{′}\)109（电容C\(_{1}\)09与极间电容之并联值）反馈到R8两端。

由图6等效电路可知， C\(_{1}\)06的容量（一般取10～15pf）比BG2各极间电容大得多，又因C\(_{1}\)09一般很小（约0.8pf），所以该电路的谐振频率主要由C106、C\(_{11}\)0及传输线电感Lλ4决定。图中C\(_{0}\)为与可变电容C110并联的杂散电容，此电容与所采用的结构有关，一般为0.5pf左右；CHo最大值一般几个pf～十几个pf，C\(_{1}\)06一般取10～15Pf。

由于回路中电感一般都具有正温度系数，因此适当地选择振荡回路中电容器的温度系数，就能提高振荡频率的温度稳定性。电容C\(_{1}\)06的引入，使得回路电感、电容对晶体管参数的变化反应迟钝，这就改善了振荡频率随晶体管参数变化的稳定性。此外正确地选择BG2管的静态偏置也可以减少晶体管参数对振荡频率的影响。

UHF调谐器的输入形式

UHF调谐器也有75Ω不平衡输入和300Ω平衡输入两种形式。

在全频道电视机中，共用一根鞭状天线来接收VHF和UHF电视信号时，通常采用75Ω不平衡输入式。这时在天线和调谐器之间需插入一个如图7（a）所示的U/V频率分隔滤波器，它把共用天线同时接收下来的U、V电视信号分开，使U信号只能由C\(_{1}\)、C2支路通过，送往UHF调谐器，V信号只能由L\(_{1}\)、L2支路通过，送往VHF调谐器。U／V分隔滤波器的传输特性如图7（b）。由于加入分隔滤波器引入了插入损耗（通常约3dB），使整机灵敏度有所降低。

当采用300Ω平衡输入时，常常用两个独立的天线分别接收VHF和UHF电视信号。因此不必采用频率分隔滤波器。

调谐器的主要性能

UCT－48型特高频电容调谐器已经用于上海人民无线电厂、上无十八厂、上海电视一厂等生产的12英寸全频道电视机中。由于该产品尚属试制产品，有些指标与国外产品还有些差距，有待进一步提高。其主要性能指标如下：

(汪起)