自1919年发明声音广播以来,至今已有六十多年的历史了,目前世界上有200多个国家和地区办起了声音广播。其发展大体上可分为两个阶段:四十年代以前是长、中、短波发展阶段,由于各类调幅电台迅速增加,发射功率不断加大,造成频谱日益拥挤,干扰日甚一日,迫切需要开辟新的广播频段。
1941年研究成功了超短波调频广播,由于音质好、抗干扰能力强、造价低、使用维护方便,加上作用距离近,频率可以复用,因此受到普遍欢迎,得到了迅速发展,很快各国就建立了调频广播网。近二十几年来,随着人们对声音质量要求的提高,1961年实现了调频立体声广播,与单声道相比,它不仅能反映出声音的强度、音调和音色的变化,而且能如实地再现实际声场中各种声源的方位和空间分布的效果。这是单声道广播无法比拟的。现在世界上许多国家办起了调频立体声广播,美、日等国正建立遍布全国的调频立体声广播网,几乎所有的音乐节目实现了立体声化。调幅立体声广播正处于刚开始实用阶段,从国际上看声音广播已进入了高保真立体化时代了。
收音机作为电子产品中最老的成员之一,经历了二十年代的电子管收音机,五十年代的晶体管收音机阶段,从七十年代开始,收音机已朝着集成化方向迈进。展望八十年代,收音机将向着电路集成化、显示数字化、声音立体化、功能多样化方向迅猛发展。
在电路上,收音机将实现集成化、数字化。微处理机、锁相环频率合成器和电子调谐相结合,使得大而笨重的可变电容器和调谐旋钮逐渐被淘汰,人们能像按计算器的按钮那样直接选择电台的频率。
在结构上,传统的度盘和指针将被取消,代之以精确的数字频率显示,即接收的频率以数字的形式显示在发光二极管(LED)或液晶(LCD)显示屏上,保证收音机能准确地调谐。发光二极管将取代各种场强指示表、调谐表和输出电平指示表。
在功能上,液晶显示屏将适时地显示出当地的月、星期、日、时、分、秒。定时机构将让您听着悦耳的音乐入睡而自动关机,早晨清脆的“鸟”叫声又会把您从酣睡中叫醒。甚至坐在收音机对面的沙发上,便可利用超声波或红外光来遥控收音机的电源开关,以及音量、音调及立体声的平衡等。这些不是什么遥远的幻想,近来已在一些高级机上出现了,展望前景是非常诱人的。
目前国外袖珍式收音机已向微型、多功能方向发展;便携式收音机向调频/调幅(单声道或立体声)收录机方向发展,在国外,不带调频波段的收音机几乎没有销路,不带录音机的单独收音机销路也很差。自六十年代中期电子管机被淘汰以后,大型木壳台式机也随之从市场上消失,而是朝组合式、积木式和插件化方向发展,这类高档机往往由立体声唱机、立体声调谐器、立体声录音座和高保真放大器组成,装在一个机架内,外带两个高音质放声箱。由于各部分分开,因此可以精心设计,并尽可能地采用先进的器件和技术,因此性能很高,功能较多,很适合家庭使用,在国外倍受欢迎。
据国外市场调查,在各类收音机中,目前最畅销的是两头:一是微型卡式立体声放音机(带或不带收音部分),配上一副高质量轻型的立体声耳机,可以边走边欣赏立体声音乐,价格虽贵,但很受欢迎。另一个就是高档的立体声组合机,尽管价格很高,但销路很好。中档的立体声收录机,由于性能一般,加上两扬声器的距离受机箱体积的限制,声象位置不能展开,立体声效果不佳,因此近来销路并不太好。
一、新技术 新动向
1.电路集成化 随着集成电路的发展,集成度的日益提高,在一小块硅片上可制造出成千上万个晶体管和电阻元件。近来已在电视机、收音机等线性电路中得到广泛采用。目前,除调频收音机的超高频头以外,几乎所有的电路都可以集成化了。集成电路广泛地采用,不仅大大地简化了电路的设计,节约了人力和工时,给维修也带来了极大的方便,而且可以在基本电路之外,设计出一些特殊电路来提高性能,增加功能。在国外,采用集成电路的收音机一般比分立元件的性能好、功能多、可靠性高。
最简单的单波段收音机只需采用一块单片式集成电路。其中就包含有调幅收音机中的高放、变频、振荡、中放、检波以至低放、功放等功能,只要外接少量的元件就行了,它最适合业余爱好者装制。比较高级一点的调频/调幅收音机或立体声调谐器,整机只需要采用4~6块集成电路以及少量的晶体管和其它元件就可以了。随着集成度的提高,集成电路内部变得越来越复杂,而外围电路则越来越简单。大量采用集成电路使收音机发生了巨大的变革。
目前在收音机里用得最多的是数字式锁相环频率合成器,它将收音机的本振频率经预分频器和可变程序分频器分到能使计数器工作的频率,同时又用一晶体振荡器产生标准信号,也分频到该基准频率附近,两信号在鉴相器内进行相位和频率比较,产生的误差电压反过来去控制本振的压控振荡器,使之与晶体的频率和相位达到完全一致。鉴于广播电台的频率是按固定间隔分配的(中波9KHz,短波10KHz,调频100KHz),调谐在频道之间是没有意义的,因此最宜于步进式调台(调幅机为1KHz,调频机为10KHz或100KHz)。采用锁相环频率合成不仅能使收音机准确地调谐到电台的频率上,以保证发挥其高性能接收(如高灵敏度,高信噪比,低失真,少的假响应等),而且便于和微处理机及电子调谐相结合,实现自动搜索调谐、键控选台、遥控及数字频率显示等功能。要想实现上述这些功能,必须采用新型固态器件——变容二极管。变容管小如半颗绿豆,当在它的两端加上反向偏压时,其等效电容随反偏压而改变。当把它接到调谐回路上时,只要改变反向偏压的大小,就能改变回路的谐振频率,实现电子调谐。鉴于它的容—压特性呈一一对应关系,因此极适于作自动扫描调谐和键控选台。目前已广泛用于电视和调频调谐器中。
2.显示数字化 低电压、低功耗、低成本的数字集成电路(如CMOS、PMOS、ECL和TTL等)为接收频率的数字显示打开了方便之门。鉴于输入的信号太弱,又易受外界的干扰,因此不宜直接测量信号本身的频率,而是常常测量收音机本机振荡器的频率,然后从中减去一个中频,将所得的结果加到显示译码/激励器,由发光二极管或液晶显示出来,于是所显示的读数就是收音机所接收的信号的频率。
对于长、中、短波段,由于本振的频率不太高,采用一般的TTL集成电路就行了。对于调频广播,由于本振频率高达118.7MHz,因此需首先采用ECL或肖特基TTL预分频器把本振频率适当降低,然后再计数。目前显示的频率读数有4位和5位两种,调频波段的显示精度有10KHz和100KHz两种,而调幅波段则多为1KHz,精度已足够寻找电台了。
3.声音立体化 目前国外中高档收音机、收录机全部有接收调频立体声的功能,但是便携式机器受到机箱尺寸的限制,立体声效果不够明显,而高档组合机除了其他性能优越之外,两只放声箱(喇叭箱)质量很高。由于使用灵活,能获得最佳立体声效果,正在受到普遍欢迎。
调幅广播作用距离远,听众多,在世界上又是一种主要广播手段,为了提高调幅广播的质量,国外正热衷于搞调幅立体声广播的实验。1980年4月国际上已从五种可能的制式中选出了一种迈格拉福斯制作为标准制式。实现了调幅立体声广播之后,其频响将从现有的7~8KHz扩展到15KHz,音质会有大幅度提高。据市场预测,调幅立体声收音机投放市场之后,销售额将会达到200亿美元,其动向很值得注意。
4.功能多样化 据调查,一般的袖珍单波段收音机在国际市场上已不行销了,只作为玩具随电池用完也就随手扔掉了。在国际市场上收音机必须增加其功能和花色,做到一机多用,才有销路。有的朝玩具方面发展(如带23个音符的电子风琴式收音机),有的朝钟控机方面发展(如带有石英晶体钟、睡眠定时器),有的带微型卡式立体声录音机,有的还附加计算器,既可收听,又便于使用。当然,为实现整机小型化,元器件必须首先微型化,如超小型的阻容元件,超薄型扬声器以及仅厚0.2mm的可弯曲印刷电路板等。日本索尼公司生产的IC—2001是用微处理机控制的全波段收音机,体积只有一块砖那么大。它采用了锁相环频率合成技术、由微处理机控制的调谐系统、数字频率显示等先进技术。能接收150KHz~29.999MHz的调幅和76~108MHz的调频电台广播,以及单边带/等幅波电台的信号调幅机步进率为1KHz和10KHz,调频机为10KHz。它具有四个功能:(1)键控选台,当已知电台的频率时,可轻触按键直接选台。(2)可手动调台,然而它没有度盘、指针和旋钮,而是靠步进或步退,或快进、快退按钮自动调谐。通过六个红色发光二极管作成的场强指示表,当调到最亮时,即表明准确调谐了。(3)自动搜索调谐,当不知道电台的频率时,可在指定的频率范围内自动搜索寻台,遇到一个电台时,便能自动地停下来。(4)对于经常收听的电台可预选存贮,IC—2001可预贮六个频道,用时只需轻触一下按钮,便能立即调到该台,同时液晶显示屏上将显示出该电台的频率,使用十分方便。此外,还可以睡眠定时,定时时间可从90分钟到10分钟任选,届时将自动关机。
二、结构和工艺
广播收音机的结构主要向轻、巧、方便、塑料化和加工模件化、部件插接化方向发展。
在便携式机中广泛采用塑料机架、塑料齿杆,安装使用压扣、插拔、扭卡、热铆等新工艺,从而大量地减少了紧固件,使生产和维修都很方便。由于采用了数字频率显示,省下指针拉线的位置,便于安装大口径扬声器。为简化模具加工,机壳上多采用圆形图案。为降低成本,减少面板上的金属装饰件,正推广塑料喷漆、烫印、丝印、塑料电镀等新工艺,来改进表面的装饰性。选用各种调节旋钮时,应注意便于操作,转动力矩适当,手感轻盈柔和。(李泰桢)