超外差式收音机的跟踪

超外差式收音机常见的一种故障是灵敏度降低，表现为接收远地电台能力差，收台个数少。对一台产品收音机来说，造成灵敏度降低的原因，常常是由于更换某些元件之后没有很好地调整，或者调“乱”了有关谐振回路的线圈或电容，破坏了本机振荡频率与输入回路谐振频率之间的“跟踪”关系。对于自制的收音机来说，“跟踪”调整不好，也往往是造成灵敏度低的重要原因。

在输入电路及变频电路的分析中，我们已经知道，在超外差式收音机中，为了把所接收的电台信号变为固定的中频信号，变频级的中频回路要调谐在中频465千赫；输入回路要调谐在电台信号频率f\(_{信}\)；本机振荡回路的谐振频率f振则要比输入回路的谐振频率高出465千赫；即满足f\(_{振}\)-f信=465千赫的关系。例如在接收中央人民广播电台720千赫信号时，输入回路就要准确地调谐在720千赫，此时输入回路的输出电压最高，变频管基极回路得到的高频信号幅度最大；同时，本机振荡回路也要准确地调到比720千赫高出465千赫的频率上，即f\(_{振}\)=720＋465=1185千赫。这样，变频后输出的中频信号就是465千赫，它能通过已经调谐在465千赫的中频回路。显然在这种情况下变频级输出的中频信号最大，收音机的灵敏度最高。

但是，仅仅某一个电台频率满足这样的关系是不够的。因为无论是在中波段还是短波段，收音机总是在一个波段上或是说一定的频率范围内工作的。因此对接收频率范围之内的每个电台都应满足这样的关系。例如我们由720千赫改为接收北京台1476千赫的信号时，不仅要改变输入回路的谐振频率，由720千赫调到1476千赫，而且要同时改变本机振荡回路的谐振频率，由1185千赫调到1476＋465=1941千赫。只有这样在变频之后才能重新满足f\(_{振}\)-f信=465千赫的关系，获得新的465千赫中频信号。通常把这种本机振荡回路频率“跟着”输入回路频率的“踪迹”变化，以满足两回路频率之差始终为465千赫的关系，叫做“跟踪”或“统调”。如果在整个波段范围内，无论接收哪个电台时都能满足跟踪关系，这是一种理想情况，一般称为“理想跟踪”。

然而，实现理想跟踪在技术上存在着许多实际困难，下面就结合图1来具体说明这方面的一些问题。图1是变频级的简化电路。由C\(_{2}\)与L2初级圈组成输入调谐回路，C\(_{2}\)是可变电容器，调C2可以改变输入回路的谐振频率；由C\(_{5}\)与L4的次级圈组成本机振荡回路，C\(_{5}\)也是可变电容，调C5可以改变本机振荡回路的谐振频率。

实现理想跟踪的一个方法，是分别调节C\(_{2}\)和C5，改变输入回路和本机振荡回路的谐振频率来达到跟踪。在接收一个电台信号时，先调C\(_{2}\)使输入回路调谐到所接收的电台频率，然后再调C5使本机振荡回路得到准确的差频。但是这种方法在每接收一个电台时，都要调节两个旋扭，使用起来是很不方便的。

通常采用的方法是将C\(_{2}\)和C5这两个可变电容器装在一起，组成一个“双连电容器”，用一根轴同时来调节这两个电容的大小。这样，输入回路和本机振荡回路就可以用一个旋扭来调谐。然而，要实现理想跟踪，还需要解决这两个回路与可变电容的配合问题。以中波段为例，中波段的频率范围为535～1605千赫，因此输入回路的调谐范围也是535～1605千赫。通常把一个谐振回路的最高谐振频率与最低谐振频率之比叫做这个回路的“频率覆盖系数”，用符号K来表示，即K=\(\frac{最高频率}{最低频率}\)。这样，输入回路中波段的覆盖系数为K\(_{信}\)=1605;535=3。根据跟踪的要求，本机振荡回路的最低谐振频率应为f振最小=535＋465=1000千赫；最高谐振频率应为f\(_{振最大}\)=1605+465=2070千赫，所以本机振荡回路的频率覆盖系数为K振=\(\frac{2070}{1000}\)≈2。由此可见，输入回路与本机振荡回路的频率覆盖系数是不同的。而一个回路的谐振频率是由这个回路的电感及电容的数值决定的，即f=1;2π\(\sqrt{2}\)\(^{L}\)C。如果回路的电感固定，只改变电容，那么频率覆盖系数与回路电容就有下列关系：

式中C\(_{最大}\)及C最小分别为可变电容的最大及最小电容值。由式看出，如果两个回路的频率覆盖系数不相等，那么这两个回路的C\(_{最大}\)与C最小的比值就不相等。因此，输入回路与本机振荡回路就必须采用两个容量变化范围不同的可变电容，才能满足不同频率覆盖系数的要求。这种电容称为“差容”双连电容器，它的两组极片都经过特殊的设计，不但每组的C\(_{最大}\)与C最小能够满足K\(_{信}\)与K振的要求，而且无论旋转到任何角度，两组电容均能满足跟踪的要求。所以这种方法可以做到非常接近理想跟踪的情况。但是，这种差容电容器一般只适用于只有中波段的收音机。而在多波段收音机中，由于各波段的频率覆盖系数不同，这种电容就无法满足跟踪的要求。

目前广泛采用的方法，是用一个两组电容量相等的“等容”双连电容器，来调谐输入回路和本机振荡回路，并且在本机振荡回路里并联及串联适当容量的电容，使这两个回路能够接近理想跟踪的情况，这就是通常所说的“三点跟踪”。

在介绍三点跟踪的原理之前，我们先来研究一下在图1中C\(_{2}\)及C5采用相同电容后的跟踪情况。根据前面的分析我们可以知道，图1中输入回路的频率覆盖系数

本机振荡回路的频率覆盖系数

由于C\(_{2}\)与C5完全相同，即C\(_{2最大}\)=C5最大；C\(_{2最小}\)=C5最小。所以K\(_{信}\)=K振。又由于中波段要求K\(_{信}\)=3，因此也必须使K振=K\(_{信}\)=3。而在理想跟踪时要求K振≈2，于是由于覆盖系数不满足K\(_{振}\)=2的要求就会造成图2那样的跟踪情况:如果使中波段的最低频率满足跟踪要求，即f振最小=535＋465=1000千赫，由于K\(_{振}\)=3，则本机振荡回路的最高频率f振最大=1000×3=3000千赫，远高于理想跟踪所要求的2070千赫。假设可变电容器的旋转角度与谐振回路的频率成直线关系，则由图2可以看出，本机振荡回路与输入回路除在最低频率处相差为中频465千赫以外，其他各点均大于中频465千赫，而且频率越高离中频越远，见图2中曲线a。同样，如果在中波段的最高频率处满足跟踪的要求，即本机振荡回路的最高频率f\(_{振最大}\)=1605＋465= 2070千赫，那么本机振荡回路的最低频率则为f振最小= 2070／3=690千赫，比要求的1000千赫低得多。这就是说，除了在f\(_{振最大}\)处两回路频率相差为中频465千赫外，其他各点均小于中频465千赫，频率越低离中频越远，见图2中曲线b。我们还可以使本机振荡回路在其他某一频率上与输入回路频率之差为中频，使这点满足跟踪关系，但在其他各点也同样不能满足跟踪。因此，只采用等容双连电容器，无论怎样选择跟踪点，在一个波段内也只能实现一点跟踪。

为了解决在整个波段的跟踪，一般在本机振荡回路中串联及并联适当容量的电容，见图3。图3是牡丹6410收音机中波段的简化电路，图中由L\(_{4}\)的次级圈与C5以及C\(_{9}\)、C10组成本机振荡回路。C\(_{9}\)串联于回路中，C10并联在回路两端。下面来看看C\(_{9}\)、C10接入本机振荡回路之后，对跟踪起什么作用。

并联在回路两端的电容C\(_{1}\)0通常叫做“补偿电容”，补偿电容的作用可由图4来说明。图4中的虚线为理想跟踪曲线，它与输入回路频率之差始终保持为中频465千赫。图4中曲线a是没加补偿电容时本机振荡回路的谐振曲线，它只在f振最小处这一点满足跟踪。补偿电容的容量一般较小，与C\(_{5}\)的最小值相近，当本机振荡回路在最低频率时，C5的值最大，这时C\(_{1}\)0远小于C5，所以C\(_{1}\)0对回路电容几乎没有影响，因而对本机振荡回路的谐振频率也几乎没有影响。但当回路频率升高时，由于C5容量逐渐减小，C\(_{1}\)0对回路电容的影响就逐渐显著起来，一直到C5最小时，C\(_{1}\)0对回路电容的影响达到最大。这种影响的结果，使振荡频率不随C5的减小成直线上升，而是如图4中曲线b所示，在上升中逐渐弯曲，因而又可以得到一点与输入回路频率之差等于中频。

串联在振荡回路里的电容C\(_{9}\)通常叫做“垫整电容”，其作用可由图5来说明。图5中曲线a是不加垫整电容时本机振荡回路的谐振曲线，它只在最高频率这一点满足跟踪。垫整电容的容量一般较大，与C5最大值相近。当振荡回路在最高频率时，C\(_{5}\)的值最小，由于C9远大于C\(_{5}\)，所以C9对回路电容几乎没有影响。但是当C\(_{5}\)逐渐增大时，即本机振荡频率逐渐下降时，C9的影响就逐渐显著，其结果使振荡频率不随C\(_{5}\)的增大成直线下降，而是如图5曲线b所示，在下降过程中逐渐弯曲，因而在某一点与输入回路频率之差再次等于中频。这样，就可以在整个波段内获得两点跟踪。

如果在本机振荡回路里，同时采用补偿电容与垫整电容，见图3。并且预先设计L\(_{4}\)，使本机振荡回路与输入回路在频率范围的中间一点满足跟踪要求，那么就可以得到图6所示的S形本机振荡回路谐振曲线b。从图可以看出，除中点跟踪外，由于补偿电容与垫整电容的作用，在高频端与低频端又获得两个跟踪点。这样在整个波段内共有三个跟踪点，在这三点处，本机振荡回路与输入回路谐振频率恰好差中频465千赫，收音机的灵敏度最高。其他各点则稍差一些，但也很接近于中频，对灵敏度的影响不大。这种方法通常称为“三点跟踪”。这里需要说明，跟踪点一般并不选择在波段的端点上，例如中波段常选600、1000、1500千赫三点，这样可以使跟踪的误差更小一些。（刘铁夫）