无线电接收机(3)——调频接收机

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大家知道,目前广泛使用的调幅接收机是不能接收调频信号的。这是因为调频波的振幅不随音频信号而改变,利用调幅接收机中的振幅检波器对调频信号进行检波,无法得到所需的音频信号(图1)。为了对调频信号进行解调,需要使用专门的解调器——鉴频器。下面浅显地向大家介绍有关调频接收机的基本知识。

图1
图1 🔍原图 (644×337)

图2是调频接收机的方框图。可以看到,这类接收机除了包含本机振荡器、混频器、中频放大器等大家熟悉的电路外,还具有处理调频波所必需的限幅器、鉴频器、噪声抑制电路和自动频率微调电路等。其中鉴频器是关键部分,其它几部分电路即使被省略掉,接收机也还可以对调频波进行解调。但是,要保证良好的接收质量,其它几部分电路仍然是必不可少的。

图2
图2 🔍原图 (643×357)

限幅电路的作用

调频广播的主要优点之一就是噪声小、抗干扰性强,因而接收质量较高。这是因为噪声干扰一般都是以调制载波振幅的形式,叠加在所传送的信号上,使调幅接收机的输出信号中混杂着讨厌的噪声成分。在调频接收的情况下,载波的振幅大小并不包含有用的信息,这就使我们有条件利用“限幅”的办法把调频波中由噪声产生的调幅分量完全消除后(图3),再送到鉴频器中去。起着消除这种调幅分量作用的电路,叫做限幅器。

图3
图3 🔍原图 (677×424)

我们来看图4,可以更清楚的说明为什么在调频接收机中可以采用限幅器来抑制干扰,而在调幅接收机中却不能采用。因为调频波所传送的信号是由高频振荡的频率变化来反映的,干扰信号虽能改变调频波的幅度,但不能改变调频信号的瞬时频率随时间变化的规律,因此可采用限幅器将外来干扰抑制掉,经频率检波后能完整地恢复所传送的信号。而对调幅信号来说,由于所需传送的信号反映在高频振荡的幅度变化上,干扰信号叠加在被传递的信号上,如果在调幅接收机中采用限幅器,会破坏信号的调制规律,使所传递的信号产生严重的失真。

图4
图4 🔍原图 (595×752)

限幅电路除了能有效地抑制干扰外,还有一个作用就是保持输出信号的幅度稳定不变(图5)。如果输入信号的振幅高于某一规定值时,由于限幅作用,它的输出信号幅度也不会发生改变。

图5
图5 🔍原图 (468×427)

调频波的解调电路——鉴频器

鉴频器又称频率检波器,它的任务就是从调频波中检出原调制信号。要完成这个任务,一般要分成两步进行。第一步先将等幅的调频波改变成振幅随频率变化的调幅波,使其幅度变化的规律和频率变化的规律相同,也就是和调制信号的变化规律相同。第二步再用振幅检波器除去载波,检出所需的音频信号(图6)。

图6
图6 🔍原图 (760×402)

鉴频器的形式很多,常用的有:斜率鉴频器、参差调谐鉴频器、相位鉴频器、比例鉴频器等。

噪声抑制电路

在调频接收机中,为了能够在输入信号比较微弱时,限幅器就能起作用,常使中频放大器有很高的增益(电压放大倍数)。正是由于调频接收机的增益很高,在没有信号输入的情况下,解调器的输出端会出现较大的噪声,经低频放大器放大后,扬声器或耳机会发出“沙、沙……”的噪声,使听众感到十分刺耳。

为了能抑制调频接收机未收到信号时所出现的噪声,应设法使低频放大器在没有信号输入时自动停止工作。具有这种功能的电路叫做噪声抑制电路或静噪电路。噪声抑制电路的作用就是用来阻断噪声进入扬声器或耳机。

什么是AFC电路

发射机的载波频率和接收机中的本机振荡频率都可能由于温度、电源和负载变化等原因而产生漂移,从而使混频后的实际中频频率偏离额定中频,使接收信号发生失真,甚至接收不到信号。为了保证接收质量稳定,除采用稳压电源和温度补偿元件等尽量提高振荡器的频率稳定度外,还设置了自动频率微调电路,常称为AFC电路。当发射机的载波频率和接收机的本机振荡器的振荡频率两者的差值偏离额定中频时,接收机中的鉴频器就有一直流控制电压输出加到自动频率微调系统,从而改变接收机本地振荡器的振荡频率,以保持实际中频频率等于或接近于额定值。

怎样改善选择性

在调频接收机中,中频放大器的调谐回路具有陡峭的频率特性曲线,因而能够有效地排除邻近电台的干扰,抑制串台现象(图7)。优质的调频接收机总带着一级超高频放大器,它能增加接收机的灵敏度,防止本机振荡向外发射,提高了接收机的选择性。(插图 谢培林)(张晋纯 宋东生 编译)

图7
图7 🔍原图 (626×410)