AM、FM、TV伴音接收机

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随着电视机在人们家庭中的日益普及,其作用已不仅限于娱乐性的观赏节目。现在各种广播电视教育的发展,已使电视机成为广大自学者的得力工具。然而,由于我国袖珍式、便携式电视机尚未发展,往往使有些自学者在外出时影响了电视课程。因此,人们希望有一种价格较低、便于携带、能收听电视伴音的收音机,以便随时收听。牡丹牌MX113型袖珍式收音机就是为此而设计的,它具有AM、FM、TV三个波段,可接收中波、调频、电视VHF段1~12频道电视伴音,有拉杆天线及调谐指示,便于使用。现将该机的原理及性能介绍如下。

一、波段频率范围的划分

由于电视伴音是采取调频方式广播,从原理上讲,只要频率范围能覆盖电视伴音载频的调频收音机,都能够接收电视伴音。但是,各国的调频广播波段频率范围及电视VHF段各频道的伴音载频频率的划分不相同,使得在设计用较少波段接收电视伴音的收音机时,难易程度不同。例如在日本前几年就有能接收VHF段电视伴音的超外差收音机或收录机上市,这种机器一般都是采用两个波段,可以覆盖整个调频波段及VHF段1~12频道电视伴音载频。从表1可以看出,日本的1频道伴音载频频率与调频广播波段的高端频率相接,只要将调频收音机的频率覆盖范围展宽到76~108MHz就能覆盖VHF段1~3频道的电视伴音载频,再增加一个频率范围为175~224MHz的波段,就能覆盖VHF段4~12频道的伴音载频。中国的电视频道带宽及频率划分与日本不同。6~12频道与日本的4~12频道相近,只要将频率范围变为174~224MHz便可覆盖6~12频道的伴音载频,但1~5频道频率范围很宽,不能将其与调频波段合并为一个波段,否则覆盖系数(最高接收频率与最低接收频率之比)太大,不便于调谐,而且现有调频双联可变电容器的变比也不够,做不到如此大的覆盖系数。如果将1~4频道单独划为一个波段,将会使电路复杂。MX113收音机是这样进行处理的:将调频波段展宽为77~108MHz,可覆盖整个调频波段及电视伴音4和5频道。1~3频道是采取假象接收的方式,用低本振频率混频。当调谐接收信号为f\(_{信}\)时,本振频率为f振,混频后的中频为f\(_{中}\),其混频原理为:

f\(_{信}\)-f振=f\(_{中}\)=10.7MHz

图1
图1 🔍原图 (798×762)

若此时有一个f'\(_{信}\)=f信-2f\(_{中}\)的信号被接收,也能与本振混频后产生中频:

f\(_{振}\)-f'信=f\(_{振}\)-(f信-2f中)=f\(_{中}\)=10.7MHz

这个f'\(_{信}\)叫做假象频率或镜象频率,在一般的外差式收音机中,对假象信号频率要加以抑制,通常是利用输入回路或高放回路来实现。而MX113是一种简易的普及机,为了减少波段使电路简化,使1~3频道作为假象频率来接收。例如在接收1频道伴音时,只要将收音机调谐在56.25+2×10.7=77.65(MHz),此时本振频率为77.65-10.7=66.95(MHz),此本振频率能与1频道伴音载频混频出中频:

66.95-56.25=10.7(MHz)

同理,调谐在84.65 MHz时能接收2频道伴音载频64.25MHz;调谐在93.65MHz时能接收3频道伴音载频72.25MHz。为了保证1~3频道在假色接收时的灵敏度,输入回路不是采用通常的87~108MHz带通滤波器,而是固定用一个47MHz高通滤波器,使假象抑制减小,另一方面,将本波段的灵敏度提高(约达2μV),这就使得在假象接收时虽有高放调谐回路产生20dB的假象衰减,也能使假象信号灵敏度在20μV左右,能满足国标C类机的要求。

二、电路原理

MX113电原理图见图1,由三块集成电路组成。TA7358P构成FM及TV波段的高频头,TA7640AP 担负调频中放、鉴频,及调幅高放、本振、混频、中放、检波全部功能,ULN2283B为功放。由于功放电路比较简单,下面仅就高、中频电路的原理作一介绍。

图2
图2 🔍原图 (2428×1104)

1.AM将波段开关S1N至AM位置时,调频高频头的电源被S1—3断开而不工作,N2的第②脚由于S1—4接地端的断开而工作于AM波段。L9为中波磁性天线,与可变电容器C0—3、微调电容器C0—3α、C21组成输入调谐回路。L8为中波振荡线圈,与C0—4、C0—4α、C25组成本振回路。T2为调幅变频中周,T3为调幅检波中周。Z3为465kHz陶瓷滤波器。天线信号自N2的①脚输入,与③脚的本振进行混频,变频后的中频信号自脚输出,经T2、C22组成的中频谐振回路及Z3耦合至脚进行中频放大。T3、C30组成检波级中频谐振回路,检波后的音频信号自⑨脚输出。N2第⑦脚为调谐指示端,不论在AM或FM工作状态,当无信号输入时⑦脚为高电平,发光二极管V5不导通,而在有信号输入时,⑦脚为低电平,V5导通发光,起到了调谐指示的作用。

2.FM将波段开关S1拨至FM位置,调频高频头电源经S1-3接通,N2第②脚经S1—4接地,使N2工作于FM状态。L1、L3、L6的作用是提供直流通路,由于其阻抗较高,对交流信号可视为开路。L2为FM高放线圈,L4为TV高放线圈,L5为FM振荡线圈,L7为TV振荡线圈。V1、V2、V3、V4为FM—TV波段转换开关二极管。FM时,正电源经S1—2、L6、V3、L5、L2、V1、L3、S1—1、R1至地,使V1、V3导通,V2、V4截止,C9、C14短路,L4C1、L7C18开路,高放回路由L2、C0—1、C0—1α、C8组成,本振回路由L5、C0—2、C0—2α组成。天线端接收信号经高通滤波器Z1输入至N1第①脚进行高频放大,从第③脚输出至高放调谐回路,经C6耦合至第④脚与第⑧脚的本振信号进行混频,混频后的中频信号自第⑥脚输出,经T1、C19组成的中频谐振回路及10.7MHz陶瓷滤波器Z2,耦合至N2第脚进行FM中频放大。T4、C29组成鉴频级中频谐振回路,鉴频后的音频信号也从第⑨脚输出。

3.TV 当波段开关在TV位置时,N1、N2的工作状态与FM时相同,但V1、V2、V3、V4的状态都与FM时相反。正电源经S1—2、L3、V2、L4、L7、V4、L6、S1—1、R1至地,使V2、V4导通,V1、V3截止。由于L2》L4、L5》L7,L2与L5可视为开路,此时高放回路的等效电路如图2,本振回路的等效电路如图3。TV波段高频头工作原理除上述两个回路外均与FM波段相同,混频后的中放、鉴频电路与FM波段共同。

图3
图3 🔍原图 (468×172)
图4
图4 🔍原图 (433×156)

三、主要元器件介绍

1.C0:四联可变电容器,调频双联为5~20pF等容,调幅双联为差容,振荡联5~82pF,输入联为5~140pF,型号为CBM-444 HF-1CAB4。

2.L1、L3、L6:小型电感器,电感感量2.2μH,型号为LG\(_{1}\)-A-2.2μH。

3.V1、W2、V3、V4:超高频开关二极管,型号为BA2441(1SS103),正向压降V\(_{F}\)≥0.8伏,天津第四半导体器件厂生产。

4.L8、T1、T2、T3、T4:均为北京广播电视配件七厂生产,其型号分别为:L8SZZ33,T1、T4为TP1001,T2、T3为TF1024A。

5.L2、L4、L5、L7:均用0.69mm漆包线自制,L4、L7是在3mm直径的金属棍上密绕1.5圈脱胎而成;L2、L5是在5mm直径的金属棍上密绕,L2绕5.5圈,L5绕7.5圈脱胎而成。

6.L9:中波磁性天线,采用扁形磁芯,规格为B5×13×70—1.6。线圈初级105圈,次级20圈。

四、主要性能

1.频率范围 AM 525~1607kHz;

FM/TV\(_{1}\) 77~108MHz;

TV\(_{2}\) 173.5~224MHz

2.中频频率 AM 465kHz;

FM/TV 10.7MHz

3.灵敏度 AM <1mV/m;

FM/TV\(_{1}\) <30μV (1~3频道20μV);

TV\(_{2}\) <5μV

4.选择性>20 dB

5.信噪比>50 dB

6.失真度<2%

由于本电路全部采用集成电路,在电路参数不作任何改动的情况下,电源电压在3~7.5伏内均可正常工作,除输出功率有相应的增减外,其余性能均不变,但此时集成电路的静态电压会有相应的变化。

五、调试

此机的调试方法与一般收音机基本相同,但在调试FM及TV两个波段时,必须先调试好FM波段的覆盖频率及统调,然后再调试TV波段的覆盖频率及统调,因为FM高放回路的补偿电容C0—1\(_{a}\)、振荡回路的补偿电容C0—2a,在TV波段时也是相应回路谐振电容的一部分,如果先调TV波段后调FM波段,会使已调好的TV波段因参数改变而失调。(袁大器)