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自制短波长线天线频率预选器----成功消除B2K之流的镜像

2264 04-09-20 09:40

原作者:cyclist163

现在产的很多普通收音机都不带调谐高放,据说都是靠中频来选台的.你陶瓷滤波器再牛也不是这样牛法啊!.象B2K, 1102这样的机子,周身大体还比较优秀,但也不带调谐前级,虽然它们的中频选择性也比较牛,但用来搜索微弱电台的广播,始终觉得少了点什么.比如B2K之流,本来我也蛮喜欢它的,唧唧呱呱的扭到哪里都是电台,有时候以为找到一个微弱目标,结果一查,镜像!飞起就是一脚!还有那个1102,天线稍微长到2米,不打衰减档,本地有些强力中波就往短波跑,有一次我怕来不及找到电台来源,3米天线加DX档居然在短波里听完了中波的一首自己很喜欢的歌曲,果然是享受广播啊.

国庆长假,想回农村老家好好的玩一把搜索弱台,那里可以架大点的天线,不象这里只有3米的鱼杆那么寒碜.带什么机子回去玩是个问题.339实在是太重,剩下只有1102和B2K了,但存在前面我说的那些问题.机器就这几台了,我也不想再买新的,于是,自给自足的小农思想冒了头, B2K兄弟衣服的料子不错,可就是破了个洞,我帮你补上还不成么?

想想即使在短波的顶端,30mHz,分离455kHz的带宽,需要的Q值是30/0.455=66. 制作认真的信号选择回路要产生66的有效Q值,看起来不难;要是频率往低端走,需要的Q值更小.不知道有没有记错?以前听说S350(B2K的海外版),国外的网站有人作该机抗镜像的改造的业务,那是内部修改,估计比较棘手,收费也不便宜.后来,看了一本[射频电路设计](一个老外写的,以前也提过),里面有一些无源的信号预选器的介绍,形式上比较优美,放在接收机前端不错.镜像?!我看你还敢来?

LC回路的空载Q值做到100多,一般没有问题,但是多种因素造成有载Q值大幅度下降,能否保证有所需的66以上的值,我不敢保证.于是最后采用了两个调谐回路级连来提高整体的信号选择性.而且绕制了相对比较大的线圈L1和L2.使用多股塑料导线绕制L1,L2的原因,一方面是为了提高导体的表面积;另一方面,塑料绝缘皮比较厚,造成匝间较大的间隙,也有足于减少线圈内在的分布电容提高Q值,而且我也没有漆包线用.两个线圈我尽力作得一模一样,连引出线都基本一样长,目的是为了尽可能让前后两个调谐回路同步.的广播爱好者网站的FTP里有一个无线电爱好者用的计算器,非常管用!!用于核算调谐回路的谐振,以确定需要多大的电感还有将要实现的调谐范围.另外该计算器还提供有空心线圈的计算,非常方便!这些计算结果,与最终使用结果差异不是很大.我的以前的两个环形天线和一个天线调谐器的制作,都是根据它们计算出来的,差异不是很大.我不喜欢那些磁芯线圈的原因就是我无法去计算,而且我也没有磁芯.空心线圈有一种概念上透明的美.回顾经过这个计算器作的那些东西,觉得计算精度相当于在2米的距离开枪打中一只大西瓜所需的瞄准精度,自己看着办吧,至少不会打到天上去.

全部的电路如图,是我自己定的方案.天线输入端,简单的通过一个电容接进来,我拿不准是否单独用一个天线线圈耦合进来会更好?或者通过抽头部分接入进来会更好?!后两者有助于继续提高有效Q值,但是,我的天线经常长短不一,耦合线圈该要多大呢?抽头部分该从哪里进呢?或许还要一个单独的波段开关来切换天线位置?但这次是试验性质,这样的改进等下一个版本吧.

另外,双级的调谐回路,如果两级的工作出现差异,可能会出乱子,但一直没有搞过双级的,这次就"双"一把,使用中,短波广播区域中部地带以上出现了双峰调谐的现象,越高频率双峰距离越远,但我感觉我做的这个即使最远的双峰实际使用什么太大影响,你自己挑一个峰来玩就可以了.再说只是为了分离镜像,天线信号预选又不是为了精密的调节电台,339军机的天线微调都有双峰调谐现象,我怕什么?

电路中的波段开关,同步的接换两个线圈的抽头,我这次只作了3档,实际使用表明,一档工作在5mHz以下,二档工作在10mHz以下, 三档10mHz以上.因为一开始报着试验的心态去做的,可能这个划分还不是很合理.另外,这个波段开关,实际上有可能增加了前后两极调谐回路的分布电容的存在,还有其他的杂散分布电容,造成两个调谐的不同步.这个波段开关是地摊上买来的,有4连,我两连合作一连来用,这是从军机上学来的,可以极大的提高接触可靠性,以前制作的一个天线调谐器没有这样作,导致切换时咔咔响,很讨厌!

L1,L2两个线圈,相对体积比加大,相互呈90度放在屏蔽的金属盒子里,这次制作的内部比较紧张,或许外壳壁和其他元件的存在对线圈的电感也会有一定影响.加上制作的试验性质,对电路走线预留比较保守,内部显得有点乱.或许还可以改进以提高性能.

可变电容是2x365p的古老的电容,好不容易弄到的.这次作的装置,从波段开关到电容到线圈,比以前粗夯稳重多了,感觉很舒服,个人感觉,短波和中波,电子技术不行,机械来弥补,只要玩大,玩重,都不会错的.现在我转动旋钮和开关,手感就很不错!

说了那半天,效果如何?效果当然不错啦!!不然发什么贴!!

测试,3米鱼杆天线,金属窗框加接小段沿墙下垂的导线成为地网,短线非屏蔽直接这个天线信号预选器.75欧姆屏蔽线输入有可能导致前一级失谐,因为75欧姆屏蔽线每米有数十p的内部分布电容存在.这也是为什么有些资料强调天线调谐器必须最接近天线一端就是这个道理.同理,输出的部分最好也要考虑阻抗匹配的问题,但这次就不求那么完美了.我用的连线都比较短,严格的匹配不管它了.天线信号从预选器出来,再接入B2K后部的天地线端口.

哇!!世界终于安静了下来(参见周星驰的片子).那些唧唧歪歪的假信号没了!!B2K变得和2次变频机一样的效果,没台的地方安安静静,有台的地方该唱的就唱,该叫的叫!而且唱得叫得比以前纯净了许多.不接这个预选器,B2K收强台,还夹带很多唧唧呱呱唧唧呱呱的像苍蝇一样的杂音和窜台,用它的衰减器和低通滤波器都销不掉,但是,有这个外接预选器,一棍子打下去,老实了,满意了,B2K真是我们的好兄弟!!!

比如说,临晨3点左右,B2K直接用天线收,听到5195有俄语台, 5195非米波段,何来广播?!我打!摸到上游5195+910=6105处,发现源台.接预选器,调B2K收5000的时标台,预选器调到与之谐振处.再调B2K往5195假象点,丝毫没有电台!!镜像被完全排除!!同时,5000-5100附近的正常广播电台依然存在,当然需要微调一下预选器以找到信号最强点.这个预选器的调谐锐度,大概相当于它的旋钮扭动5-10度以内的程度,大概10-15度以外完全抑制掉不想要的信号.

后来又测试了临晨3:00多的BBC,15440,传播信号一般.B2K不接预选器,14490可以收到镜像,而且附近还有一些不该存在于该处的广播,接预选器后14xxx那一带很少有广播电台,感觉和2次变频机器差不多.

即使配合2次变频的DE1102一样收到了很好的效果,提高了短波信号的纯净度,本地的中波强台再也不会进入短波.特别是在两机的带宽打到宽带的时候,更加明显的发现预选器的作用,杂音少了很多.

这个天线信号预选器,使用3米鱼杆天线存在一定的信号衰减,大概造成B2K信号少2格的样子(b2k显示两格其实就是一格).不过不要紧,这次回农村收听,谁还用3米天线这么寒碜的东西?还有,使用这个天线信号预选器,地网的作用比较明显,虽然我的窗框地网比较简单,但是接上可以提高信号强度.

这个天线信号预选器,目前还有一些展望:

(1)电路和结构上作进一步优化,以更加提高性能,包括阻抗的匹配,Q值的继续提高,波段选择的优化等等.

(2)考虑设计制作只用单级调谐回路,把精力用在提高有载Q值上.双级调谐有可能虽然好,但有可能引入新的不确定因素.

(3)甚至考虑延伸到中长波段,我那个VOLVO车机收中长波,镜像问题也是水深火热啊!

(4)这个天线预选器,还有个很大的问题,就是依然会产生误判.比如说B2K定在刚才的5195俄语台不动,该处不应该存在广播,然后随意的旋预选器的旋钮,B2K在5195就会出现俄语广播,这不是预选器没有起作用,而是预选器在前段谐振在源点台的6105处,它的镜像就是5195,B2K在后方又谐振在该处,当然收得到了.所以,使用这个预选器,必须与收音机有一定的同步才行.比如,接收60米波段,可以用5mHz的时标台来定位,5000处它肯定不是镜像,预选器调在与之谐振处不动,然后B2K在60米波段内自行调台即可,必要的就重新微调预选器使波段内的电台最强.实际上,军机的天线微调还有PL550的所谓最佳短波灵敏度开关也就是各个意思.不过PL550的只要在一个米波段内调好就不用再调了,我做的这个,Q值肯定比Pl550的高(废话,这么大的体积Q值能不高么?嘻嘻嘻~~~),只不过我还没有标定我的预选器的谐振范围罢了.下一个版本解决这个问题,或者每一个广播米波段使用一个档位,这样就不会找成误解.其实一开始我试验这个预选器的时候,还真的蒙了,以为是个失败之作.

好了,这次国庆长假,带上B2K,有得玩罗!坚决不买新机!

原回复:

自制短波长线天线频率预选器----成功消除B2K之流的镜像 cyclist163 2004年9月20日 9:40:26
- ahuama 2004年9月20日 9:44:01
- 精辟 sw1122 2004年9月20日 9:53:02
- 写得好。来自239 2004年9月20日 9:57:41
- 喜欢看。 Arvin 2004年9月20日 10:02:03
- 好文，受精！ GJ 2004年9月20日 10:16:34
- 玩接收，就是要往预选和天线那边靠！ Jambalaya 2004年9月20日 10:19:32
- 做工漂亮，文章通俗易懂，整得俺这只有拉日光灯水平的人心也痒痒想试一试。约拿 2004年9月20日 10:21:48
- 牛阿 dadao23 2004年9月20日 10:23:53
- ? hanan 2004年9月20日 10:29:41
  - 算通带的方法。Ｑ＝６６能使３０±０.４５５范围的信号全部通过。 xyz^_^ 2004年9月20日 10:43:35
    - 后来又有想了一下,对付镜像可能不用那么高的Q值,Ｑ＝33能使３０±0.91范围的信号全部通过就可以了,大家觉得呢?看来PL550那个最佳灵敏度开关还是比较容易实现的.不知道PL550抗镜像如何? cyclist163 2004年9月20日 11:45:51
      - ±0.91处才下降3dB，镜像几乎无衰减啦。 xyz^_^ 2004年9月20日 11:51:19
        
        3DB是多少?1000倍啊?还不够?镜像这么拽!也是哦,还有个矩形系数的问题,多削点也好.多谢啦!! cyclist163 2004年9月20日 11:56:35
        
        3DB是1000倍？！？！？！？！ macrohard 2004年9月20日 12:20:45
        
        卧倒！ xyz^_^ 2004年9月20日 12:48:52
        
        紧跟版主卧倒 leowood 2004年9月20日 12:57:04
        
        你也来捣乱！红色电波 2004年9月20日 13:00:37
        
        卧啥卧？不对就直接指正！红色电波 2004年9月20日 13:00:06
        
        点燃ＴＮＴ膨胀１０００倍！抱头鼠窜，卧倒！ xyz^_^ 2004年9月20日 13:03:34
        
        也仅仅60分贝... 红色电波 2004年9月20日 13:26:37
        
        跟ｘｙｚ卧到准没错，不用问为什么 leowood 2004年9月20日 13:06:09
        
        再卧倒！ xyz^_^ 2004年9月20日 13:08:47
        
        20log leowood 2004年9月20日 13:14:04
        
        如果是电压传输：20logX=3dB logX=3/20=0.15 X=1.41（倍）。？？？红色电波 2004年9月20日 13:15:11
        
        常识问题而已，6ｄＢ倍程的ｒｃ的性能会什么样子，何况3ｄｂ leowood 2004年9月20日 13:17:34
        
        -3 dadao23 2004年9月20日 13:36:23
        
        哦！20logX=-3dB logX=-3/20=-0.15 X=0.7 红色电波 2004年9月20日 13:43:16
        
        准确应该是0.707的说，呵呵 leowood 2004年9月20日 13:48:25
        
        更确切sqrt/2,物理树 dadao23 2004年9月20日 13:50:54
        
        0.7079457844 红色电波 2004年9月20日 14:03:52
        
        &n xyz^_^ 2004年9月20日 14:13:34
        
        I like your sense of humor. 红色电波 2004年9月20日 14:18:45
        
        3是从2来的，算来算去0.707就变成0.708了。 Jambalaya 2004年9月20日 14:39:30
        
        原定义是功率比，系数是10，因为牵扯功率电压转换才有20的说法，还是10看着习惯些吧，-3=半功率 dadao23 2004年9月20日 13:49:19
        
        哦！谢谢指导！红色电波 2004年9月20日 13:54:41
        
        言多必损，又矫枉过正了... leowood 2004年9月20日 13:57:53
        
        原定义就是针对功率的 dadao23 2004年9月20日 14:00:12
        
        俺已经洗心革面，重新做人了 leowood 2004年9月20日 14:03:47
        
        那就把欠我的77A直接还给老糊吧 dadao23 2004年9月20日 14:06:20
- 这种方法我前几个月试过，在频率高端基本没有什么镜像抑止作用。在几个M的频率上还是不错的。要抑止镜像3dB衰减不够的非常 macrohard 2004年9月20日 11:58:45
  - 这取决于调谐回路的实际q值.确实高端性能会下降一点,不过还是有效的,但你有没有出现过我文末写的那个"误判"的问题?而且我开始是按比较窄的带宽来计的.15Mhz以上,线圈的圈数很少,只有3圈左右,线圈的引出线可能都带有感性而影响Q值.我正是考虑到了一系列因素,最后决定采用双级调谐的,双级调谐可以减少通带,降低矩形系数. cyclist163 2004年9月20日 12:23:02
    - 电感Q值在那里摆着，相对带宽就那么大，频率高端绝对选择性提不上去。对于没有预选和跟踪的数调机还是很有效，高放非线性压力减轻了。 Jambalaya 2004年9月20日 12:43:01
      - 电感Ｑ值和槽路有载Ｑ值是２码事，特定电感的Ｑ值是一定的，但是槽路有载Ｑ值必须根据情况进行取舍设计，既要兼顾选择性又要兼顾传输系数！过高的有载Ｑ值将使传输系数大大下降，严重影响灵敏度！另外有载Ｑ值不能超过电感Ｑ值的１／２，否则设计和实际会严重不符。所以有载Ｑ值达到３３已经非常不错啦！ xyz^_^ 2004年9月20日 12:59:03
        
        所以要调谐高放，还要３级 leowood 2004年9月20日 13:21:10
        
        要是没有记错的话，你好像是反对的 dadao23 2004年9月20日 13:26:54
        
        这个东西的确对收音机噪声压制很不错，但这恐怕是因为压制了带外强信号。对于镜像干扰改善效果在其次，或者说LC回路基本没有作用。 macrohard 2004年9月20日 13:24:03
        
        实际仅起衰减器的作用？跟ｂ２ｋ的低通滤波那样？ xyz^_^ 2004年9月20日 13:34:58
        
        带通，比低通效果好多了。 macrohard 2004年9月20日 13:38:56
        
        这么惨啊?!555~~555~ cyclist163 2004年9月20日 16:03:45
- 好！红色电波 2004年9月20日 12:10:29
- 广播爱好者论坛就应当多发这样的文章 yccui 2004年9月20日 12:17:40
- 研究学习！香阁里拉 2004年9月20日 12:21:52
  - 售完精，说说能够如虎添翼画龙点睛的地方：５１Ｐ的耦合电容过大了，会造成严重的双峰，没有仪器的情况下调准了一个峰，结果另一个峰跑去了爪哇国，可以把５１Ｐ拆除，直接利用两个线圈之间的互感耦合就足够了（线圈可能不能垂直放置了）。波段开关把部分线圈短路会严重影响另一部分线圈的Ｑ值，其实不用波段开关比较好，肯定能覆盖５.５～１８兆。２个线圈从离地５匝抽头，天线入和输出都接到抽头上比较好。以上纯属纸上谈兵。 xyz^_^ 2004年9月20日 13:32:54
- 又看了一遍，做工真是好极了！ xyz^_^ 2004年9月20日 13:43:27
- cyclist163朋友是对接收天线和天线放大器很热情的，大家应该大力支持！红色电波 2004年9月20日 13:53:50
  - ９４９４，坛子里实干家贼少，评论家贼多！严重支持实干精神！ xyz^_^ 2004年9月20日 14:02:15
    - xyz卧倒又立起，俺也只能拍拍灰尘跟着站起来了 leowood 2004年9月20日 14:05:34
    - 我跟他打过交道，上海的... 红色电波 2004年9月20日 14:07:18
- 俺来画龙点睛，如果为了减少带外干扰，提高动态，用这个电路爽极，如果用来对付镜像，把带通改成带陷更牛比的说 leowood 2004年9月20日 14:00:59
  - good idea! xyz^_^ 2004年9月20日 14:15:20
  - 哦，都是隔那么远，带通带阻幅频响应只差不同吗？ Jambalaya 2004年9月20日 14:21:53
    - 不是带阻，是带陷，就象一段导线，短路线 leowood 2004年9月20日 19:58:53
      - 差不多吧，无非是串臂并联谐振或者并臂串联谐振；要么，上变压器桥T或阻容桥T吸收回路，但可调陷波点搞得那个电阻也不是太好办。 Jambalaya 2004年9月20日 21:02:59
- 做工非常精致！康桥 2004年9月20日 14:37:08
- 一下子这么多人跟贴!!非常感动!!我这里总的回复一下吧:关于dB的问题,我很旧没有接触了,需要再学习一下,我会弄清楚的.另外各位的建议和讨论我都记在心里了,必要的时候会再下一个版本作改进.另外那个51p的电容可能是大了点,我看人家好像也就用几个p的.广播论坛对人促进很大,再度感谢各位!!!! cyclist163 2004年9月20日 15:53:00
  - 双谐振回路间的耦合电容取值与预选频率有关，可以用filter solution等软件设计仿真一下。频率覆盖太宽的情况下，有些指标难以兼顾。 Jambalaya 2004年9月20日 16:12:22
    - 诺得，大家好好学学Filter solution，pSpice和Matlab的信号处理工具箱这类工具，在设计过程中可以避免不少弯路。 macrohard 2004年9月20日 21:34:47
- 个人观点！对军机没有任何用处，DIY精神可嘉。松夫 2004年9月20日 20:31:14
  - 同意松夫观点！多提倡DIY精神！王参谋 2004年9月20日 20:57:10
  - 异频全双工情况下还是少不了预选器。 Jambalaya 2004年9月20日 21:05:39
  - 加到SSD004B、SD007A等数调军机有明显的降噪音作用阿里巴巴 2004年9月20日 22:07:55
  - 军机当然不要用啦,339最前端就是天线微调,后面两级高放,两级高放穿插3连高放调谐.听说更好的军机还有八连,军机当然是帅锅啦!!B2K是老农,弱势群体,需要关照! cyclist163 2004年9月21日 1:19:41
    - 不曾想用四联有机可变来做在２０００内部？至少体积小携带可以一体化？ richhardlu 2004年9月21日 1:31:34
- 强。 soil 2004年9月20日 21:24:06
- NB到部敢想象货比货 2004年9月20日 22:13:46
- 顺手抬一下初夏 2004年9月20日 22:17:38
- 只是收台时,操作太麻烦,还得有技巧! sxtyzjm 2004年9月20日 22:34:35
- 这个更有效 hanan 2004年9月21日 7:17:30
- 制作困难了些，那些骨架和电容买不到寂寞守听者 2004年10月30日 11:37:00
- 这个线路早已修改了,效果更加提高了.正如高人们所说,短波高端Q值还是不足以抑制镜像,但是9M以下还是明显抑制了镜像,同时中高端频率下也明显改善了B2K的信噪比.新的线路我会继续发帖上来补充的. cyclist163 2004年10月30日 12:06:17
- 顺便问一下，那种陶瓷波段开关在哪里能弄到 nomad 2004年10月30日 13:17:49
  - 专业的电子市场很多.陶瓷的是我在地摊买的旧的. cyclist163 2004年10月30日 13:33:12
- 顶！不过有一点不明白，为什么是“分离455kHz的带宽”？AM中一个台带宽不会超过10k,这个455k只是中频的频率，又不是高频（或中频）的带宽。麦田守望兔 2004年10月30日 13:28:24
  - 这个装置的初衷是为了消减镜像,原以为只要能够挡住几百Khz外的镜像也就可以了,这个不是精确的选台器,只是预处理.事后发现,这个装置在提高信噪比上的价值比减弱镜像更为有价值.正如上面的一些前辈说的一样.我在试验修改过程中,每每想起此贴里的讨论,感慨很多,确实得到不少帮助,感谢大家了. cyclist163 2004年10月30日 13:38:34
- 好文章猎枪 2005年2月4日 17:52:01
- 现在该有更大收获？请介绍！寂寞守听者 2005年2月4日 18:17:31
- 有什么新的改进吗? xitonghan 2005年2月5日 0:33:48
- 51PF是否太大了,试验一下搞个1P2P是否更好. SHOUYINJI 2005年2月5日 1:08:32
- 是不是1103就不用这东西了？ skykk 2005年2月5日 9:52:20
- 我想做一个5mhz到25mhz的带通请哪位大侠给个指点 xitonghan 2005年2月8日 23:25:38
- 闲来无事,做作看农村户口 2005年2月9日 11:45:40
- 说说这个效果到底怎么样？可否简化？ xitonghan 2005年2月9日 18:05:34
- 很久没有看到这么令人感动的贴了！往日情怀 2005年2月9日 22:07:01
- 顶起一年前的帖子 xitonghan 2006年2月1日 18:54:52
- 看来半天想问一下，de31天线对于镜像的抑制有没有用处？ klause 2006年2月1日 23:04:35
- 哎有受精啦 weiorient 2006年2月2日 0:23:08
- 自制短波长线天线频率预选器----成功消除B2K之流的镜像 ice0001 2010年11月22日 0:20:07
- 自制短波长线天线频率预选器----成功消除B2K之流的镜像 leekw 2010年11月22日 0:38:28
- 自制短波长线天线频率预选器----成功消除B2K之流的镜像 HQC 2012年7月17日 14:20:07
- 高人！森林 2012年8月10日 19:14:51

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