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666 19-06-09 06:25


原作者:HecklerKoch

  二次变频接收机的第一中频选择,是很多元的。

  高性能接收机,一般都采用了90MHz,70MHz等很高的第一中频。如此高的频率,保证了收信机有最强的抗干扰能力,能够匹配信号很丰富的大型天线。

  民间普及的高性能收音机,比如7600GR,DE1103,PL600等,则普遍采用了55.845MHz的一中频。这个频率虽然稍低一点,但也在在短波多数电台频率的一倍以上,也有较高抗干扰效果。而且这个频率上的一本振,还能通过内差,用来接收航空波段,节省了安装航空波段的成本。

  总体来说,这类高级超外差接收机,一中频多在接收频率的一倍以上。 如果一中频不超过一倍,则可能受到二阶项的干扰。比如中频选在36MHz上,那么由18MHz强信号产生的二次谐波,刚好达到36MHz。更常见和严重的情况是,只要有两个信号相加等于中频,就会产生出中频干扰。比如17.5MHz与18.5MHz同时进入混频器,相加产生36MHz。 又有17MHz与19MHz……,短波段有众多的电台,这种干扰也就千头万绪了。

  理论上,中频选择在接收频率一倍以上,就能避免这类二阶项的干扰了。这就是高性能中短波接收机,大多用60MHz以上中频的最主要原因。当然,单靠这种频率选择,还不能排除所有干扰,非线性器件还会产生三阶项干扰等。 不过这这些更适合用其他手段避免,比如提高了器件10倍动态范围,能减少100倍二阶项干扰,更能减少1000倍三阶项干扰。所以这些更高阶的干扰,更适合在滤波,混频,高放,AGC等性能上着手处理。 

  一些低价二次变频收音机,牺牲了一些性能,采用了10.7MHz的一中频。由此成本会明显下降,一般售价只有高中频收音机的一半以下。

  从中频设计上看,10.7MHz的中频,可以使用广泛的FM机和对讲机中频零件,这些零件价低而量足。对于数调机来说,不太高的一本振频率,也就可以使用频率较低的PLL和数字电路,节省成本。 

  对于模拟调谐收音机,可以使用一个10.245MHz左右比较稳定的LC振荡器,作为可调的第二本振,进行频率调谐(因为这种频率不算高,调节范围也很小,而且只用这一个LC振荡器,所以稳定度可以设计的较高)。 而一本振则可以采用很多颗晶振切换(过去四五十MHz以上晶振很少见,低频晶振成本也高。而在个本振范围里,刚好能够采购和制作很多低价晶振。)直接提供稳定的一本振。从而整体上实现很高的频率稳定度。这种稳定程度,对于一般模拟调谐当时来说十分难得。

   这种一本振固定,用二本振调谐的电路,叫做“科林斯”电路。(最早的版本,可能是美国科林斯公司50年代推出的R390收信机,但是其一中频很高,也有更完善的调谐滤波系统等,性能十分优异。)

   索尼在80年代初把这种电路的一中频降到10.7MHz,用在7600,8800等二次变频收音机和随身听上。(或许还有更早的收音机,但我很少关注这些,不太清楚),国内德生在90年代末,20世纪初推出类似产品,不过成本压缩严重,效果不好。 早期推出的R9700,官方起名叫“超级短波王”,由于短波一中频采用FM机用的滤波器,因为带宽不足,大概只有300KHz左右,导致米波段上下灵敏度严重跌落,同时也伴有一些谐波啸叫。 第二代的“十年磨一剑”的9700DX一中频使用了调谐的LC回路滤波,改善了均衡性,并且灵敏度大幅提高。不过这也让啸叫变得更加严重,被人们称成为“超级啸叫王”,这称号绝非浪得虚名! 估计收音机历史上也无出其右。

  从原理上说,一中频如果靠近接收频段中间,最容易产生啸叫。

 其种分析可以参考此文:

 《R9700DX短波啸叫问题浅析》

  w关心ww贫困.leowood.人民net/tesun158.htm  

   德生官方宣传“9700的二次变频的抗干扰能力更强”的语句,实际上只能局限于镜像干扰。由此中频带来的众多啸叫,严重压倒其他干扰途径。让“抗干扰强”的概念,变得名不副实。

 这些啸叫很难清除,存在于一中频前后的各个环节里,对于业余制作来说,更加难以全面处理好。

 即使是过去制作精良的军机,一般也不会采用较这种不高不低的一中频。如果成本无法实现高中频,就宁可使用较低的频率,比如239收信机,使用了1.335MHz的一中频, 222收信机采用600KHz的中频。

 适当的降低一中频的频率,是降低啸叫行之有效的手段。 尤其是中频低于接收频率对低端的一倍以上,就能避免多数的啸叫。

 我为了优化广播段接受效果,专门研究了一下米波段的分布,据此选出了了2种中频频率。分别是2.6MHz,和1.5-1.55MHz的范围。这两个频率的优点是,在米波段之内,基本没有广播镜像象干扰,谐波干扰也很少。  其中2.6MHz的中频,第二变频最好用内差,这样二本振的所有谐波,都能避开广播段。

总体来说,如果采用了较低的一中频,对于镜像干扰,互调干扰,阻塞干扰……等等,先天抑制效果就不太好。 所以就不能像高中频收信机一样,在前级直接处理宽频带信号。

 幸好,因为其中频不高,可以用普通的双联,三联可变电容,来设计精密的跟踪调谐回路。 配合了这种优良的窄带滤波器后,整机的性能还是可以做的比较高的。甚至在噪声,灵敏度等方面,能媲美高中频接收机。 而其抗镜像干扰等性能,又比一次变频机强很多。所以这种中频的二次变频机,很适合业余制作。

 收音机是一个系统工程,优选的中频频率,只是提供了一方面的基础。 还需要其他严谨设计配合,比如平衡混频器,线性放大,AGC,高Q线圈制作等等。 这些都是比较大的专题,以后有时间再说吧。今天最后的几百字,说一下二次变频的调频接收机畅想。

 市面的调频收音头,普遍都是10.7MHz中频,因为这个频率,刚好能排除调频段的镜像干扰。  近几十年来,高性能收音机市场萎靡。新发展的收音机技术,也都是用于普及性方面的。高级调频收音机几乎完全停止了发展。  另一方面,现在电磁环境大为不同,电台远比过去密集,而且电器干扰增多。 都需要调频头能提供更强的抗干扰能力。 经典收音头电路选择的10.7MHz这个频率就显得有些力不从心了。

  10.7MHz可以抗镜像干扰,但却不能排除其他一些干扰,比如一些二次项干扰。

 随便找一个电台较多城市举例,比如在广州,有87.8MHz华夏之声,还有98.5佛山音乐台。 这两个电台刚好相隔10.7MHz。当调谐回路在90多MHz时,这两个电台几乎没收到多少抑制,就都进入混频器,产生中频干扰。 类似的信号还有89.8深圳先锋,和100.5花都广播…… 频率表上密密麻麻,很多电台都相差10.7MHz的频率。还有更多的电台,会产生10.7MHz附近的频率,这就很考验中周的矩形系数。

要想压制这种干扰,单多空联可变电容滤波,是费力不讨好的。 不但抗干扰效果限,而且容易影响信号相位,劣化音质。而且制作成本,体积,空气连采购等都成问题。 很不适合业余条件。

 一个比较好的措施,是使用场效应管优质的平衡混频器等技术,可惜一般收音头连平衡混频器都没用到。

 如果调频采用二次变频,会最大程度提高抗干扰性能。 我统计发现28MHz的频率,是最合适的一中频。在广播段内没有任何啸叫。

总体来说,调频采用二次变频,是个比较理想化的方案。 不过现实也有一些困难,比如数显装置的搭配问题。高中频的窄带中周,制作起来有些麻烦。不过这些问题,经过耐心设计,也都能解决。 如果要制作精品收音机,可以考虑这种方案。


原回复:

  • 转贴雄心壮志网友的文章,版权属于雄心壮志 HecklerKoch 2019年6月9日 6:25:20
    • 二次变频接收机 hanzhg 2019年6月9日 22:50:02

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