调感式全波段高灵敏度收音机
本机采用自制可变电感器(又称PVL)选台,它与调容收音机比较,有如下优点:(1)灵敏度高;(2)选择性好;(3)防震性好;(4)坚固耐用。
本机的波段如表1所示,静噪灵敏度如表2所示。
可变电容器转半圈已转完一个行程,因此短波—般要分9~12波段,台与台之间的距离才觉得足够。而可变电感器要转4圈半才转完一个行程,把短波分为5个波段,台与台之间的距离已足够,波段分得太多,台与台之间的距离过宽,反而觉得不习惯、不舒服。
收音机的收音效果主要不是表现在音响效果上,而是表现在收台多少。特别是在偏远地区,收台的多少由静噪灵敏度决定。如果静噪灵敏度以分贝(dB)为单位,测试的dB数越小,表示静噪灵敏度越高,收音效果越好。由表2可见,本机的FM及短波(SW)波段的静噪灵敏度相当高。本机的中波表现一般,原因是本机作试验用的机壳不够大,所用的中波磁棒小而短。如果机壳大小足够,能安装长而粗的磁棒,那么其静噪灵敏度的数值完全可以低至76dB以下。
基本原理
大家知道,由电感L和电容C组成的调谐回路,其固有的振荡频率fo由下式决定:
fo=1/2πLC
可以看出,无论改变L或C都可以改变回路的固有频率fo,当固有频率与 由天线输入的某电台的信息中的载波频率相同时就会产生串联谐振,就可以接收到这个电台。
由L和C组成的调谐回路还有一个很重要的参数叫品质系数,又叫Q值,Q值的计算公式是:
Q=2π5L/R或Q=1/2π5CR
式中R是回路的电阻值,如果两回路的R相同,则L大或C小时Q值就高。Q值高则灵敏度高,选择陛好,收台效果好。
左上图是收音机中的:PVC调谐回路,左下图是PVL的调谐回路。
以FM波段为例,调容收音机的Ll—般采用3.5~4.5T的空心线圈。本调感收音机的L2也是3.5~4.5T的空心线圈,但线圈内插有一根可以移动的小磁芯,因此L2比L1大很多。图2的Q值比图1的Q值高。显然,对于调容和调感收音机,如果它们所用的IC相同,收音机电路的设计及调整都处于最佳状态,调感收音机的灵敏度肯定比调容收音机的灵敏度要高,收台效果好。
PWL的结构
图是PVL的结构简图,图中的L是线圈绕组,内插有小磁芯a,小磁芯顶部镶有小铜螺丝杆b,小铜螺丝杆旋入移动片c相应的孔中。小铜螺丝杆顶部有一凹沟,如图3(b)所示,用螺丝批插入凹沟,旋动螺丝批可以旋动小磁芯至适合的位置。移动片嵌有螺丝母,当旋动PVL的螺丝杆d时移动片会移动,使得各小磁芯同步移动,从而同步改变各绕组的电感量。
值得提出的是,本PVL螺丝杆的螺丝纹与一般螺丝钉的单头螺丝纹不同,是4头螺丝纹。即螺丝纹总体由4条独立的螺丝纹组成,螺杆及螺母的截面图如图3(c)所示。这种螺丝纹结构使得螺杆在4个地方控制螺母。因此,通过旋转螺杆驱动螺母移动时,能有效平稳地驱动移动片移动,避免由于螺杆与螺母之间存在的空隙而晃动。并且当移动片停留在某一位置时,移动片能有效地稳定在该位置,从而使得小磁芯有效地稳定在绕组中的位置。实验表明,当接收某一电台时,用硬物敲击PVL也不会走台,这从机械结构的稳定性上保证了频率的稳定性。
电路分析
本机的电路图如前页图所示。三极管的VT2和VT3组成电子并关,代替—般的FM/AM转换开关。由图可见,除本振、高放、输入电路外,其余部分与同IC的PVC收音机电路—样,这些部分不再赘述。本机应用的PVL是自制的,它有6个绕组,各绕组的作用分别是:
FM本振绕组1个:PL4
FM高放绕组1个:PL3
SW本振绕组1个:PL6
MW本振绕组1个:PL5
MW、SW公共高放绕组2个PL1和PL2
在设计和调整调感收音机电路时,与调容收音机电路比较,可能很不习惯,但必须切记的是:牵涉到频率覆盖范围及高放统调的调谐回路中的L及C的地位及作用刚好互换。现以FM说明, 再举一反三。
图5和图6分别是PVC和PVL的调谐回路。可以看出,C9对应L1,PL4对应C3,L8对应C1和C2。在调整时,图6和图5的调整方法也刚好相反:
低端:左上图调L1,左下图调C9;高端:左上图调C2,左下图调L8;中波调整:PL5,T3和C10组成本振调谐回路,在正确选择C10值的情况下,最低点频率可通过调PL5的小磁芯达到,最高点频率可调T3达到。高放调谐回路由PL1和PL2以及C7组成。统调的办法是:在正确选择C7值的情况下,低端调PL2的小磁芯,高端调PL1的小磁芯。
短波调整:调整完中波后,再调短波。由图4及表1可以看出,SW2、SW3、SW4、SW5是依靠改变可变电感绕组PL6的电感量来改变频率,以接收不同电台。在PL6两端通过波段开关S一4并联不同的电感和电容来划分短波波段,相应的短波波段的本振调谐回路的组成如下:
由于SW1的频率低,必须由中波的本振可变电感绕组PL5和C11组成SW1波段的本振调谐回路。
短波段频率范围的调整
整个短波最低频率点也是SWl波段的最低频率点,这一频点可通过调节C11的数值达到。
使用可变电感连PL6的短波最低频率点也是SW2的最低频率点,在正确选择C12数值的情况下,调PL6的小磁芯位置可得到SW2的最低频率点,而整个短波段的最高频率点也是SW5的最高频率点,在正确选择C15数值的情况下,调微调电感L11可达到这个最高频率点。
前页图右边有一系列电感、电容的数值,采用这些数值就可以获得表1所示的波段。
短波段的高放统调
天线输入的信号通过三极管VT1高频放大后输入IC,现在市面上很多所谓多波段短波收音机,为了节约成本,所有短波段都用同一个电阻或电感作VT1负载,其结果噪声大,静噪灵敏度不高。本机追求的目的是每个短波段的静噪灵敏度都处于最佳状态。因此,VT1通过开关S-2给不同的短波段选择不同的负载,各波段作为负载的电感、电容的最佳数值与具体电路板的分布电感和分布电容有关,应由实验确定,以求达到最佳的静噪灵敏度。图4右边的数值供参考,最佳数值要由实验确定。
输入电路
现代生活环境与各种电器密不可分,由工业及这些电器发出的干扰电波日益严重,这些干扰电波的频率大多数都集中在中波频段,有些地方干扰严重,不能有效地接收中波电台。实验表明,如果由拉杆天线引入中波信号,干扰更加严重。用磁棒及其线圈引入中波信号时,干扰不会像拉杆天线那样严重,开关S—1的目的是在中波状态时,保证由磁棒线圈输入中波信号,本机的磁棒及线圈,仅是作吸收中波电波之用,不起调谐作用。作为VT1负载的PL1、PL2、C7起到调谐的作用。实验表明,磁棒线圈L1并非圈数越多越好,在一定圈数下,会减少干扰的同时不降低灵敏度,L1的圈数由实验决定。
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