| 从矿石收音机到单片十波段集成电路CXA1619
直放式和超外差收音机单元电路介绍---再生及来复式单元电路分析 |
 |
|
| 早器半导体收音机中常用的一种金属制空气单联可变电容器 | |
|
|
| 收音机再生电路分析 |
在简单二极管收音机和加低放的收音机中，天线收到的微弱信号经过调谐回路送到检波器，检波后酌音频信号送至耳机或进行低频放大，以便在耳机或扬声器中发出更大的音量。需要说明的是，调谐回路选出的高频信号一般都比铰微弱，直接由二极管检波存在很大缺点。由于二极管的非线性特性，小信号工作在二极管非线性伏安曲线的起始区域，会使信号在二极管中受到很大抑制。因此，二极管收音机的灵敏度很低、只能收到附近强力电台的播音。虽然在检波后可以加上放大级，但是除了能使收到的强力电台有较大的音频电压输出外，远地电台和弱电台信号则没有什么音频输出电压方面的改进。
为了解决这一问题，方法就是在检波器之前加入高频放大级，将天线收到的微弱信号首先进行放大。加入高放的突出优点是初步改善收音机的灵敏度与选择性。也就是说可以接收到微弱(较远距离)电台的信号和具有从许多电台信号中选择出所需电台信号的能力。
显然，一个收音机特性的改善主要不是对天线和低频放大级提出过高的要求(例如加长加高天线和增加低放级数等)。一个收音机的性能好坏主要与其高频电路有关，进一步的改善电路是在高频放大式收音机的基础上加入再生与来复式电路。
图1是简易半导体收音机中常用的一种再生电路。 |
由—般天线接收或磁性天线感应所得到的高频信号经CA传到L1C1组成的调谐回路加以选择后，在回路两端取出所要收听的电台信号。由于晶体管的输入阳抗比C1L1调谐回路的阻抗低，如果把它们直接联接起来，信号将不能很好地传输，效率很低，所以从L1C1选出的高频倍号，需要通过变压器(即磁性天线)耦合到晶体管的输入端，使它们的阻抗匹配。经过变压器后，在次级线圈L2上得到的高频信号，一端加到晶体管的基极b，另一端通过C2加到发射极E。
由于晶体管的放大作用，在它的集电极的电路里的负载电阻R3的两端，便得到放大了的高频信号。放大后的高频信号，有一路经过负载R3和电源E回到发射极E完成回路，从R3上取出的信号电压加到下一级放大器上去，另外还有一路放大后的高频信号，从集电极C经C3L3到公共地线，回到发射极e。
由于L3和L1同绕在—根磁棒上，所以通过L3的这部分高频信号就通过耦合又回送到放大器的输入回路。该回路的高频信号便得到进一步加强。加强后的高频信号，再送给晶体管放大，放大后又反馈到前面的输入回路，这种过程反复进行的结果，使信号大大增强，这种过程就称为再生。起再生作用的这部分电路就叫再生电路。
当放大后的高频信号反馈到输入回路LlCl时，这个回路的原有阻抗R K就发生变化；反馈信号的电流感大，阻抗RK就越小，同时回路的品质因数QK就越大，选择性也越好。当然，由于再生反馈，放大电路的放大能力也有提高，收音机的灵敏度将有很大改善。但当接收的高频信号很弱、而再生反馈信号过强的时候，会产生振荡，出现啸叫声。这个电路的工作状态就不稳定。因此所加的再生反馈信号要有一定的强度限制。
有多种方法可以控制再生的强度。图中是用调整半可变电容器C3的大小和调整L3与Ll间的耦合松紧以及L3的圈数，来控制再生反馈的强弱。当C3加大，L3与L1耦合加紧，L3的圈数增加时，再生就强，反之，再生就弱。 |
图1 再生电路原型 | |
| 上面分析的是再生的一种形式，在半导体收音机中应用的还有很多种再生电路形式。归纳起来常见的有以下几种。 |
 图2 |
一是通过电容耦台，送至电感线囤L3中去。L3可以是一个独独的线圈，亦可从L1中抽头，如上图中的C3、L3。另一种是通过高频扼流圈耦合，串以电感线圈，或采用高频变压器，由初级耦合到次级，然后再送到输入端实现再生，如左图的L4及右图的变压器B。有的收音机同时采用上述几种线路，组成混合再生电路，实际上上面俩个电路就是早器收音机里常用的混合再生电路。其中左图中的外接天线是采用自耦变压器式的耦合方法，从再生头处引出。这种方法比单独电容耦合或电感耦合为好，不仅提高了灵敏度，而且兼顾了选择性。
采用再生电路原型所示的再生电路收音机，其灵敏度在整个波段范围内是不均匀的，往往频率高端的灵敏度高，而低端灵敏度低。这种收音机的再生度是不能凋到高低端一致的。照顾了低端的灵敏度，则高端就要产生再生啸叫。反之，若照顾了高频端的再生稳定性，则低频端的灵敏度又将偏低。总之，要求全而照顾，很不容易。
原因在哪里呢？由电路分析可知：这主要是由于再生电路中的电容C3所造成的。频率越高，它的容抗越小，反馈量越大，频率越低则相反。这就造成波段内灵敏度不均匀。
为改变这一弊病，可增加电感性反馈支路，使得低频端反馈量增强，以提高低端灵敏度，使整个波段内灵敏度基本一致。下面以上图2左图为例，介绍创造再生均匀的方法。 |
 图3 |
图2左与图1所不同的地方，是在高频扼流圈和负载电阻R3之间串入了一个专为提升低端再生的反馈线圈L4。因为在收音时高频端和低频端再生不均匀，往往低频端显得较弱些。高频扼流圈对高端而钡信号的抑制比对低端高频信号的抑制要强得多。所以低端的高频信号能比较多地到达L4起到反馈作用，从而使L4起了提升低频端再生的作用。
线圈L4在磁棒上的具体位置如图3所示。实践表明，它对高频端的再生强弱影响很小，而对低频端的再生强弱却非常灵敏，因此调节起来很方便。调节的步骤是这样：
首先调节再生电容器C3，使高频端再生适当。然后调节L4反馈的强弱、即移动L4在磁棒上的位置，使低频端再生适当。这样反复调整几次，就能达到整机高低端再生均匀适度。在调节过程中，如果L4反馈过强或过弱，移动其位置不能达到满意时，可增减L4的圈数。一般L4为3—5圈。高扼圈的电感量对再生的均匀度也有一定影响，它的电感量约在2.5—3毫亨uH之间为宜。 |
 |
| 图4 |
还有一种再生均匀的电路，其效果也很好。前面已经指出，灵敏度不均匀，主要是C3(图4左)对高低频容抗相差很大所引起的。针对这一点，加大C3的容量，并且串联一个电阻R，这样—来就变成低领端再生较强，高额端再生较弱。对此再在C3、R 上并联一只电容C，只要仔细调整R、C，即可使再生很均匀。C3一般可用60—100微微法电容器，R一般在15干欧~35千欧之间，C用4.5/20微微法的半可变电容较为方便，图中的参数值仅供参考。
调整时，C先预置于最小容量位置，R用50千欧电位器代替，置于高阻抗位置。先调节电位器。使低频端刚出现再生，然后调节C，使高频端刚出现再生。这时低频端再生可能略有加强，要多次调整R和C，才能获得良好的再生均匀度。调整好后，拆下电位器测出阻值，换上阻值相等的电阻即可。 |
| 来复式单元电路分析 |
在简易型半导体收音机今，几乎无一不采用所谓来复电路。下面我们用图5说明来复式电路的工作原理。
由天线接收到的高频信号，送进由高频管担任的高放兼低放电路进行一次高频放大，放大后的高频信号送给检波器进行检波，检波后所得的音频信号又返回到该电路的输入端，由它再作一次低频放大，然后送给耳机或扬声器放出声音。图中的虚线和实线代表信号在收音机中传送的途径。
这种用一个放大电路反复放大信号的方式叫来复，实现这种来复的电路称来复电路。它的最大优点是充分发挥晶体管的作用，使—只管子起到了差不多俩只管子的作用。 |
 |
图5 | |
 |
| 图6 |
图6分别为简易型和超外差式半导体收音机中常用的来复电路。加了来复电路后约使灵敏度提高10~30倍，若同时加再生电路可提高灵敏度80~90倍。因此在简易型半导体收音机中有很大的实用意义。
在这种电路中的高放管BGl既担任高频放大、再生，又兼低频放大，看起来似乎很复杂，容易混淆不清，其实不然。高、低频信号是各自有其归向，互不相干的。比如在图6左中，高频信号只能向C3、C5的方向走，而不会通过高扼圈L；低频信号则只能走高扼圈L而不会通道C3和C5。这是因为高扼圈的电抗为ZL＝2 fL，对高频呈现很大的阻抗，可视为开路，对低频则呈现很小的阻抗，可视为短路。电容器的容抗为Zc＝1/2fc，对高频可视作短路，反之对低频可视作开路，这样就保证了来复电路的正常工作。
从图6左中不难看出高频放大及低频放大增益是由电位器R来控制的。电位器接在9018的基极电路，一方面作检波负载，另一方面又作音量控制。它不仅控制高频放大增益，而且也控制着低频放大增益。当电位器顺时针方向转动时，动臂靠近9018的基极，使基极端偏压增大，则输出也大，反之音量减小。从而达到控制高放和低放增益的目的，显然也控制了再生的强弱。 |
