FM矿石机检波原理
基于本文仅作为描述FM矿石机的解调原理，故文中包括接收机、频谱等，都尽量使用简约的示意图。近期在矿石机爱好者群体中，FM矿石机是热门话题，许多朋友跃跃欲试。
然而有些对FM广播解调原理持传统理念的朋友，对于矿石机能否接收调频信号感到很疑惑，他们的疑惑不无道理。
我们大家都知道，FM是一种以调制信号改变载波频率的调制方式，它的载波振幅是没有变化的，而矿石机则使用典型的幅度检波器，它只能分辩载波信号的幅度变化，而不能分辩载波的频率变化，用幅度检波器去解调频率调制信号，咋看起来好像天方夜谈，是根本不可能的事情，然而实验证明，矿石机确实能接收FM调频广播信号。
这到底是怎么一码事？
要解开这个迷，我们先来看看FM调制信号的频谱与调制信息之间的关系。
图1为调频信号的频谱，它包括载波、上边带和下边带；
图2为FM接收机的典型通频带曲线。
在许多关于FM调制原理的书籍中都有讲述到，其载波的频率变化与调制信号具有这种关系：载波频率随调制信号的正半周变高，形成载波的上边带；随调制信号的负半周变低，形成载波的下边带；就是说，载波的上边带寄载调制信号正半周的电压信息，而它的下边带则寄载调制信号负半周的电压信息；
载波的频率偏离度正比于调制电压的大小，频率的偏离方向则对应于调制电压的极性。
FM载波上边带和下边带的平均能量密度是一样的；
在图2的典型FM接收机中，载波频率被调谐在接收机通频带的中间，载波的上下边带则平衡地落在接收机的通频带内，最后交由鉴频器解调出调制信息。
图3是FM矿石机电路，它由一个幅度检波器和一个单调谐回路组成；我们必须把回路的Q值做得很高，使回路具有十分尖锐的响应曲线。
图4为一个高Q值谐振回路的响应曲线；假设我们把这个具有十分尖锐频率响应的回路调谐在一个FM广播频道上，并且刻意把这个回路的谐振频率略为调偏，让该FM信号的载波频谱落在回路响应曲线的斜边上。如图：
图4：高Q值谐振回路的频率响应曲线
及FM广播信号频谱分布在谐振回路频率响应曲线斜边上的位置
于是，我们发现一个十分有趣的现象：因谐振回路对于不同频率具有不同的响应，本来能量平衡的上下边带信号，此时变得不再平衡，上边带的能量（表现为信号电压幅度）明显地高于下边带；原来仅有频率偏移而没有幅度变化的FM调制信号，其频率的偏移被转化为振幅的变化！
振幅发生变化的信号，当然就可以被幅度检波器解调出来。
这种由偏频调谐与幅度检波器构成的FM检波方式，称为“斜率检波”，是一种切实可行的FM解调方式。
“斜率检波”的最大优点是电路简单，它的缺点是频率稳定度低，解调效率低，失真度比较大，所以它不会应用于一般售品机器中。
检波效率与回路Q值的关系
上面说到，“斜率检波”是利用谐振回路响应曲线两侧的斜率，迫使FM信号中不同频率的部分形成电压差，从而把频率的变化转换为幅度的变化，因此，我们仅需要三角函数知识就可知道，这个斜率越大，变换出的电压差就会越大。
图5的示意图，反映谐振回路具有不同Q值时，载波频偏与电压幅度改变的关系（为方便对比，谐振曲线只画出半边）。
示意图指出，“斜率检波”的输出电压大小正比与谐振曲线的斜率大小，因此FM矿石机要求其谐振回路的Q值越高越好。
[ 本帖最后由 河泊 于 2009-4-21 15:09 编辑 ] 好文章！
:lol 好文，学习了。 有理有据，通俗易懂的好文章，楼主继续：如何提高FM矿机的Q值呢？ 原理倒是不难明白，难就难在如何接收到更多的能量？:lol 河泊兄好文！
请问一下有没有谐振腔的资料？那玩艺搞ＦＭ是不是好一点？:victory: :lol 学习了，学习了，好文章，顶一下 很好的文章，正在需要，学习了。 不好意思,有点没看懂.有相关FM的基础资料的网站吗? 写得好啊,学习了. 原帖由 wdele 于 2009-4-21 12:58 发表 http://www.crystalradio.cn/bbs/images/common/back.gif
有理有据，通俗易懂的好文章，楼主继续：如何提高FM矿机的Q值呢？
其实大家都知道使用镀银线和空气陶瓷可变电容器等等手段获得高Q值，但问题不仅仅是这样，制作出高Q值的谐振回路不难，难的是如何使这个回路在荷载工作时依然保持高Q值，难的是如何在回路与后续电路的连接中，不被后续电路的分布参数影响它的性能。 原帖由 老K 于 2009-4-21 15:31 发表 http://www.crystalradio.cn/bbs/images/common/back.gif
河泊兄好文！
请问一下有没有谐振腔的资料？那玩艺搞ＦＭ是不是好一点？:victory: :lol
回老K哥哥，我没有关于使用谐振腔的FM调谐器资料，不过FM波段的频率相对较低，好像还不宜使用谐振腔，这个频率使用谐振腔很难获得高Q值。 学习了,受益非浅,感谢河泊老师！:victory: :victory: :victory:
有个问题向河泊老师请教:( ：在下面这个电路里没有“高Q值谐振回路”和“十分尖锐频率响应回路”，但确可以检波出从88至108MH调频广播波段的节目，请河泊老师释疑，谢谢！（整个电路采用2.5平方毫米软铜线3-5m）
请问楼上 如何调台?参数是多少? ‘载波频率随调制信号的正半周变高，形成载波的上边带；随调制信号的负半周变低，形成载波的下边带；就是说，载波的上边带寄载调制信号正半周的电压信息，而它的下边带则寄载调制信号负半周的电压信息’
………………
不是这样的。所有经过调制的载波就会产生两个边带，与调制信号的极性无关。被抑制了载波的双边带信号以及单边带信号，经过一个非线性的放大器之后，又会恢复载波以及另一个边带。
其实就是失谐，利用谐振曲线的侧边对于频率的敏感性解调而已。
[ 本帖最后由 xone 于 2009-4-22 00:29 编辑 ]