关于使用国产电池管的调幅调频全波段收音机的设想
本帖最后由 直流电子管 于 2016-11-4 20:20 编辑最近详细研究了超外差收音机的原理和设计，对调频式收音机也有了简单的了解，但是看到国内外用旁热式电子管自制调频收音机的较多，用直热式电池管制作调频收音机的却寥寥无几。根据现在在电池管收音机上采用小型中周的经验，遂产生了这个想法，发上来供大家讨论。
我准备采用9只国产电池式电子管和五只晶体管组成一台全波段机器。包括四只1A2电子管，三只1K2电子管，一只1B2和一只2P2电子管。晶体管包括一只3DG高频硅三极管和两只2AP二极管组成的相位鉴频器，以及两只半导体二极管组成的限幅器。
中波部分采用常规结构，一级变频和两级中放组成，短波也是如此，由于考虑到两级中放在调整理想的时候已经能产生足够的增益，因而对于短波波段不再增设高放。这样便于装置一个空气四连解决问题。
中周系统全部采用晶体管小型中周进行改绕，谐振电容200P，用0.08漆包线绕162匝，两个调谐回路和一个耦合电容组成双调谐中周。
中短波本振线圈全部采用晶体管小型线圈改制，在这之前曾经有同学试验过，发现1A2在短波时工作不稳定，低端高端本振差距较大电压不稳，满足高端灵敏度时低端就要啸叫，要么就是高端停振，针对这个问题我是这样分析的，由于1A2和6A2的内部结构并不同，主要是第二栅极没有那两块铁片作为束射屏，而国外的1R5似乎是有，因此短波频率在6M以上的时候难免产生牵制作用，造成本振电压衰落，变频增益下降，解决方法是，将短波划分为三个波段，适当选取线圈的电感量，通过在天线联加入垫整电容和补偿电容的方式，将单个波段的覆盖系数减小，这样管子工作状态比较平稳，例如2-5M ,5-12M ,12-24M三个波段，同时引入负反馈，通过中和电容减小牵制作用，维持震荡的稳定，由于采用半导体小型震荡线圈，因此即便波段划分较多，也能将四个振荡线圈和相关的补偿垫整电容集成在一个小电路板上，可以减少分布电容。提高收音机的稳定性，中波采用磁性天线，短波采用拉杆天线接收。
对于调频部分，我表示此前已经有同学制成了1A2超再生调频收音机，而且乙电仅55V就可以震荡，这就证明即便在55V乙电，1A2的三极管接法仍有相当的放大作用，因此可以采用两级1A2三极管接法组成一级不调谐高频放大器和一级调谐高放，起到匹配天线阻抗的作用，同时第三个1A2采用三极管接法组成三极管混频器，用3DG高频晶体管组成FM的本振，由于本振仅仅是产生一个正弦波，所以用晶体管和电子管是没有任何区别的，这仍然不影响全机无论高频还是中频信号都是用电子管放大的，因此称为全电子管机是可以的。调频由于两级高放一级变频，即便电子管在这样的高频下工作不是十分理想，但只要每一级可以产生10DB的增益，三级加起来也可以超过调幅部分的变频增益。调频部分和调幅部分共用两级中放，10.7M半导体中频变压器和465K中频变压器串联安装。这样可以节省两只电子管，同时由于10.7M的通频带已经能够满足要求，因此采用双调谐中周的目的主要是为了兼顾AM部分的线路特点，因为调频电台相对分布较为稀疏，因此也不必担心三级中放选择性不足，由于一共有8个调谐电路，因此可以产生足够的选择性。
两级中放以后由一级1K2和一级双调谐中周组成的第三级中放以及两只晶体二极管组成的限幅器。然后是两只晶体二极管和两个中周组成的相位鉴频器，当然也可以自绕中周改制比例鉴频器。调幅部分由1B2的小屏检波后送入栅极进行电压放大，调频部分经过相位鉴频器后信号送入 1B2的栅极进行音频放大，最后经过2P2功率输出。
这个设计主要基于以下几个方面，本振部分加入采用电子管振荡器要多设置一个电子管得不偿失，因此采用了晶体管振荡器。
限幅器和鉴频器采用晶体管设计一方面避免了电池式电子管没有独立阴极的缺点，另一方面大大简化了线路。
FM,AM的切换采用一个波段开关或者拨杆开关，主要是通过控制高放和变频级的灯丝供电来切换的。工作在AM模式时，两级FM高放和一级FM变频的管子不工作，AM部分的1A2工作，因此能输出465K中频，10.7M中周则几乎不受影响，同样，工作于FM模式时，由于AM部分的变频管电源被切断，而465K中周谐振电容高达220P，因此对10.7M中频电流几乎没有阻力，这样的设计不但简化了线路，而且节省了电子管的用量。
调谐部分采用国产的空气四联，主要考虑到两个调频联片距大，频率稳定性高，因此不必再单独设计频率稳定电路。使得电路更加简化。
以上只是我的一个设想，希望大家积极拍砖，如果有时间我将在明年或者后年购进设备进行试验。争取形成一个成熟的线路。 直流电子管 发表于 2016-11-5 22:35
我的ID就是电池管呀，我一直都是玩儿电池式电子管，手里有一些常用的旁热式电子管，不用旁热式的原因主要 ...
提个建议;还碱什么电池？18650不优秀么？既然FM本振可选晶体管.
如果1A2混不了FM频,由于有18650在,何不选用一个6N3？:o 期待早日成功！ 期待！！！！！！ 画个草图上来研究研究嘛，直流电子管朋友。按你说3极管振荡应该可行，也非常感兴趣，期待啊。 试制这么复杂的机器，会浪费许多陪女朋友的时间的。楼主要注意劳逸结合。:lol 风中径草 发表于 2016-11-4 21:30 static/image/common/back.gif
画个草图上来研究研究嘛，直流电子管朋友。按你说3极管振荡应该可行，也非常感兴趣，期待啊。
震荡部分果断3DG，其实9018就能解决，但是感觉不协调，铁壳3DG挺协调的:lol ，至于画图的问题，中短波部分是现成的，我的搜集一下相关资料把调频部分设计出来，再就是改进一下短波的本振部分，这个机器九个灯，即便调频部分用两级中放也有八个灯，画个图得一大张呢:lol :lol :lol 强烈支持，静等佳音，直热式九管组装起来估计块头不小，甲乙电打算采用什么形式的呢？ 风中径草 发表于 2016-11-4 21:30 static/image/common/back.gif
画个草图上来研究研究嘛，直流电子管朋友。按你说3极管振荡应该可行，也非常感兴趣，期待啊。
某宝上有现成的10.7M中周，就是不知道LC比例如何，按说采用小型中周谐振电容应该尽量小一些，例如谐振电容15P，此时当电感量为14.75微亨的时候，谐振频率恰为10.7M，不过这个LC比例不到1，只有想办法提高小型FM中周的Q值才能提高谐振阻抗，我表示只有阻抗达到一定值才能让电子管中放的优势发挥出来，也就是书小型中周的Q值要达到，AM小型中周的1.7倍左右才行，这还真是个挑战。至少也得达到1.5倍，采用这种电容耦合的双调谐中周最大的优势就是耦合系数可调，例如我想减为两级中放，直接和AM共用两级中放的话，只需要减小耦合电容就行了。调频部分的增益直接决定了调频部分的中频输出是否能超过限幅器限制电压，不过对于电子管的放大能力来说，只要中周谐振阻抗够高，这都不是问题。
鉴于工作的复杂情况，恐怕两级中放的屏压和帘栅压的供给要进行退偶隔离，这样才能保证两级中放的稳定。 大叶飘香 发表于 2016-11-4 22:03 static/image/common/back.gif
强烈支持，静等佳音，直热式九管组装起来估计块头不小，甲乙电打算采用什么形式的呢？
九灯和八灯待定，另外还有电池式的调谐指示管，到时候应该考虑安装一个。如果调频中周的谐振阻抗够高，那么也可能调频和调幅就共用这两级中放。至于电源，我会专门制作一个交流电源和一套电池盒，反正不差这点钱，乙电32节1.5V7号碱性电池，甲电用四节1号碱性电池两并两串，然后经过一个串联稳压电路供给甲电，反正也不差这点钱，当然到时候也制作一个分立件晶体管正弦波逆变器，通过12V蓄电池经过逆变器变压后供给甲乙电。这样就比较好了。 直流电子管朋友，按你说的做2级中放应该没问题，难点是不是高频头呢？ 风中径草 发表于 2016-11-4 22:12 static/image/common/back.gif
直流电子管朋友，按你说的做2级中放应该没问题，难点是不是高频头呢？
高频头的难点主要是以下几点，首先是由于缺乏实验，不能确定由两级1A2三极管接法组成的一级不调谐高放和一级调谐高放能否满足增益要求，第二就是三极管接法的1A2混频管在40V左右的乙电压能否正常工作，至于晶体管本振部分问题不大，另一方面本振和混频部分是分离的，也没几个原件，因此可以做的相当紧凑，再说晶体管部分直接用洞洞板焊接，并且把洞洞板做成一定的面积和比较细长的矩形，便于桥接两级高放和变频管的零件，其实调谐高放级不过就是收音机的输入选频级，也就是天线联调谐线圈。由于是调谐高放，因此这个LC回路可以直接串入1A2的三极管屏极回路，这样这个线圈也直接焊在洞洞板上，这个线圈只要直径够大，Q值较高，这一级的增益便可以保证。至于本振电路，由于晶体管是低阻抗电路，因此对于LC比例和Q值的要求就可以不那么高，这也就是高频头的所有要点，剩下的就是桥接问题了，即第一中周，也就是465K和10.7M的串联组合体，与FM混频管的间距要小，因为毕竟是高频电路，相比来说中短波部分反倒是可以稍稍靠边站，不过由于两组中周是串联的，可以拉开一定距离，这样除了把中放管摆在两组中周之间力图缩短接线外，AM,FM混频管大可以和各自中周对其，这样既能兼顾布局，又能兼顾接线最短要求。
目前未知的风险就是1A2在118M下能否很好的完成混频工作，而且屏压还不能太高，最低应能在40V工作，否则对乙电池的稳定性要求过高，也就失去了，使用电池方便移动的优势。 直流电子管 发表于 2016-11-4 22:12 static/image/common/back.gif
九灯和八灯待定，另外还有电池式的调谐指示管，到时候应该考虑安装一个。如果调频中周的谐振阻抗够高，那 ...
作为试验机采用碱性电池效果最佳，但要考虑实用和大众化时，能研制出一个无干扰的交流整流稳压电源最好不过了，才用蓄电池升压的办法也很好，记得坛子里有人正在做这方面的实验，也不知道成功没有？我的直热三管短波用改制的稳压电源一片噪音，什么也收不到，用碱性电池还好。 天风雪雨 发表于 2016-11-4 22:41 static/image/common/back.gif
为什么不用更简单方便的比例鉴频非要用相位鉴频呢，小尺寸的收音机对音质的鉴别能力没那么明显。
也可以用更加简单的比例鉴频器，设计成相位鉴频器的确是有点复杂，不过相位鉴频器似乎用普通中周就可以，比例鉴频器则要专门制作一个中周，我的考虑是基于尽量使用标准件减少大家仿制难度的角度，当然了，到时候我肯定会考虑采用线路上简单的比例鉴频器，另外就是2P2的输出比较有限，因此不足以采用大口径喇叭，如能采用2P3做输出管还是可以略微强调一下音质的。:lol :lol :lol 大叶飘香 发表于 2016-11-4 22:43 static/image/common/back.gif
作为试验机采用碱性电池效果最佳，但要考虑实用和大众化时，能研制出一个无干扰的交流整流稳压电源最好不 ...
蓄电池逆变器那个就是我搞的，有点搁浅，现在我比较忙，就暂时没动手，这其中有点困难，第一个是RC正弦波振荡器的资料较少，我组装的RC正弦波振荡器有点失真，出来的不大像正弦波，也不知道是不是我示波器测试点的问题。第二是倒相变压器可能不大讲究，需要再重绕一下，第三是对于定压输出的推挽功放电路的负反馈机制了解不透彻，主要还是不熟悉晶体管电路，图纸已经基本有了，可是目前不能详细计算，所以处于搁浅状态，有时间我会重启这个计划
大叶飘香 发表于 2016-11-4 22:43 static/image/common/back.gif
作为试验机采用碱性电池效果最佳，但要考虑实用和大众化时，能研制出一个无干扰的交流整流稳压电源最好不 ...
如果你的收音机效果不好我想有以下两点，首先有可能你的三灯机是没有高放的，虽然再生检波器的灵敏度是极高的，但是由于选择性较差，毕竟只有一个高Q选频回路，因此选择性不佳，在外来信号不足的情况下，一味加强天线造成信噪比下降干扰明显，第二就是天线本身如果不采用磁性天线其效果也是大打折扣的，因此来说建议制作外差四灯机，另一方面尽量采用磁性天线，能够有效的增强信噪比，举个例子假如我们不顾电路复杂，引入了一个噪音负反馈电路，原信号为-40DB，噪音水平也在-50DB左右的话，你用再生机接收，那么等量放大的噪音仅仅经过了一级选频回路，没有什么太大的改善。 但是你采用磁性天线，有可能通过天线就能把噪音抑制到-60DB，然后再通过中心抽头反相调节回路，抵消噪音信号，这是信号强度和噪音强度同步下降，但是噪音此时已经被抵消到-100DB以下，可以认为不存在，那么只需要有-50DB的节目信号，其信噪比也相当于1比0，你可以无限放大1，但0终究还是0，这样你再通过多级中放的选频回路不断强化信号电压，最终得到足够强度的信号，同时取得较高信噪比，收听性能就更不用说了，所以说采用磁棒是一个，另一个就是超外差接收。另外对于抵消变频噪声提高信噪比的方法，只需要加入一级高放即可，对于附近没有特别强大短波台的地方来说，可以加入这么一级不调谐高放，高放输入电路用磁棒和天线调节联，高放以后是变频管，因此还是用原来的双联，但是变频信噪比大大提高了。必要的话可以采用1K2三级管接法降低噪声。