关于一个收音机控制原理争议的分析

zzfjct

关于晶体管收音机自动增益控制是β值减小导致增益下降还是输入阻抗增加导致增益下降的争论，因一篇权威文摘的发布而偃旗息鼓。其实不用专家明确阐述，也能得出相同的结论，只是不被一些自以为是的人认可罢了。本帖提供相关的分析探讨。
一，β值减小导致增益降低的分析
原四机部部颁标准中自动增益控制测试方法规定100mV/M为强信号，采用一次自动增益控制的三四级机输入信号降为5mV/M，输出变化应小于12db。100mV/M÷5mV/M=20即26db，26db-12db=14db即自动增益控制要求，14db相当于5倍。也就是说，一中放输出电压下降5倍即可达到标准要求。在电路不变的前提下，β值与输出电压成正比，一个正常工作电流下β值60的被控级晶体管，只要β值下降到12就满足要求，这个结论应该没有疑问。
受超强信号AGC电流控制，被控级晶体管从正常工作电流下降到0，β值也从正常值下降到0（这时会发生阻塞现象）。β值在下降过程中不管缓慢还是瞬时，必然会经过β值等于12的区域，如果信号强度和AGC电流适当，就会停留在这个状态，停留在β值大于12就是AGC控制小于14db，停留在β值小于12就是AGC控制大于14db，按标准要求应该超过14db，即β值小于12。AGC电路是闭环系统，只要信号强度不变，电路会稳定在这个状态。与常规应用不同的是这种变化必然发生在小电流区域，甚至是截止前的区域，这也是晶体管收音机自动增益控制不需要特殊晶体管的原因。
二，输入阻抗提高导致增益降低的分析
权威的输入阻抗计算公式为Rbe=Rbb+26/Ieβ，因无法确定β值下降到一定值时的Ic，或Ic下降到一定值时的β值，故无法计算，不能妄加揣测。不知道支持这个观点的各位是如何计算的？欢迎有兴趣有条件的机友测试截止前微小电流（0~100μA）状态下的Ie-β关联数据，以利于进一步探讨。
需要指出的是，到目前为止，没有找到支持这一观点的任何出版物。在没有权威出版物明确认可的情况下坚持自己观点无疑是闭门造车、自娱自乐。

longshort

zzfjct 发表于 2020-6-30 16:12
谢谢关注！
已经试过，微安级以下的电流（Ib）无法测量，只有2个万用表，一个MF50一个500。标准在我的帖 ...

好的，那么就来替您算一下。

请看这张表，是当年“权威”的四机部批准出版的半导体器件手册中，3DG6的hfe-Ic关系曲线：

hfe-Ic

按照一般的一中放偏置条件，设无信号时的静态电流Ic为0.5mA，大信号时的电流Ic为0.1mA。
Ic=0.5mA时，hfe为64；Ic=0.1mA时，hfe为44。此时hfe并没有因为电流降到了1/5而使电流增益也降到那么低，而是68.75%，电流增益变化的大小是3.255dB。

根据式Ri=hfe*(0.026/Ic)计算输入电阻：

在Ic=0.5mA时，输入电阻约为3.328K欧。
在Ic=0.1mA时，输入电阻约为11.44K欧。

一中放的负载电阻一般设计为20K欧，所以按式A=hfe*Ro/Ri计算电压增益：

Ic=0.5mA时的电压增益为384.6倍或51.7dB；
Ic=0.1mA时的电压增益为76.92或37.72dB。

于是它们之间的增益差为51.7-37.72=13.98dB。

现在可以看到了吧，13.98dB和3.255dB，哪个部分才是增益控制的主要机理？

zzfjct

爱康木 发表于 2020-6-30 15:58
--100mV/M÷5mV/M=20即26db--

是否手误？

谢谢关注！
电压增益计算K=20lg(U₂/U₁)，好像没错呀!

183421393

自动增益问题是一个复杂的问题，好像锗管比较好，硅管差些。电子管很好。

zzfjct

183421393 发表于 2020-6-30 15:17
自动增益问题是一个复杂的问题，好像锗管比较好，硅管差些。电子管很好。

谢谢关注！你说的很对，锗管更接近遥截止管，硅管某些方面接近鋭截止管，又不全像。

jawf

猴哥＂monky1977＂今天发了个帖子＂关于AGC＂，贴了1963年发表的老资料，第50页上公式(4)和公式(5)您老前辈有空去瞧瞧。

longshort

“四机部”，什么年代了？那时候的晶体管质量实在不敢苟同，用那时候的认识来解释已经发展了的现在，实在是很不合适。

因无法确定β值下降到一定值时的Ic，或Ic下降到一定值时的β值，故无法计算，不能妄加揣测。

不光是datasheet中可以查到需要的参数，您自己也可以根据定义，简单地用洞洞板搭出测试电路，很容易测量出来的。这需要花一点小小的劳动，平空揣测是没有结果的。

爱康木

--100mV/M÷5mV/M=20即26db--

是否手误？

zzfjct

longshort 发表于 2020-6-30 15:49
“四机部”，什么年代了？那时候的晶体管质量实在不敢苟同，用那时候的认识来解释已经发展了的现在，实在是 ...

谢谢关注！
已经试过，微安级以下的电流（Ib）无法测量，只有2个万用表，一个MF50一个500，要测量的是Ic0~100μA数据。标准在我的帖子里作用不大，仅仅引用2个信号强度数据，用于换算增益和电压放大倍数而已。

changwanren

测量一个3DG6的直流放大倍数和Ic个关系，供参考。
实际应用时Ic的电流不能太小，否则失去静态工作点变成了检波二极管。

若把受控三极管的前一级看成是理想的恒流源，自动增益就决定于β，输入阻抗影响微小。若看成是恒压源，必须要考虑受控管的输入阻抗，基极电流Ib=Ub/Rb,   Ic=βIb   就是没法算出，但是事实存在。最后结果的增益应为电压增益Uc/Ub
其实计算三极管的输入阻抗的26的常数，我通过电脑软件计算和实际输入阻抗测量，只有3AX31与26接近，3AG1为30多。测量图中绿色为计算图像，红色为实测图像。
AGC控制中变量多，应用受控三极管种类多，参数离散性大，就是实际测量的也只是个例。

爱康木

zzfjct 发表于 2020-6-30 16:21
谢谢关注！
电压增益计算K=20lg(U₂/U₁)，好像没错呀!

你是正确的，我眼花了

jawf

借光9楼的算例，0. 5ma和0. 1ma两处集电极电流的电压增益比等于20lg(0.5/0.1)＝20lg5＝13.98dB，等于两处跨导的比值，和β没关系的

zzfjct

changwanren 发表于 2020-6-30 16:41
测量一个3DG6的直流放大倍数和Ic个关系，供参考。
实际应用时Ic的电流不能太小，否则失去静态工作点变成了 ...

你的第二张采集图太好了，要的就是这个数据。
1，一楼已经说明，只要被控级在正常工作点到截止点之前存在5倍的β值变化，就可以满足AGC控制14db的要求，你的采集图完美显示了这个存在。
2，极小的工作点是否会引起波形畸变？不否认，但这里是中频放大，要的是包络线，波形畸变无关紧要。
3，极小的工作点是否会进入小信号检波状态？不可能，经过约30db变频放大的中频信号已确保不会进入小信号检波状态。
4，是否会引起阻塞？有可能，超强信号放大导致AGC控制电流大增，使被控级进入截止状态，基极旁路电容的放电使截止短时间保持，放电结束退出截止状态，周而复始发出“朴朴”声。这是信号强度超出控制范围，应考虑用二次AGC或其它措施解决。

直流电子管

zzfjct 发表于 2020-6-30 21:43
你的第二张采集图太好了，要的就是这个数据。
1，一楼已经说明，只要被控级在正常工作点到截止点之前存 ...

好像AGC的原理是两方面的，这就如同制作振荡器可以用IC控制振幅一样，集电极电流可以在2-1毫安变动，但是β此时变化不明显，然而振荡器输出幅值变化较大，其主要原因是因为放大器的增益变动了，当静态电流变小以后，负载电阻上的电压增益随之下降，从晶体管收音机上说应该是两方面都有，增益变化是主要的β变动是次要的。但是阻抗匹配原理不准确，为了稳定性，大部分时候收音机中放各级间是失配的。

zzfjct

直流电子管 发表于 2020-6-30 22:02
好像AGC的原理是两方面的，这就如同制作振荡器可以用IC控制振幅一样，集电极电流可以在2-1毫安变动，但是 ...

谢谢关注！
Ie（Ic）下降导致增益下降是公认的，问题在于是下降β下降原因还是rbe（输入阻抗）上升原因，本帖18楼和下面这个帖子的分析你认可吗？

补充内容 (2020-7-1 15:48):
不是18楼是13楼