记录我在中波接收路上的探索

正直电子

近年来在爱康木老师的带领下，无线电爱好者的圈子里掀起了一股中波热，并且经久不衰。说到中波很多朋友的感觉就是台少，信号弱，抗干扰能力差等等，但其实不需要太好的接收设备，一台长磁棒，二级中放的超外差收音机足矣，走到室外，远离电磁干扰以及钢筋水泥的屏蔽，您将感叹中波的奇妙，电台一个挨一个，并且一个频点可能有好几个电台轮番上阵......

我作为一个无线电爱好者曾接收过多种频率不同，制式不同的无线电信号，唯独在中波接收是一片空白，曾经苦苦思索，中波应该如何接收？一个什么样的中波接收机才算好？起初我认为要想得到较好的中波接收效果，就要提高中波接收机的灵敏度，课本告诉我要想提高灵敏度就要提高中放增益，因为只有这样做才能避免高低端增益不均，于是我按照课本说的做了，结果撇开在二倍中频和三倍中频的位置自激不说，无台处噪音也大得出奇，很多弱信号被噪声淹没，且强信号容易过载，还听到了一堆镜像台，因此根本没办法听，所以对于中波接收提高中放增益不具有可行性。于是我又开始在天线上做文章，我们都知道天线分为电场天线和磁场天线两种，考虑到电磁干扰主要是近场干扰，它对电场干扰很大，对磁场干扰较小，所以我准备使用磁场天线，即磁棒天线。选择磁棒天线的原因还因为它具有极强的指向性。于是我将5根200mm长磁棒粘接成一根1m的超长磁棒，发现接收效果虽有提高但这样做不太现实，至少不方便携带，所以还需要在其他地方动手脚。如果增加高放呢？高放也分为两种，一种是可调谐高放，它的特点是用了LC谐振电路，带宽较窄，噪声较低；另一种是非调谐高放，它的特点是带宽较宽，噪声较大。反正都是加在磁棒天线后面，究竟哪一种好？非调谐高放虽然放大的是磁棒捕捉到的信号，这包括电台信号以及信道干扰噪声，所以说我们想接收一个微弱的电台信号时很有可能会听到恼人的噪声，因为干扰将将电台信号淹没了。假设有一个信号非常强的镜像台，则有可能收到这个镜像台。那么可调谐高放会怎么样呢？和非调谐高放相比它多了一个LC谐振电路，电路复杂了不说，跟踪也是个问题，虽然噪声低了但带来的问题也很多。经过一番折腾，我开始问自己，我用高放级是单纯的提高灵敏度吗？当然不是，因为一根长磁棒在室外没有屏蔽的条件下灵敏度已经很高。我需要的是高信噪比，需要中波接收机在弱信号条件下噪声不那么大以免电台信号被噪声淹没，那么如何提高信噪比？可调谐高放带来的问题实在是太多了，并非无法解决，只是对于拿到室外收听的袖珍式收音机电路不允许那么复杂，所以增加高放级也不可行，只能选择高Q线圈。后来我把目标锁定在了检波二极管上，传统的二极管包络检波器具有-20dB的负增益，这将牺牲掉将近一级中放的增益才能弥补，如果有一个元件既能像二极管那样检波，又能有一定的增益该多好！那不就是三极管吗？说干就干，我用三极管做了一个检波电路，最终结果可谓令人满意，它不但没有衰减，还具有和半级中放差不多的正增益，于是我又去掉了一级中放，并将剩下的那级中放增益调高，考虑到AGC对于弱信号接收不利，因此我用了极其鸡肋的AGC电路，最终得到了令人满意的中波接收效果，无台处收音机安静极了。但有时候对于弱台我感觉声音还是小，于是又加了一级低频放大，并在提高功放电路的增益同时选用高灵敏度的广播扬声器。经过一番摸爬滚打，现在我对中波接收的看法有以下四点：
1，需要走到室外远离屏蔽以及电磁干扰，因此想玩中波接收机器必须小巧，最好是袖珍式方便携带。
2，需要一根选择性好灵敏度高的天线，最好是长磁棒天线并配合高Q线圈提高选择性，确保在门户上就将不必要的噪声拒之门外。
3，需要适当降低中放增益来提高信噪比，建议将中放级数减为一级，为了减小中放增益减小对灵敏度的影响，应采用三极管包络检波器，避免包络检波器对信号不必要的衰减，同时将AGC电路设计得鸡肋一些，提高对弱信号的接收能力。
4，经过以上三点，在信噪比这一方面就做得很到位了，但对于弱台检波之后的声音还是很小，所以为了提高灵敏度，仍需要增加低放级，提高功放电路的增益，以及选用高灵敏度的广播扬声器。
根据我的想法，我设计的中波超外差收音机电路如下，它一共用了四只三极管分别用于变频，中放，检波，低放；两只二极管分别用于滤波，稳压及电源指示；一个AB类功率放大芯片。
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其工作原理如下：
一，输入调谐电路
输入调谐电路由双联可调电容的C1-1和磁棒天线T1的初级线圈构成，二者构成并联谐振电路，谐振频率f=1/[2Πsqrt(LC)]，当改变C1-1的容量时就可以改变其谐振频率，进而完成了选频，选频后的信号经过T1耦合到次级线圈送入变频电路进行变频。
二，变频电路原理说明：
变频电路由VT1,C1,T1,R1,LED1,C2,R2,C3,T2,C4,T3构成，它的作用是将接收到任何频率的信号都转换成455KHz的中频频率。本级电路可以拆分成混频和本机振荡两部分，其中R1,LED1构成VT1的固定偏压电路，LED1同时负责稳压和电源指示，C2负责提供交流通路。T1的次级线圈将磁棒天线捕捉到的信号送入变频管VT1的基极，对于天线捕捉到的信号来说本级电路是共发射极放大电路，同时VT1,C1-2,T2,R2又组成带正反馈共基极放大电路构成的本机振荡电路，集电极输出信号经T2正反馈耦合到初级的LC并联谐振电路进行选频，然后通过C3耦合到VT1的发射极加以放大，周而复始就形成了振荡，振荡频率f=1/[2Πsqrt(LC)]，当改变C1-2的容量时就可以改变其谐振频率，进而完成了振荡频率的调节，由于本中波收音机是超外差电路，因此在调节双联可调电容C1时，振荡频率要始终比接收频率高455KHz左右。
由于三极管是非线性元件，两个信号混合必然会产生很多种其他频率的信号，而我们只需要两个信号频率之差的中频信号，因此需要用T3,C4构成的中频滤波器将中频信号取出，耦合到T3次级并送入中放级进行放大。

一，中放级原理说明：
VT2,T3,R3,BPF1,C5,T4,R4,C8构成中放级，将变频级输出的455KHz中频信号继续加以放大。
本级电路是以VT2为核心的共发射极放大电路，由于本电路只使用了两只中频变压器T3和T4，因此选择性不会太好，故在VT2的发射极电阻R3两端并联了455KHz陶瓷滤波器BPF1用于提高选择性。R4，C8构成AGC电路，VT2的基极偏置电流将受控于检波输出的直流电位。T4,C5是VT2的集电极负载，经过VT2中频放大之后的中频信号经T4,C5构成的中频滤波器将中频信号取出，耦合到T4次级并送入检波级进行检波。

二，检波级原理说明：
VT3,T4,W1,C7,R5,R6,C6,R7构成检波级，W1既是音量电位器又是三极管包络检波器的集电极负载电阻，该级电路原本是共发射极放大电路，但由于其静态工作点低，因此经过该级放大电路只能输出经过放大后的，截止失真的中频信号，再经过C7的滤波，这样就完成了有增益的包络检波，检波后的信号分为三路，第一路经W1送到低放级，第二路送到VT3基极上偏电阻R5，控制VT3的静态工作点，进而提高检波电路动态，第三路送到VT2的基极偏流电阻R4，R4和C8一起构成AGC电路，这种AGC电路控制范围小，因此对于微弱信号的接收有利，值得注意的是C8不宜选择电解电容，因为电解电容存在寄生电感，影响中频信号的交流通路。
三，低放级原理说明：
VT4,C9,R8,R9,C10,C13构成低放级，将检波后的音频信号进行放大然后经过C13耦合到功放级，其中R8既是VT4的集电极电阻，又是功放电路中的Ri。
四，功放级的原理说明：
U1及其外围元件构成功放级用来推动扬声器SP1发声。由于功放电路在工作时可能会造成电压跌落影响收音电路的正常工作，因此加了D1,C11,C12构成的滤波电路，D1相当于滤波电阻，但这个电阻是随电源电压动态变化的，因此效果会优于传统RC滤波。
当电源电压跌落时二极管电阻瞬间增大，当电源电压上升时二极管电阻瞬间减小，由于C11两端电压不能突变，所以在收音电路上电压是比较平稳的，但考虑到二极管从截至到导通时会通过一个较大的电流进而产生尖峰，而C11是个电解电容有寄生电感所以对于尖峰会无动于衷，所以增加陶瓷电容C12将尖峰吸收掉。
关于三极管静态电流的确定：
变频级是整机电路的第一级放大电路，因此需要高增益，低噪声来提高整机灵敏度和信噪比。较大的静态电流虽然可以提高变频增益但也会使噪声变大，因此VT1的静态电流取0.5mA。
由于本机只有一级中放级，为提高整机灵敏度，VT2的静态电流取1mA，尽管这个电流较大，但由于整机只有一级中放，因此噪声依旧很小。
低放级使用了低噪声高放大倍数的9014D，为得到较高增益，VT4的静态电流取1.5mA。
关于本电路的调试：
1，静态电流的调试
将双联可调电容C1的C1-2短路，调整R1使VT1的集电极电流到0.5mA，调整R4使VT2的集电极电流到1mA，调整R9使VT3的集电极电流到1.5mA。
2，中频的调整
将信号发生器调到载波频率455KHz，调制波1KHz，调制度0.5，振幅50mVpp，然后将音量电位器调到最大，将信号发生器的输出接到VT1的基极和地之间，从前到后调节T3和T4的磁芯并逐步减小信号发生器的振幅使扬声器中音量最大，此时撤去短路C1-2的导线并用石蜡将两个中周封死。
3，振荡频率的调整
将频率计探头串联一个几皮法的小电容后接到R2两端，将双联可调电容调到最大，调整T2磁芯使频率计示数为990KHz，然后将双联可调电容调到最小，调整C1上与C1-2并联的微调电容使频率计示数为2060KHz，由于高低端会相互牵扯，因此要反复多调几次，此时用石蜡将振荡线圈封死。
4，统调
由于很难保证振荡频率在每个点上都比磁棒天线谐振频率高一个中频所以需要统调将高低端的跟踪调好。可以试着接收一个低端电台，调整线圈在磁棒的位置使音量最大即可，再试着接收一个高端电台，微调接收回路的微调电容（CBM223上的微调电容）使音量最大即可，此时用石蜡将磁棒天线的线圈封死，此时调试完成。

关于CBM223P电容，在购买时一定要注意后缀的P，否则就不是组装中波收音机的60/140P双联差容，转轴对着自己三个焊片冲左，中间的是接地端，上面的是140P接磁棒天线的可调电容引出线，下面是60P接振荡线圈的可调电容引出线。转轴顺时针拧容量减小，逆时针拧容量增大。

本电路若调试得当，可得到优于0.5mV/m的灵敏度，但AGC控制范围很小。

补充内容 (2021-9-5 00:23):
5.64 xfB:/ 经过更换双联调谐电容并重新微调，这个电路的真实性能基本上全部发挥出来了，欢迎大家说说这台中波收音机的灵敏度如何  https://v.douyin.com/djDvo3D/ 复制Ci链接，打鐦Dou荫搜索，直接觀kan视频！

cd713

多说一句无关紧要的，（输入调谐电路由双联可调电容的C1-1和磁棒天线T1的初级线圈构成，二者构成并联谐振电路），这个lc看起来是并联，实质是串联谐振关系，不知我说的对不对？

爱康木

记得上次正直老师发过几十只管的收音机电路图，颇有新意，但跟帖者打击的多，鼓励的少

这次发个才四管的收音机电路，目前看还是这样。

探索的热情都坛里各色的爱好者用冷水浇灭了

挺住，小伙子，希望继续看到你的探索帖子。

我倒是认为：这贴是教科书式的好帖，虽然电路不一定很完善。唯一缺陷就是少一张实物照片。

再次鼓励一下，不忘初心，走自己的。

爱康木

AGC控制范围小，在中波正合适。

要不然，无台处增益过大，底噪大增。

mo505459

       纸上谈兵这个词好像对楼主有点威胁性。这个词常用在比喻只会空谈理论,不能解决实际问题。明白楼主心情。
       但纸上谈兵这词也可以形容是一个项目处于设计阶段，未到实操阶段，就如兵棋推演这词一样并无贬义。楼主议题只见图纸，就是这个阶段，楼主不必因此与我等坛友伤了和气。我们坛友的不同意见也是纸上谈兵，谁谈得正确要看实战结果。实战结果——实物对于设计项目意义重大。这是我们希望看见实物的原因。
       楼主的实物图片也来了，不过楼主发错图了，这个实物的磁棒等原件与原来的的设计电路、思路似不一样，如果是不适合往这种业余的论坛上发，或是谈兵后觉得兵法不妙，到此为止是正确选择，有的项目初步设计后达不到理想也正常，失败是成功之母，祝楼主事业进步。

爱康木

mo505459 发表于 2020-12-12 11:48
纸上谈兵这个词好像对楼主有点威胁性。这个词常用在比喻只会空谈理论,不能解决实际问题。明白楼主心 ...

别太咄咄逼人了。楼主的棱角已被坛里的个别人磨得差不多了，还有捏扁吗？

说这样的话对本贴甚至对矿坛的技术讨论毫无意义。只会增大二元冲突。

你只能代表你自己。

cd713

正直电子 发表于 2020-12-1 18:50
为什么呢？

线圈中感应到的电动势和线圈高频损耗电阻和电容是串联关系

正直电子

本人玩无线电图个乐呵，大家互相交流我也开心，我也愿意把我在大学学到的知识尽可能告诉大家，大家齐头并进，玩好收音机是我最希望看到的。
至于其他的一些事我不希望看到，但我深知无法避免，所以一切随缘，呵呵。
有些事不想去做，有些事不想去争辩只是为了不伤和气，对你们有利，也节省了我的时间留住了我的好心情，我也没那么多时间，人和人之间不过三种状态，敌人，朋友，普通人，不能成为朋友，也尽可能不成为敌人。

阿拉灯神钉

创客少年 发表于 2020-12-12 23:53
你是来挑事的吧

挑什么事？我说句不爱听的就是挑事？那我说你是不是在挑事？

60年代的爱好者

阿拉灯神钉 发表于 2020-12-1 15:07
那么问题来了，难道厂家都是傻子，不知道用三极管检波吗？

有很少的厂家机器采用了三极管检波，因为三极管检波失真大，所以一般用在低档机中。

正直电子

不是说会了什么东西，设计了什么电路就是大神，或者说卖弄。
也不是说影响到心情让自己不舒服，34个三极管的收音机销声匿迹就是纸上谈兵，本人心情受到影响，想不发就不发，早知道这样我连一开始的帖子都不发，不为别的就是影响我的心情了，我想我也没有做错，学业工作上被影响心情就算了，爱好也要吗？
更不是说发了简易电路以及一些简单易行的方法就是被磨去棱角，改变研究方向，或者是就是这样做小心眼，要被看不起。本来就是个测试三极管检波的实验电路，还想咋样？

贴标签强行定义别人，互联网谁也看不到谁无中生有揣测别人是引起争执的主要原因。
其他的话说了也是多余，所以没必要说。

正直电子

在这里我就上一个帖子中“长磁棒和短磁棒加非调谐高放孰优孰劣”的问题说一说自己的看法：
首先说长磁棒和短磁棒的区别，长磁棒相较于短磁棒有更高的灵敏度和更强的指向性，也就是说对于干扰信号有时我们转一转磁棒天线角度就可以解决了，同时高灵敏度也可以节省一级高放。
如果使用短磁棒和高放虽然也能提高灵敏度，但抗干扰能力就差了，不如使用长磁棒天线。

如果使用长磁棒加调谐高放，灵敏度高，指向性好，增益还足，但对于中波接收也没必要如此大动干戈，可能更多时候需要降低高放增益，一个多级放大电路前级增益低是尤其致命的

维修之家

真的很久都想听听中波段的收音机了。记得当年修收音机为主时，每晚也都是听着中波段的电台入睡的。现在偶尔拿起收音机，调频是假药广告台，中波是一片噪声，真能在中波上听到久违的节目，真是值得探索的--------------------------------------

正直电子

90不留宿 发表于 2020-12-1 14:58
我有一部凯歌收音机，按你提供的方案试试看，但是本机低放部分想保留

这种老机器建议修复，很少见了

阿拉灯神钉

那么问题来了，难道厂家都是傻子，不知道用三极管检波吗？

正直电子

阿拉灯神钉 发表于 2020-12-1 15:07
那么问题来了，难道厂家都是傻子，不知道用三极管检波吗？

这和设计侧重点不同有关系，厂家生产的收音机，各方面指标都要合格才能出厂，我们玩的收音机只要自己开心，只要一方面很不错就可以了

zzfjct

防止2倍和3倍中频自激可将检波二极管、滤波电阻和2个滤波电容屏蔽在没有磁芯线圈的中频变压器内，2中放的元件引脚、铜箔走线尽可能短。

正直电子

xinjun5557 发表于 2020-12-1 16:57
看了老师的关于“中波探索”的帖子，我认为老师走的是一条“避重就轻”的探索之路，或曰“回避矛盾”之 ...

确实是一条避重就轻的路，也非常欢迎大家直言。
曾发过一些偏专业的东西，但得不到什么反响，最后白白浪费时间，索性不发了。
其实中波接收，对抗干扰，对抗多径效应，对抗衰落才是上策

阿拉灯神钉

中波这种易受干扰的波段，打不过就跑，很正常，也很必要，没什么错，确实只能在野外收听，不然各国发展调频信号干嘛？
除非国家强制电器EMC兼容，实施美帝FCC那样的电磁标准，否则，没戏！

阿拉灯神钉

听中波，要顺应天时地利，
什么时候听，什么位置听，什么要坚持什么要放弃，都有讲究，这才是听中波之道

稀松平常

我有一部凯歌4b15a旧收音机，在目前的平房里，能收很多台，但灵敏度确实不如现代的德声凯迪集成电路收音机，好处是无低噪，无台处就算把音量开到最大也没有一点声音，而且在手机充电器的各种干扰面前也几乎不受影响，短波更神，就算和干扰源放在一起也没干扰声，听短波就像听调频一样，同样的弱台，在德声9702上放大音量后虽然能听到，但是噪音更大，凯歌的机器就是无噪音，不怕干扰。每天下午18点以后我这里就算在户外用德声的各种机器听短波都是一片噪音中听弱台，唯有这部凯歌机器什么时候都无噪音。但是同样长磁棒的世界701中波机，百花1t2就怕干扰，而且有轻微低噪。牡丹746是两级硅管中放三极管检波的，灵敏度没得说，响亮，低噪音不大，但是手机充电器一插，就和凯迪德声机器一样，让人无法忍受了，说这么多，就想说，一部好的收音机，不一定是某些地方做的好才性能好的。比如长磁棒，好的可变电容，三极管检波，二极管检波，双调谐中周，两级中放，不论硅管还是锗管，这些都整合好了就没低噪抗干扰，而整合的不好就有底噪音不抗干扰。我举的例子里说了各种形式的结构都有性能不好的，所以说该想的办法各种老收音机厂家都曾用过，换句话说现代的收音机的指标有假的地方，不像过去的高档台式机，各种指标真实，不仅要求灵敏度高，还要求远择性，信噪比，抗干扰，音质等等各种指标都要合格才能出厂。