刍议FM立体声解码器分离度

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       在玩FM接收机时，经常要用到立体声解码器。所以，在选择什么样的解码器这个问题上，往往会使人变得很纠结，是用电子管解码器，还是用晶体管或集成电路解码器？这对一些特别喜欢玩电子管接收机的爱好者来说，可能就会很纠结。总觉得电子管解码器出来的声音可能会更有所谓的“胆味”，可现实情况呢？可供选择使用的电子管解码器少之又少，即便有也都是一些老掉牙的不堪入目的二手货，几乎找不着新产品。怎么办呢？于是，这就成了很多爱好者的心结。

       其实，FM立体声解码器与功放和FM接收部分的中放不一样，胆机之所以与石机有不一样的音色表现，很大程度上是因为电子管具有的热电子迁移特性，和输出变压器的电磁磁电变换特性，所带来的晶体管机所没有的区别所在。而电子管接收机往往在中放电路上，更多地采用双调谐中频变压器，使中放电路比采用普通10.7MHz陶瓷晶体滤波器更加优越的频响特性，进而解调出更多的音频细节，声音自然就更加饱满耐听了。但是，对于立体声解码器来说，是不是用电子管制作，也能产生比晶体管或集成电路更加好的声音呢？答案是否定的。下面，鄙人就分别从FM立体声解码器的工作原理和对几种类型的解码器测试两个方加以说明。

一、FM立体声解码器的工作原理

       要了解FM立体声解码的工作原理，还是要先了解一下FM立体声信号是怎么编码发射的。请看下图，这是FM立体声信号发射前的编码过程，立体声音源L和R声道从发射台前端机房送入发射机的立体声编码器，编码器把这两个声道的信号一分为二，一路进行加法运算形成L+R信号，称单声道信号，直接送FM调制器，另一路进行减法运算变成L-R，称立体声信号， 送一个载频为38KHz的副载波发生器进行AM调幅调制，然后再送FM调制器，同时，38KHz副载波经二分频 除法运算，变成19KHz，称导频信号，也送FM调制器，这样送到FM调制器上就有3路信号，经过FM调制器频率复用调制，就产生了被FM载频调制好的FM基带信号，最后送发射机变频和功率放大通过天线发射出去。



       了解了FM广播发射端是如何发送FM立体声信号之后，再看接收机上的立体声解码器是怎么从信号中解调出立体声的，简单地说它就是一个逆过程。接收机把FM立体声基带（即复合立体声音频）信号从鉴频器上分离出来后，送入解码器，解码器将信号一分二，从一路复合音频中分离出19KHz导频信号，经倍频乘法运算产生与发射端同步的副载波载频38KHz，并由选频回路谐振形成一个频率是38KHz的开关信号，再用这个开关信号，把另一路上的38KHz副载波调制的AM立体声信号，按正负两个半周进行切割，使正半周送入L输出声道，负半周送入R输出声道，再经过L/R去加重和滤波处理，最终完成立体声解调。由此可以看出，FM立体声解码器，它其实就相当于一个切换开关，把副载波上调制的信号切成两半，一半是L，另一半就是R。这样看来，解码器的作用，从理论上讲，不管组成这个开关的器件是电子管的，还是晶体管（集成电路的本质也是晶体管）的，它都不会对音频的音色本身产生影响，不会带来改变。

二、对几种不同类型解码器的测试与比较

       由于解码器种类比较多，在这里鄙人特意选了6个不同类型不同型号的解码器做一次立体声分离度指标的对比测试。分别是：年代比较早的德机用晶体管解码器2款，德机用简单集成电路解码器1款，有锁相环功能的电子管解码器1款，八十年代日本三洋解码器集成电路LA3401和LA3450各1款。见下图：



1、先来看一款状态较好的解码器









       从图上可见，这个解码器L声道的本底噪声是64mV，R声道是72mV，当关闭R声道时，L声道的输出电平是1030mV，R声道电平是160mV，计算得该解码器的分离度是：20.8dB

2、再看另一款状态稍差的解码器









      从图上可见，这个解码器L声道的本底噪声是56mV，R声道是64mV，当关闭R声道时，L声道的输出电平是632mV，R声道电平是184mV，计算得该解码器的分离度是：13.6dB

3、这是德机上的一款状态不佳的集成电路解码器（应该是TA7343）









      从图上可见，这个解码器L声道的本底噪声是120mV，R声道是120mV，当关闭R声道时，L声道的输出电平是1280mV，R声道电平是300mV，计算得该解码器的分离度是：16.2dB

4、这是一款矿坛内蒙王老师制作的早期锁相环电子管解码器











      从图上可见，这个解码器L声道的本底噪声是520mV，R声道是520mV，当关闭R声道时，L声道的输出电平是2640mV，R声道电平是680mV，计算得该解码器的分离度是：22.44dB

5、这是三洋LA3401晶振锁相环解码器









从图上可见，这个解码器L声道的本底噪声是80mV，R声道是26mV，当关闭R声道时，L声道的输出电平是2660mV，R声道电平是36mV，计算得该解码器的分离度是：48.2dB

6、这是三洋LA3450晶振锁相环解码器









       从图上可见，这个解码器L声道的本底噪声是60mV，R声道是18mV，当关闭R声道时，L声道的输出电平是2560mV，R声道电平是22mV，计算得该解码器的分离度是：55.9dB

       从上述分离度测试中可以看出，锁相环集成电路解码器的确有不可比拟的指标优势，从本底噪声电平来说，电子管明显差于晶体管（包括集成电路），当然，细心的矿友也可从1KHz测试信号波形上，看出一些失真大小的端倪来。此外，影响解码器品质的还有失真度，信噪比等两项重要指标，不能混淆。有些人把分离度与失真度或信噪比相混淆，居然称LA3401的分离度可达94dB，这显然是错误的。
      另注：由于示波器测量量程档位是根据其实际测量值大小设置的，故，该通道的本底噪声值误差也因此变大，但可以通过在对同一测量对象的两次测量时，保持同一设置来抵消。
      以上描述分析和侧试过程，纯属个人管见，因陋就简进行的测试，仅供爱好者参考，如有什么不当还请海涵。

mowin

又见大作！前排支持

补充内容 (2022-11-22 17:48):
陈老师的制作选料制作都实为上乘，甚至看到聚苯乙烯电容！！加上专业的调试，出精品是自然而然的了

298175407

分析的透彻！太专业了！

ChrisLove

lz的制作达到了很高的水平，60db基本上是模拟MPX编码/解码器的实用极限，70-80年代实验室级别的标准设备，立体声分离度大约也就在60db左右，但这些设备倾向于使用单独的平衡调制器IC做MPX的开关解码，可能只是历史原因。当达到了这样的高隔离度之后，还需要关注输出滤波器的平坦度和对19K导频的抑制

笑无牙

非常喜欢陈老师关于FM接收方面的知识传授，收藏了！

朽木粪土

强，学习了。

乙猪

如果这都算因陋就简，那么我们的制作基本算土法上马了。

朽木粪土

另外，感觉解码后的LPF电路感觉比解码更重要，希望楼主多讲解一下这方面的应用心得。

天线迷

对于胆迷可是一击重挙，打击太严重了。

fy0204

有理有据这个帖子非常有营养

twsg

好贴，知识与实验数据都有，收藏了，谢谢！

lstvcss

一并感谢楼上各位矿友关注与支持！

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朽木粪土 发表于 2022-11-22 16:39
另外，感觉解码后的LPF电路感觉比解码更重要，希望楼主多讲解一下这方面的应用心得。

去加重和滤除付载波残余的确很重要。

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ChrisLove 发表于 2022-11-22 16:01
lz的制作达到了很高的水平，60db基本上是模拟MPX编码/解码器的实用极限，70-80年代实验室级别的标准设备， ...

您说得很好。

xiaoganglu

请教，调立体声分离度是不是关闭一声道信号，调整可调电阻将该声道杂波调的最小呢？谢谢