简易超外差收音机的灵敏度奥秘

冰岛

前些年本论坛一直有种说法，说是仅有一级中放的收音机灵敏度很低，然而我实际组装和调试这两款收音机套件的感受却不是这样，使用效果上，两种收音机的灵敏度、选择性都没有明显的差别。以前一直没舍得拆解收音机套件的中周，这段时间我给之前在孔板上实验的那部小收音机换板，由于之前给中周线圈和谐振电容烫过蜡，拆中周时不小心把中周内部的磁芯弄断了，所以迫不得以只能用另外一块废板上的中周改绕，顺便记录中周绕制数据。
        拆断磁芯的中周是博士BS618套件中放与检波之间的黑色磁帽中周，用来取磁芯重新绕制的中周是恒兴HX207套件二中放与检波之间的绿色中周。博士套件黑色中周的绕制数据：初级72+80，次级37，谐振绕组152匝，接中放管集电极的抽头位置在47.3%处。恒兴套件绿色中周的绕制数据：初级47+101，次级30，谐振绕组148匝，抽头位置在31.8%处。简单分析两只中周的绕制数据可得到这些：一、两只中周的磁芯、磁帽是相同或者相似的，谐振绕组总匝数同为150匝左右，因此可以认为，两只中周谐振绕组电感量、谐振电容量以及谐振阻抗几乎是相同的；BS618中周接中放集电极的抽头位置比HX207末中周抽头位置阻抗高得多，也就是说BS618中放负载阻抗远远高于HX207二中放负载阻抗；BS618黑色中周次级比HX207绿色中周次级多，但是初级抽头与次级的匝比更大，黑色中周初、次级匝比接近2，绿色中周初、次级匝比接近1.5，因此，在相同的供电电压情况下，BS618套件黑色中周次级可以输出的中频幅度上限要小于HX207绿色中周。

这是两种套件的电路原理图
        BS618

        HX207


        HX207绿色中周的绕制参数是比较接近TTF-2-9的，而BS618黑色中周初级抽头处阻抗高得多，然而在实际调试过程中，BS618套件的黑色中周只要磁帽稍微转动一点点，音量和音调变化就很明显，可见，这只中周在路有载Q值是很高的，初级抽头比老中周多得多，但既没有让中放发生自激，也没有让中放增益下降或者选择性变差，这说明9018三极管的集电极输出阻抗的确比以前的3AG系列三极管高。

girlexplorer

冰岛出品，必是精品。

qmycy

这是一个调谐放大器的放大倍数问题。
按照这种发射级没有反馈电阻并电容的接法，调谐放大器在谐振时，放大倍数就是Av=gm*(Rce//n^2*rbe)。电感和电容，复数阻抗相互抵消。
gm=IC/VT=0.4mA/26mV=0.015S
rce=VA/IC=50/(0.4*1e-3)=125K欧
以匹配时的AV=0.015*(125e3/2)=937倍，负载得到的电压除以匝比=937/（6.2）=151倍。如果电流更大倍数更高。

我在调试二中放电路时，用信号源激励第二级中放，电压要很小很小，由于输入信号是用示波器看的，已经到了示波器的量程底部。
实测跟这个放大倍数的数量级相差不多的，100倍以上是一定的。
按照老爷子的调试方法，从后级往回测试，基本第一级中放，基本放大空间不太大了。理由是：
1、电源电压限制
2、AGC设计
这是显而易见的。

根据我看了中夏套件各级的波形：
得出结论：
1、混频器上面的中周不在乎放大倍数，根据示波器的波形，从第一中周输出的波形，本振幅度还是不小。滤除本振信号是主要任务。
2、第一级中放电路，基本就是个打酱油的，带通滤波器，放大空间极小。如果我说放大10倍，和二中放的数百倍一乘，电源轨够不够是一个问题。因为10mv就能放大到1.5V。最终会被AGC拉扯。
3、第二级中放，是一个全力放大的调谐放大器。

根据中周的排布：
1、第一中周出来的信号被，一中放，二中放放大。
2、第二中周出来的信号，被二中放放大。
中周的选择性非常明了：
1、第一中周，注重选择性，压制本振信号。
2、第二中周，是个次之。兼顾阻抗匹配，AGC，稍稍有点放大作用，提高一点实验室灵敏度。
3、第三中周，注重放大性能。

个人认为：第一中周干的活，非常适合陶瓷滤波器。压制本振信号能力强。第三中周是不可能用陶瓷滤波器的，如果用了，灵敏度就废掉了。

95147

不同三极管的工作电流不同，是什么原因？

ssffzz1

95147 发表于 2023-8-5 22:05
不同三极管的工作电流不同，是什么原因？

你这话反过来说。

不同的三极管，工作电流相同。 是不是非常矛盾？

whyljh3333

HX207电流3～5mA，而BS618只有1.5mA，相同的管子相同的电压，电流大的阻抗就低，这是必然的..

配合合适的中周，BS618套件的黑色中周只要磁帽稍微转动一点点，音量和音调变化就很明显，可见，这只中周在路有载Q值是很高的，你说的很对....

qmycy

liwj113 发表于 2023-8-6 06:31
灵敏度听着感觉差异不大，很弱的信号还是有些细微差异。选择性就不行了，尤其遇到邻频信号收听的场合！没有 ...

这个是一中放：

这个是二中放：


资料来自论坛的《晶体管收音机手册》，这个手册里有一中放，二中放各种电路图指标。
经比较两者相差不大，二中放有差的，一中放有好的。

冰岛

昨天又拆了BS618的白色中周，绕制数据为：白色中周初级37+113，次级4。与TTF-2-1相比，这个中周初级抽头更少，我想可能是楼上说的“减少本振泄漏”吧，次级只有不到TTF-2-1的60%，输出阻抗大约为TTF-2-9的1/3，这样设计显然是为了适应中放管1.5mA集电极电流。

关于中放集电极电流与中放增益以及输入阻抗，这是个简单的一次函数关系：中放管的输入阻抗计算式为300Ω+26mV*(h+1)/Ie，把9018H的放大倍数h=97~146以及Ic=1.5mA代入计算式，可得出中放输入阻抗大致在2k~2.5k之间，300Ω这个常数占比很低，因此可以近似认为中放管输入阻抗大致与其集电极电流成反比；中放管集电极负载阻抗是中周初级抽头与检波输入阻抗按变压器原理折算到中放管集电极的并联值，因此中放管负载阻抗是个固定值，而中放管的输入阻抗与基极电流成反比，按照Av=h*RL/Ri，可得到进一步的推论：中放的电压放大倍数与其集电极电流成正比。而第一只中周（即BS618套件的白色中周）的输出阻抗呢，按照变压器原理，输出阻抗与次级匝数的平方成正比，而输出信号幅度与次级匝数成正比。BS618白色中周次级的确明显比TTF-2-1少，而集电极电流远远大于全国联合设计收音机一中放的电流，这样，在保持中放管输入阻抗与第一中周阻抗匹配的情况下，中周次级匝数减少，中放管集电极电流相应增加，中放的增益同样会有所提升。由此可见，一级中放收音机通过提升中放管集电极电流来提升中放增益，第一只中周次级是配合中放管电流做了相应调整的，并没有以牺牲选择性作为代价。

冰岛

whyljh3333 发表于 2023-8-5 22:45
HX207电流3～5mA，而BS618只有1.5mA，相同的管子相同的电压，电流大的阻抗就低，这是必然的..

配合合适 ...

我作为一个曾经组装过HX207收音机的人，跟您说说HX207一中放的静态电流为什么要这么大，HX108-2也是这样。
        HX207这款收音机套件的检波器是二极管检波，但是检波器的工作原理与经典的联合设计却完全不同：经典的联合设计，检波输出的直流在CRC低通滤波器之后分成两个支路，一路经过AGC电阻到达一中放的基极用于AGC，另一路经过音量电位器到地，这相当于并联，调试时可以通过选用不同阻值的AGC电阻改变AGC控制速率，而HX207的检波器，音量电位器与AGC电阻R6是串联，R6左侧电位又被一中放发射结钳位到几乎固定的0.6V，因此AGC回路电流的变量等于检波输出直流电压除以R6+R9+RP的总和，而R6在检波总直流负载所占比重很低，因此R6几乎没有调整AGC速率的作用。如果一中放集电极电流按照经验取0.5mA，那么基极电流只有4μA左右，当检波输出直流达到27mV，一中放集电极电流就已经下降到0。检波输出直流27mV，输出音频幅度只有3mV左右，再经过R9、RW与VT5输入阻抗的分压，实际到达VT5基极的音频幅度只有2mV左右，而该套件只有两级音频放大，末级又是增益很低的OTL功放，就会造成音量严重不足。当初我调试那部HX207，只有在保证不自激的前提下尽量加大VT2集电极电流，才可以获得满意的音量，而这样调整必须牺牲变频和二中放的增益，因此这款套件实际使用效果并不理想。

whyljh3333

低压的OTL功放，本身就是短项，
中频信号放大太多，也会馈到前面，引起自激，

9018三极管的集电极输出阻抗的确比以前的3AG系列三极管高。--这个可能与B值有关，9018比3AG大好多吧..

qmycy

冰岛 发表于 2023-8-6 17:17
我作为一个曾经组装过HX207收音机的人，跟您说说HX207一中放的静态电流为什么要这么大，HX108-2也是这样 ...

你说的音量问题的确存在，我感觉电位器全程不失真，这种调法也是可取。有网友说是2/3处不失真。
我仿真了一下三极管的检波，用bs618的三极管检波参数，仿真了一下，比较好的区域是30mV以上。30mV(中放输出后的)以上检波效率很高。
等下测试下这个三极管检波，再听听邓丽君的试试听感。二极管检波需要比这个大很多的信号。二极管检波在信号很合适的时候基本听不出失真。

qmycy

qmycy 发表于 2023-8-7 09:52
你说的音量问题的确存在，我感觉电位器全程不失真，这种调法也是可取。有网友说是2/3处不失真。
我仿真 ...

今天搭了个电路：
bs618的三极管检波部分：

原理图：

从S1注入40mV以上调制40-50%，语言类的失真基本听不出来，高动态的音乐能听出来失真。
网友说的本底噪音大，听感来说，我听的时候，没有，本底噪音应该不来自三极管检波级。
小信号检波，20-10mv区间有一个效率急剧下滑，音量骤减的区域。

接入前几天试验的平衡转不平衡高放，从s2注入。三极管基极信号幅度100mVpp，听感还不错。有本底噪音，应该来自高放。
从s2注入方波调幅波，1-2khz的方波基本无失真。

通过试验，三极管检波，不需要太高的信号输入。相比二极管检波的-20db的衰减。基本可抵消一级中放。
1、网友说的三极管检波本底噪音大，应该不来自三极管检波电路。
2、网友说的三极管检波失真大，我个人体会，失真并不大，
3、从检波出来的波形来看，三极管下面的电容容量可以大一些，否则465khz成分比二极管大。不过人耳，或者我的小有源音箱滤掉了。

qmycy

我翻了晶体管收音机手册，英雄H604的灵敏度也是1mV的。

也感谢楼主提供的bs618的中周数据。
我差点以为这种少一个中周的是个低档货。过几天，前面加上调谐高放试试直放机。

冰岛

qmycy 发表于 2023-8-7 15:23
今天搭了个电路：
bs618的三极管检波部分：

超外差收音机的三极管检波，检波三极管基极与中放管基极共用偏置，中放管把检波三极管基极电位钳制在0.6V左右，而且要求中放管和检波管使用相同型号三极管，只有这样才可以保证三极管检波器的工作点正确。也就是说，三极管检波器不能单独实验，须利用中放管提供稳定的基极偏置电压。三极管检波器的基极偏置电压对检波效率、AGC特性都有至关重要的影响，偏置电压不足会造成弱信号根本无法检波，偏置电压过大容易造成检波三极管饱和，大信号会出现严重失真。
三极管检波器的负载RC时间常数，的确需要取得比二极管检波器更大一些，如果电位器是4.7k或者5k，那么发射极电容取0.015基本就不影响检波效率，取0.01会影响检波效率，0.022就偏大了。检波负载旁路电容取值越大越容易出现对角线切割失真，主观听感声音生硬、刺耳，换成0.015就好得多。检波输出端残余的455k载波，可以在音频放大环节抑制BS618音频推动基极与集电极那只180pF小电容就是这个作用，适当调整这个电容还可以改变音调，这个电容实际可以在150~470之间调整。