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看到论坛的帖子，觉得很多朋友对收音机基本概念和技术的了解并不清晰，总有一种盲人
摸象，经验主义的感觉。我虽然自己也是业余水平，但平时喜欢胡思乱想，自觉有点心得，因此写下来，与诸位共享。不当之处也请大拿斧正，共同进步。
帖子从下面三个问题展开：
1、高放到底有没有用？
2、高放如果有用，那么为什么大家不都用呢？
3、调谐高放是什么鬼？
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1、高放到底有没有用？
这一问题其实涉及到一堆相关的问题，比如：高放的作用是什么? 为什么有人加了高放效果就明显提升，但是又有人说，高放效果不大，甚至加了高放效果变差？ 简直是小马过河，没衷一是.
要回答这些问题，就需要看到两点：第一，高放的本质是什么，第二，高放与其他部分（尤其是混频器）的关系是什么。
1.1 高放的本质
记住：离开了"信噪比"来谈接收效果，那都是耍流氓。而高放的本质是通过放大来自天线的信号，来提升整机的信噪比。怎么做到的呢？数学上，这涉及到级联放大器的信噪比计算。推导过程在此不赘述，简单地说一下公式：
F=F1+(F2-1)/G1 --- (1)
这里的F代表级联放大器系统的整体噪声系数，F1/F2分别代表第一级和第二级的噪声系数，而G1代表的是第一级的放大倍数。
有几点附加的解释：
(1) 公式中要求的噪声系数和放大倍数是线性的，如果原始数据是dB，则需要进行转换，且转换标准要统一，比如都用功率。转换公式： f = 10^(dB/10), dB=10*log(f)
(2) 混频器虽然严格意义上不是放大器，但是可以看作一个广义的放大器，只看增益和噪声系数，不去理会频谱变换就可以了。
言归正传到级联放大器的噪声系数计算。
a. 假定来自天线的信号强度是10uV，噪声1uV，那么该信号的信噪比就是20dB （注意这里信号是电压度量，转成信噪比时，公式系数要变成20，即 20*log(10/1) )
b. 假定混频器的噪声系数是6dB (怎么来的？三角公式，积化和差，每项系数是1/2，意味着信号强度减半。直观上的理解，可以认为：混频之后，有用信号的功率被平均分配到了LO+RF和LO-RF这两个频点上去了，而中频只是其中一个频点，因此功率总是输入有用信号功率的一半，即衰减6dB，等价于噪声信噪比下降6dB）当然这是理想情况，实际上混频器还会引入其它噪声，一般噪声系数要比6dB大。不过这不是重点，掌握方法，大家可以替换成不同的数字去算即可。
基于以上两点，我们首先分析没有高放的情况下，经过混频器之后的信噪比。这种计算比较简单，直接加减即可，结果是： 14dB = 20dB-6dB （对，就是这么简单！）
现在假设混频器之前有一个10倍电压放大量的高放 (G1=100,注意功率放大倍数是电压放大倍数的平方P=U*U/R))，其噪声系数2dB (F1 = 10^(2/10)=1.58,注意这里要从对数dB变成线性值)，那么从混频器(F2=3.98=10^(6/10))输出的信号的信噪比是多少呢？
按照之前的公式(1)， F=F1+(F2-1)/G1 = 1.58+(3.98-1)/100 = 1.61
换算成dB就是 10*log(1.61)=2.07dB
这就是高放+混频器两者合在一起的噪声系数。将其与高放和混频器的噪声系数做对比可以看出：它与高放的噪声系数极为接近，似乎不太受混频器噪声系数的影响。这就是很多人说的：收音机（或者其他接收设备）的性能主要由第一级放大器所决定。这也是高放存在的理论基础。
1.2 扩展一下。
(1) 如果高放本身噪声系数就比较高，比如上面的高放的噪声系数也是6dB, 那么计算将是： 3.98 + (3.98-1)/100 = 6.02dB，这印证了上面的结论：高放的噪声系数基本上给整体噪声系数定下了基调。这是LNA (Low Noise Amplifier)低噪放大器的原理。如果要加高放，那么一定要选低噪声系数的，否则没用。
(2) 再扩展一下，对比一下好收音机和差收音机在加了高放后的差别。把高放之后所有的收音机组件，包括混频、中放、检博、低放，都看作一个放大组件，并假定其噪声系数从20dB(F2=10^(20/10) = 100) 变成30dB(F2=10^(30/10)=1000) （随意假定，没有任何基础），相差10倍，看看有一个低噪高放(仍沿用之前的数据，2dB噪声系数，10倍电压放大)会有什么区别
NF=20dB --> F= 1.58 + (100-1)/100 = 2.57
对应对数值是：10log(2.57) = 4.10dB
NF=30dB --> F= 1.58 + (1000-1)/100 = 11.57
对应对数值是：10log(11.57) = 10.63dB
可以看出：原来非常差的机器，性能得到了很好的提升，缩小了与好收音机的距离。
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2. 既然这么好，为什么大家不都用高放？
那是因为任何东西都是相互制约的。有多大头，戴多大的帽子。高放受谁约束？很多。比如天线，屏蔽措施，比如混频器的特性等。之前看到有朋友丢了一句"互调产物了解一下"就走了，我这里可以稍微介绍一下。混频器看似简单，中频与进来的信号积化和差整一下，之后再用滤波器把中频选出来，但实际的物理过程挺复杂的。例如：在里面混频的，不仅仅只有中频和你想要听的电台频率，还有其它电台频率，还有泄漏出来的中频信号等。简单说，假如天线里面在你收听的频率附近有两个强台，当他们信号足够强而且满足特定的频率关系（例如2*f1-f2=IF），那么他们也会产生一个中频频率出来，跟目标电台所产生的中频混在一起，就形成了一种称为三阶互调的干扰噪声。抵抗三阶互调干扰，需要靠混频器。如果混频器虚不受补，压不住干扰信号，那就完蛋，表现为整个频段，很多地方都能听到莫名其妙的噪声。所以，输入信号并不是越强越好，高放并不是加了总是起效果，要讲配合。我曾经用二变版DE-1103做过实验：在一个可以接收到强信号的地方，如果打开到远程DX接受开关，中波就听到很多莫名其妙噪声（这种并不是单纯原频点噪声的放大，而是在很多频点产生了原本不存在的噪声），如果切换到Local本地，就没有问题。另外一个XH-DATA D-808，在接入一个较强的外置天线了，也出现类似现象：接收效果反而变差了。因为混频器过载了。
所以，用不用高放，不是简单的一句话，没有什么定式的。得具体情况具体分析。当然实践出真知，加了有效果就行。但是也要注意避免盲人摸象：同样的机器，同样的高放，可能在不同的地点，效果也不一样，因为外部电磁环境不一样：信号弱的山窝里面，即使加了高放也不会过载，那么对接收效果有很大的改善，而在某些地方有强台，加了高放就会适得其反。因此，我们不能说片面地说：高放必须加，或者高放没有用之类的。
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3. 调谐高放是什么鬼？
调谐和高放是两个正交的概念，并无绑定关系。当两者都用上时，便有了调谐高放。高放前面讲了，那么调谐呢？
看问题，要看本质。调谐的本质是什么？我的理解：频谱整形。在谐振频率点，振幅加强，在其它频率点，振幅减弱。仅此而已。
谐振自身并不能提升信噪比（这个信噪比由其电感电容自身的工艺和结构决定的），但是因为频谱整形的原因，谐振本身也可以看作是一个对谐振频率的放大器，某种程度上等价于高放，因此对于减弱之后环节信噪比对整机信噪比的影响，具有正面意义。
但这并不是必须的。在今天的半导体工艺条件下，非调谐放大 + 高性能混频器也能做到非常好的性能。
当然，谐振整形还有很多其它好处，比如降低镜像干扰等，不再赘述。
有人就会说了：调谐+高放，那不是好上加好了吗？但还是那句话，要根据具体的设计来看。对于某些电路结构，它的确能明显地提升效果，但也存在约束。比如需要三联电容，可能造成自激，还有统调不当，在某些频率范围内，甚至会降低性能等。这里还要没有考虑成本
言尽于此，请给位指正 |
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发表于 2023-10-12 15:17:00
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发表于 2023-10-12 19:38:08
