一些关于“统调”的想法

dabfxz

  最近论坛里又看到一些对“统调”的讨论，统调对于老式（特别是分立元件）收音机的无线电爱好者，统调的确是个很重要的问题。在论坛里搜索一下，有关统调的帖子也真不少，从理论到实验，在实操过程中遇到问题的帖子都有。不由得忍不住说几句，最后也抛出个问题求教大家。
1.        对于工业部门或者生产厂家，以至专家学者，统调已经是个历史问题，因为现代的收音机，不仅销路大减（受各种自媒体、新媒体的冲击），而且技术也不会回到老式机器了，统调问题对他们已经没有现实意义了。“统调”主要是解决在机械式（用可变电容器）调谐的时候，信号回路与本振回路的准确跟踪（或同步）问题，而今天本振信号的频率不再由LC电路里的机械可变电容决定，所以他们不会再关心统调问题了。
2.        从历史看，不管是专业书本或者科普的无线电接收机书籍，里面没有不谈“统调”问题的。但是以前我以为没有专门谈统调问题的书，来到论坛才发现是自己孤闻寡陋了，因为在论坛里的确就是有一本书叫“超外差式收音机的统调”（人民邮电出版社1980年出版）。这本书是《无线电爱好者丛书》之一，不过里面大部分是公式，对无线电爱好者的实际操作帮助不大。我们自己装收音机的时候，需要的不是公式而是怎么操作，需要知道先调哪里，后调哪里，调哪个个零件？步骤如何？等等。
3.        “统调”问题的起源是“单手调谐”的要求。普通超外差收音机在检波前，涉及3个频率：待接收信号的频率、本地振荡频率和中频频率。其中中频是固定的，操作使用过程中不必动它，也就是一次调好就不要再调了（有些高档接收机需要改变带宽的，当属另例）。本地振荡频率和输入回路（包括天线、高放等）的频率都需要随着不同接收的电台的频率而改变，在改变的过程中，两者之差要保持一个中频。可以设想一下，如果不用双连的可变电容器，输入回路和本振回路分别用一个可变电容行不行？理论上当然可以：先把本振频率调到信号频率+中频，再用另一个可变电容调到信号频率，这就可以完美地收到所需的电台。可是这样操作起来会非常麻烦，特别是收音机是面向消费群体的，谁会接受如此难操作的收音机？因而“单手”操作是必须的。问题的提出，是因为要简化收音机的操作，也就是用一个旋钮同时改变输入回路和本振回路的频率，但同时尽可能保持这两个频率的差值（中频）不改变。所以有的俄文书里甚至用“单手”调谐形容它，英语里最初用ganging一词，即机械联动，同轴联动的意思，也有用“跟踪”（tracking）这个词的。（随便说一句，有一本俄文书里就是把“统调”说是“单手操作”问题的）。
4.        采用双连可变电容实现“本振”和“输入”两个调谐回路的单手操作也不一定出现“统调”问题。因为在设计可变电容器的时候，完全可以针对两个谐振回路频率（随接收信号）变化而设计电容器动片和定片的形状，使得可变电容不管旋转到什么角度，两个谐振回路的差频都保持为一个定值（中频）。不过工业部门并没有采用这个方法，因为大多数收音机是“多波段”的，这种专门设计的双连可变电容只能适合某个波段（往往是中波），在其它波段仍然会有统调问题。
5.        由于统调对中波波段的灵敏度影响最大，在历史上，超外差收音机的统调一度非常重要，特别是工厂大规模生产收音机，由于元件误差，不同工人装配工艺差别等等，统调的工作量比较大。因此，工厂里配有专门的“统调仪”。具体的介绍见《晶体管收音机修理与调试》（沈宜孙编，上海科学技术出版社1979年出版）的第6章第10节和第7章第4节。
6.        明白了统调的起源和各频率的关系就可以知道，统调问题并不是非常复杂的问题，只要有基本的数学知识就可以搞清楚。当然如果要分析误差，甚至要做到误差最小以及如何“优化”，涉及的数学就要多一点，不过那跟我们无线电爱好者没多大关系。
7.        关于统调问题的文章，可以说1936年的时候就有了。那以后，基本上只要涉及超外差收音机的专业书和科普书都会讲到这个问题。而到了本世纪，好像没有什么专业书再提到这个问题了，估计就是上面第一点说的原因：近代接收机已经不用双连可变电容了。
8.        对于实际操作的新手，建议从下面资料中挑一两个读读：
一. 《晶体管收音机》科学出版社1971年出版，
第六章第三节   调整中频频率、频率范围和统调     （p.233）
二.《晶体管收音机及其修理技术》湖南人民出版社1973年出版，
第九章第五节：调中周的方法            （p.285）
      第六节：对刻度的方法             (p.289)
      第七节：跟踪统调的基本原理       (p.292)
      第八节：一般统调方法             (p.295)
三.《收音机修理自学读本》人民邮电出版社1986年出版，
第七章
       7-6 中频的调整技术                   （p.363）
       7-7 超外差式收音机中波段的统调       （p.371）
       7-8 检查统调是否正确的方法           （p.381）
四.《晶体管收音机修理与调试》上海科学技术出版社1979年出版，
    第六章 第十节   统调仪                            （p.334）
  第七章 第三节   调整中频                           （p.377）      
         第四节   统调外差跟踪--校准频率刻度和调整补偿（p.387）   
五.《晶体管接收机电路的原理与设计》科学出版社1982年出版，
   第七章 变频
      第九节 统一调谐            （p.511-523）
至于要深入分析和计算统调的理科生，下面的资料可供参考：
《无线电接收设备》（下册）苏联B.И.西福罗夫著 陈炳南等译
                                   人民邮电出版社出版
      第十三章 无线电接收机的电路
             8  超外差接收机谐振电路的跟踪   （p.605~622）
《无线电接收设备》 程西津 编 北京科学教育出版社 1961年出版
      第七章 接收机电路
       第一节 接收机的统一调谐        （p.164-169）
《Radio Receiver Design》 By K.R.Sturley 由John Wiley & Sons,Inc.1942年出版
     第6章 Oscilators for superheterodyne reception
      （超外差接收的振荡器）
     6.12 Ganging of the Oscilator and Signal Circuits (p.273-280)
               （振荡器回路与信号回路的联动）
     6.13  Graphical Determination of the Oscilator
              Tracking Capitances  Cp and Ct      (p.280-287)
             （用图解方法决定振荡器跟踪电容Cp和Ct.）

9.        最后提出一个问题：绝大多数书籍和文章都只说到“三点跟踪”。实际上，超外差接收机是可以做到四点和更多点跟踪的，作者只看到一本书里谈及这个问题：
http://www.crystalradio.cn/forum ... =2114178&extra=
只是这个问题比较复杂而不一定有实际意义。这里就不说了。

longshort

統調是個老問題，調諧頻率的機械位置是個十分重要的核心因素，可變電容器最大與最小容量的極端位置上各有一段行程是屬於綫性不佳的區域，因此早年的材料中見過對於這兩個區域，分別各取5%~10%作爲高低段頻率的定義點。有了定義點再套頻段的標稱頻率，就非常容易得到度盤標尺對應的頻率位置。
例如美多28A-1的中波535KHz、1605KHz位於5%和95%的位置上，短波4.5MHz、12MHz位於10%和90%的位置上。
同樣，牡丹644的中波535KHz、1605KHz位於5%和95%位置上，短波3.9MHz、12MHz位於5%和95%位置上。
短波不論，中波按所定端點頻率去統調，1000KHz頻率一定準確地落在度盤標尺的指定位置上，其實短波也一樣。各位有興趣可以拿手中不同牌號的機器來做個驗證。所有的機械調諧收音機，無論中外，皆圍繞此一原理。
可惜現在這方面的資料難以找到，但其機理卻不難驗證。不同的是，很少有人能聽進這一點。

twsg

单手调节我感觉是翻译偏差，我一直认为单选钮调节更确切

ym78321

谢谢楼主的好资料！国内书籍上未见到过同类电路上的描述。

若不受体积限制，老爱好者可以通过空气双联的花片实现与准确跟踪平行线的多次交叉，也能够接近5次穿过跟踪线，接近这本书上的4~5点跟踪的，但要有频率计反复测定、调整。

ddsddp

谢谢楼主如此详细的总结，还列出参考的书籍，对我等这些刚接触的小白们很有帮助。

dabfxz

twsg 发表于 2024-8-12 11:35
单手调节我感觉是翻译偏差，我一直认为单选钮调节更确切

是的，单旋钮调节的中文表述更好。不过有个“信、达、雅”问题，那个俄文是“一只手”的意思，我就为难了。

dabfxz

ym78321 发表于 2024-8-12 11:10
谢谢楼主的好资料！国内书籍上未见到过同类电路上的描述。

若不受体积限制，老爱好者可以通过空气双联的 ...

通过花片实现多点跟踪，只适合单波段的收音机，如果收音机有几个波段，调整花片就不能适应了。

ym78321

dabfxz 发表于 2024-8-12 18:19
通过花片实现多点跟踪，只适合单波段的收音机，如果收音机有几个波段，调整花片就不能适应了。

是的，您提醒的对。

超级夜猫子

longshort 发表于 2024-8-12 18:03
統調是個老問題，調諧頻率的機械位置是個十分重要的核心因素，可變電容器最大與最小容量的極端位置上各有一 ...

搭车请教一个问题，在做LC72131锁相环的时候想到的，LC72131的步进可以设置为1、5、9kHz等，如果按我国9kHz频率间隔设定步进，发现535、1605、包括中频465、455kHz都不能被9整除（450kHz中频可以），已知的中波电台倒是都能被9整除，那么收音机上的频率标尺为什么喜欢标535、1605（也有1600）而不是531、1602这些数字能被9整除呢？它们既不是已知电台频率，也不是接收频率的上下限（按您的说法），这有什么说法吗？

快乐年

对啊，好像书籍没有说到短波的统调。

longshort

超级夜猫子 发表于 2024-8-12 19:06
搭车请教一个问题，在做LC72131锁相环的时候想到的，LC72131的步进可以设置为1、5、9kHz等，如果按我国9k ...

您好。對於中波頻段的劃分是有年代區分的，現在礦壇上提到的535~1605區間是早年的頻段劃分，那時尚沒有“步進”的説法，步進是建立在頻率合成基礎上的概念。改開以後與國際接軌，才有了具體的頻道劃分，從而收音機行業的中波頻段也從以前的變化到了現在的522~1620。在談到頻段範圍時，請不要脫離年代歷史的限制，希望各位都能重視這一點。特別是談機械“統調”，這完全是和早年的情結相關聯的事情，不和機械調諧結構產生的歷史聯係起來，基本上討論不出任何可復現的結果。

longshort

dabfxz 发表于 2024-8-12 18:19
通过花片实现多点跟踪，只适合单波段的收音机，如果收音机有几个波段，调整花片就不能适应了。

也不一定，這其實也有規律可循。在中波實現多點跟蹤以後，其他波段只要是覆蓋率和中波（曲綫變化率）相仿，都可以直接使用，只要高低兩端調節正確就可以了。例如早年的中波535~1605，短波就可以設4~12或者6~18，都是同樣的覆蓋率。
至於後期有多波段的那些米波段模擬收音機，因爲覆蓋率極小，所以輸入可以做成不調諧的，反而省了很多麻煩。特別是二次變頻機，更是拿它當成法寶，十來個波段的比比皆是。

vkjmmy

会玩单片机的朋友可以做到中波台台跟踪：国内电台频率是固定的，间隔9kH，大概100多个台，可以分配每个台一个地址，并预置这个地址的本振频率值，这就实现了台台跟踪。觉得本坛的'点点跟踪'可能就是这个原理。这样有个优点，就是跳过没有电台的地方，选台一步到位。辩证来看也有缺点，就是没了那种滋滋啦啦调台的乐趣了。

补充内容 (2024-8-13 19:28):
用电调谐，只要记住电台跟踪良好状态下天线连和本振连的电压值就可以了

dabfxz

vkjmmy 发表于 2024-8-13 10:07
会玩单片机的朋友可以做到中波台台跟踪：国内电台频率是固定的，间隔9kH，大概100多个台，可以分配每个台一 ...

想法是对的，但是每个电台分配一个地址不够，要分配两个地址：一个存本振，另一个存输入回路。
总之，方案可行，只是比较复杂。

超级夜猫子

本振不用存，直接通过编码器加减就行，也可以直接键盘输入，天线调谐回路做一个数组对应本振频率就可以了，并不算很麻烦。

另外，我觉得还可以取得一定量的实测数据后，分段建立回归方程，在程序里以函数形式实时计算，这样做虽然没有点点统调那么精确，但应该也能满足要求。

补充内容 (2024-8-13 22:58):
我一直想着锁相环本振（或者5351、DDS等），如果只是数控电压控制变容管，那还是要存一组数据的，不过那样做就把数控的优势都丢了。