使用Q表测试75号电路的实验

lq19512003 · 发表于 2009-3-18 11:05:06

使用Q表测试75号电路的实验

自从mak1939先生将75号检波电路推荐给国内矿友后，引起了不少矿友的兴趣与关注，坛里也有一些矿友做了这个电路的实验，有些人实验的效果很好，但也有实验不太成功的，在前一时间里关于75号检波电路的工作原理、检波效果等成了大家议论的热门话题。为了加深对这一电路的理解和体会，我抽了点时间，借助Q表做了75号检波电路的实验，现将实验过程和结果汇报给大家。

一、实验的原理与思路

众所周知，矿机调谐回路的电感线圈Q值越高越好，有些矿友经过潜心研究与不断实践，做出了Q值达到几百甚至上千线圈，但是这一Q值指标都是在Q表上测得的空载Q值，当把这些Q值很高的线圈接入矿机后，由于检波电路的接入，相当于在谐振回路上并联了一个阻抗，这使得谐振回路的Q值下降了很多，这一下降后的Q值我们常称之为“有载Q值”，真正决定矿机调谐回路品质的正是这一有载Q值，它不但取决于线圈的空载Q值和调谐电容的Q值，更重要的是检波及负载对其影响也很大，从下面的实验照片中可以看到：高频信号的频率是795KHz时，普通的单回路电路，使用二极管1N60检波，负载并联的滤波电容是2200pF，当检波的负载电阻时10K时，测得有载Q值是20，当检波负载电阻是100K时，测得有载Q值是80，而这个线圈的空载Q 值是460。计算可知在这两种情况下有载Q值只是空载Q值的4.34%和17.4%。从这一计算数据中可知负载电阻越大检波电路对谐振回路的影响就越小，谐振回路的有载Q值就越高，75号检波电路就是采取了减弱检波电路与调谐回路耦合的办法，以减小检波电路对调谐回路的影响，从而达到提高有载Q值的目的，用这种方法提高有载Q值，矿机的选择性肯定能提高，但是灵敏度和音量是否能提高那就不一定了，由于减弱了检波电路与调谐回路的耦合，调谐回路的输出信号不能全部传送到检波电路，而且耦合越松传到检波电路的信号越少，这对音量和灵敏度是不利的，但耦合越松检波电路对调谐回路的影响越小，有载Q值越高，这对音量和灵敏度又是有利的。考虑两种极限的情况，a：如果完全断开调谐回路到检波电路的耦合，检波电路对调谐回路没有影响了，这时调谐回路的Q值接近或达到了空载Q值，调谐回路输出端呈现的信号电压最高，可是信号传不到检波级，矿机没有声音。b：如果将检波电路直接接到调谐回路上，虽然调谐回路的信号可以全部传到检波级，可是此时检波电路对调谐回路的影响最大，调谐回路的有载Q值最低，调谐回路输出端呈现的信号电压较小，此时矿机无论选择性、灵敏度和音量都不好。因此在上述a完全不耦合与b完全耦合之间一定存在一个适当的耦合情况，即能兼顾调谐回路能得到较高的有载Q值并且又能有较多的信号从调谐回路传送到检级，使矿机的接收效果最好。75号电路就是用连接调谐回路和检波电路间的小电容调节耦合的松紧程度，以找到合适的耦合，达到最佳的效果。
使用Q表可以很方便地实时监测调谐回路的有载Q值，同时使用数字万用表的直流电压表实时监测检波负载电阻上的直流电压（因为Q表的高频信号是未经调幅的等幅波，经检波后只有直流而无音频，所以只能用直流电压档测量，也正是因为同样的原因，检波只能用电阻作负载而不能用耳机和变压器这样的电感作负载。），便可以很方便的测试矿机的工作状态了。

二、测试过程及测试结果

测试仪表：QBG-3型高频Q表，串号 30692。
         DT890B型数字万用表，串号 9115430。
测试频率点： 795KHz
矿机结构及元件：线圈L1用 0.05X60 线在10X85mm的中短磁棒上蜂房绕法绕 50匝磁棒上裹两层聚四氟乙烯生料带，线圈绕好后外裹两层同样的生料带，测得空载Q值是460。检波二极管 1N60  检波后的滤波电容 2200pF 。耦合电容2-56pF空气介质半可变电容，
高扼圈L2两只，一只电感量是27.7mH，另一只电感量是8.78mH。
测试普通的检波电路，测得：
         负载电阻10K时  有载Q值=20，负载电压= 0.118V。
         负载电阻100K时有载Q值=80，负载电压=0.962V。
测试75号检波电路，测得：
         当L2=8.78mH，负载电阻=100K时 C的最佳值=32pF  有载Q值=185，负载电压=1.076V。（若C小于32pF,有载Q值上升但负载电压下降，若C大于32P，有载Q值下降，负载电压下降。）
         当L2=8.78mH，负载电阻=10K时  C的最佳值=32pF  有载Q值=80，负载电压=0.237V，
         当L2=27.7mH，负载电阻=100K时 C的最佳值=25pF  有载Q值=240，负载电压=1.183V。（若C小于25pF,有载Q值上升但负载电压下降，若C大于25P，有载Q值下降，负载电压下降。）
         当L2=27.7mH，负载电阻=10K时  C的最佳值=25pF  有载Q值=120，负载电压=0.275V

测试的结论：
   1．从以上的测试数据上看75号检波电路对提高调谐回路的有载Q值从而提高检波电路的输出电压的确有效，而且有载Q值的提高幅度很大。
   2．耦合电容也存在着最佳值，该电容调整时如果未达到最佳值或者超过了最佳值，检波器的输出电压都将下降。
   3．在测试过程中还发现，耦合电容的最佳值不但与扼流圈的电感量有关还与接收频率有关，当测试频点的频率降低时，电容C的最佳值将变大，当测试频点的频率升高时电容C的最佳值将变小。
   4．调整耦合电容的容量时会影响调谐回路的谐振频率，要反复调整谐振电容与耦合电容才能找到耦合电容的最佳容量。
   5．75号电路中的高扼圈的电感量大一些，对提高调谐回路的有载Q值和提高检波器的输出电压更有利，本次实验中使用27.7mH的扼流圈的效果要比使用8.78mH扼流圈的好很多，但是本次实验未做扼流圈电感量的上限是多少的测试。

三、思考及问题

   1．从实验的数据上看，由于75号电路调谐回路的有载Q值提高了很多，故选择性可有较大的提高，由于输出电压有所提高，故灵敏度和音量也有所提高。
   2．由于耦合电容的最佳值随着接收频率变化，而在实际制作时耦合电容很难与调谐电容联动，因此要想达到最佳的接收果，调台时比较麻烦，要反复调整调谐电容与耦合电容，如果不借助仪表很难找到耦合电容最佳值，好在耦合电容稍有偏调接收效果下降的并不太明显，因此调台时并没感到太困难。
   3．通过计算可以发现耦合电容和扼流圈组成的串联谐振电路并没有谐振在接收频率上，它们的谐振频率远低于中波波段的最低频率，况且几十pF的电容量变化也不可能覆盖整个中波波段，所以我认为75号电路之所以能提高调谐回路的有载Q值是因为调谐回路与检波器之间有一只小容量的耦合电容，该耦合电容使得调谐回路与检波器之间的耦合不那么紧密了，从而减小了检波电路对调谐回路的影响，使调谐回路的有载Q值能有较大的提高，通过计算可知，实验中得到的耦合电容的最佳值分别是25pF和32pF，它们在实验所处的795KHz频点上的容抗分别是8008欧和6066欧，在调谐回路与检波器之间串入了如此大的容抗，后级对前级的影响自然要小多了，至于耦合电容有最佳值，我的理解是“耦合电容取不同值是，电容产生的容抗是不同的，这一容抗的变化势必影响调谐回路输出端的阻抗匹配，当耦合电容调到最佳值时前后级之间的匹配最好，此时的效果也最好。以上是我的想法，也不知是否正确，希望能与诸位同学探讨。
   4．通过使用Q表测量有载Q值得方法测试75号电路，虽然方法简单但也存在如下的问题：
      a.由于Q表的原理与构造的问题，用Q表测量时加到被测调谐回路上的高频信号有10mV之多，这远大于大多数情况下矿机接收的信号强度，因此这个测试不能如实反应小信号下矿机的实际工作状态，为了得到小信号的实际效果，应该使用有准确衰减器的高频信号发生器做信号源。
      b.因为Q表内部只提供等幅高频信号，所以只能用电阻作检波负载，虽然可以尽量让电阻负载的阻值尽量等于电感负载的感抗值，但是交流信号作用于电感和滤波电容上的电抗参数被忽略了，因而用电阻负载测得的匹配情况并不十分真实，如要得到更准确的测试结果信号源应采用调幅度准确的高频信号发生器。
以上是这次实验的报告，由于水平有限，实验也未必严谨，各种测试仅做了一次，并没有进行多次测试统计，难免有一些偶然的错误影响测试结果，至于分析方法和结论也难免有荒谬之处，欢迎大家拍砖。

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