要想彻底搞懂频偏的形成机理, 必须先从鉴频器事理提及.
常见的鉴频器及事情事理习气上人们把调幅旗子暗记解调叫做检波, 把调频旗子暗记的解调过程叫做频率检波或者鉴频. 无论是检波还是鉴频, 终极目的都是将幅度或者频率的变革转换成电压的变革. 以超外差调频收音机为例,最常见的两种鉴频办法为比例鉴频和正交相位鉴频, 前者多见于分立元件机,或者早期的中放集成电路机, 或者多用于带鉴频的集成电路. 比例鉴频器是由鉴频线圈以及外围的二极管和阻容元件组成, 图中便是范例的比例鉴频器, 常日由两只紧靠在一起的中周形状的线圈, 两只配对的二极管, 多少电阻和一只10uf旁边的电容组成. 比例鉴频器的基本事理是将调频波转换为调幅, 再利用二极管做传统的包络检波, 详细事理剖析得用到数学模型了, 爱好者没必要穷究了. 比例鉴频电路从50, 60年代就有了, 之以是沿用至今, 紧张是由于其自带限幅特性, 而且通频带宽失落真小,自带限幅特性可以省去了单独的限幅电路, 中频电路变得更大略节约了本钱, 不过由于它的两根二极管为串联关系, 因此输出电压略小.
早期集成电路功能还比较单一, 只是纯挚的中频放大, 没有鉴频功能, 例如μpc1018C. 随着技能进步, 电路规模扩大, 鉴频功能也可以被整合到芯片内部, 从而大大减少了外围元件, 而且鉴频失落真小性能更好. 险些所有的集成电路鉴频都属于相位正交鉴频, 而差分放大器是集成电路的基本电路单元 可以用来做混频器, 因此集成电路鉴频又多为双平衡正交鉴频, 它的上风跟变频级的平衡混频器类似, 可以更好的隔离输入与输出, 减小有害滋扰进入下一级. 集成块鉴频电路外围只保留LC移相带通网络, 也便是常日说的鉴频中周或者10.7Mhz鉴频晶振. 所谓相位正交鉴频, 实在跟平衡混频器道理类似, 中频旗子暗记经由限幅后进入混频器, 与另一句路被限幅并移相后的中频旗子暗记一起混频, 混频的产物再经由低通滤波器滤除高频谐波滋扰后就得到低频解调旗子暗记或者称作立体声复合旗子暗记. 正交鉴频器的移相网络和低通滤波器是鉴频器的核心部分, 它很大程度决定着鉴频器的性能, 以至于影响整机的失落真度, 信噪比等主要指标. LC移相带通网络谐振中央频率为中频频率10.7Mhz, 中频旗子暗记因此10.7Mhz为中央频率的频带, 相移网络便是将这种以10.7为中央的瞬时频偏转换为相位变革, 这个相位变革量与频率偏移量是成线性关系,这一点是至关主要的, 很大程度影响鉴频器的性能. 移相网络的LC谐振又分为单调谐, 双调谐和陶瓷振子. 无论哪种形式的移相网络, 事理都是利用谐振网络对不同瞬时频率下呈现的不同特性来事情的, 10.7Mhz旁边的通频带内, 依照瞬时频率不同，LC回路会呈容性, 阻性或感性, 以是相移特性是不同的. 实在三种LC移相网络形式的实质并没有差异, 但是性能是有差异的. 单调谐鉴频中周和陶瓷振子最大略也最多见, 陶瓷振子非常廉价 而且免调试, 后期机器非常遍及. 然而相对付单调谐LC鉴频, 它的谐振曲线比较尖锐, 线性范围没有传统LC宽, 以是不得不加以电路上的改动. 因此很多爱好者还是更喜好传统LC鉴频中周多一些，中周还有一个好处便是可以微调，为什么须要微调，下文会剖析. 双调谐的鉴频中周多见于收音头等高端电路, 例如三洋LA1235, LA1266等芯片多搭配有双调谐鉴频中周, 双调谐鉴频有更宽的线性范围, 带来更小的失落真, 但是本钱高些,调度麻烦, 必须借助扫频仪才能调到最佳状态.
鉴频器S曲线的解读
鉴频器的功能是将调频波(也便是中频)的瞬时频率变革转化为音频电平变革也便是将广播旗子暗记还原出来的过程. 这个变革关系可以用鉴频器的频率特性来描述, 也便是常说的S曲线. 它的横轴是中频带内的瞬时频率变革, 横轴是输出的音频电平均匀值. 常日中频带的中央频率是10.7Mhz. S曲线的形状呈大致奇对称, 中央该当严格与中频的10.7Mhz对应. 曲线的中间部分该当尽可能靠近直线, 并且尽可能长, 一定要大于中频带宽, 并且有足够裕量, 表示鉴频器的线性度好, 失落真小动态大. 直线段的斜率尽可能大, 表示鉴频增益大灵敏度高. 鉴频器特性和中频的失落真和群延时等特性共同决定着收音机的声音品质和信噪比水平,有至关主要的浸染.
LA1235的鉴频S曲线
频偏的形成机理鉴频器组成形式多样, 有分立元件比例鉴频, 单调谐移相正交鉴频, 双调谐移相正交鉴频, 晶振移相正交鉴频, 脉冲鉴频(如雅佳93)等. 正交鉴频是数调机最常用的解调办法. 以数调收音机或者收音头电路为例, 最常见的故障便是频偏或者立体声解调灯不亮乃至静噪无声, 缘故原由大多都是由于鉴频器中央频率偏离了10.7Mhz, 或者鉴频灵敏度增益过低, 导致立体声解调不亮或者电平低于静噪电路关闭阈值. 下图将中频带与鉴频器S曲线画到一起, 可以看出在空想状态下, 鉴频曲线的直线段频率该当对称覆盖中频带并留有余量, 中频带中央该当与鉴频器中央频率严格重合, 这样全体系统才不会有频偏, 失落真度最小和最大的频偏宽容度. 多数情形下, 调频收音机的中频通道常日都是中周耦合或者陶瓷滤波器耦合, 基本比较稳定,中周耦合的故障率略高一些, 常日都是由于中周槽路瓷管电容氧化导致谐振中央偏移或者谐振效率降落, 导致旗子暗记衰减, 重新调度中周或者改换瓷管电容后都可以规复. 当然陶瓷滤波器也有失落效的情形, 表现为插入损耗增大乃至断路, 但是这属于极少数情形. 比较之下, 鉴频器的故障率就更高. 但是无论哪种缘故原由, 以上问题征象都可以从S曲线和中频频带关系上得到阐明.
还是以数调机为例,本振频率是被锁相环严格跟踪掌握的, 电路自身发生漂移导致频偏的可能性险些没有, 频偏的根本缘故原由在于中频带与鉴频S曲线之间的匹配偏差. 要实现准确无失落真解调广播信息, 中频带必须位于鉴频曲线的直线区间内, 并且中频中央频率与鉴频器的中央频率必须严格吻合于10.7Mhz. 以范例的采取陶瓷中频滤波器和陶瓷鉴频振子的单片集成电路机为例, 由于元件之间存在天然的离散型, 严格来说, 中频滤波器与鉴频振子是该当筛选配对再利用的, 否则各自的谐振中央频率会或多或少的偏离10.7mhz. 在一个偏左, 一个偏右的极度情形下,就会影响到自动调谐的停台准确性了. 由于很多数调机是利用鉴频输出电平为0的特性来做MCU的停台旗子暗记或者AFC旗子暗记的, MCU会一直的改变本振频率直到检测到0电平. 可惜筛选配对的事情非常繁琐, 会显著增加生产本钱, 实际情形是很多小厂根本做不到, 只能担保利用同品牌的产品, 同批次的可能都做不到. 有兴趣的朋友可以翻阅一下索尼的维修手册, 索尼把中频滤波器和鉴频晶振作为一个维修套件供应 哀求同时改换, 正是出于这个考虑.假设机器在出厂时候元件都经由筛选配对, 是不是就不会有频偏了呢? 答案也是否定的. 由于机器经由多年利用后, 电路板和元件都会有些衰减,例如潮气的影响, 氧化浸染等, 使得固有谐振中央发生偏移而导致频偏. 可以想象一种范例环境, 在鉴频输出为0的时候, 如果此时对应的鉴频中央频率或者中频中央频率向左或者向右偏移0.1Mhz,即为10.6或者10.8, 而频率显示的设计是按照标准10.7中频来设计的, 即显示频率=本振-10.7, 如果此时知足停台条件实际须要的中频是10.6或者10.8, 那么本振必须大于或者小于标准值, 显示频率当然就会比标准电台频率偏大或者偏小0.1Mhz, 也就产生了所谓的频偏.
频偏会带来哪些不良影响?频偏首先影响的是用户的心情, 尤其是对付有强制症的用户, 对付哪怕0.05的频偏都会铭心镂骨无法忍受. 除此之外, 更主要的是频偏还会影响电性能指标, 例如解调失落真度和调频头的吸收状态.对声音解调的影响。对解调的影响分两种情形, 还是以数调机为例, 如果中频滤波器和鉴频振子的中央频率都往一侧偏移, 那么中频频带与鉴频曲线基本还是相对居中的, 大体可以覆盖S曲线的直线段, 对解调和音质影响不大, 那么这种频偏只会影响数字频率显示的准确性. 第二种情形, 也是最常见的, 便是中比年夜致准确, 而鉴频中央发生了偏移, 如果鉴频器线性区域不敷够大, 这时候中频带边缘可能已经处于S曲线直线段的边缘乃至部分超出了直线段, 失落真度就会大大变差. 对付手调机来说, 你会创造调准一个电台非常困难, 轻微一碰调谐旋钮, 台就错过了. 对付鉴频中央准确, 但中频发生偏移的情形并不多见, 但是也有, 究其缘故原由除了中频滤波器自身变劣, 另一个缘故原由是板子受潮或者周边贴片电容变质等, 要详细剖析.对吸收灵敏度和选择性的影响。数调机的锁相环输出的调谐电压VT, 是同时浸染于本振和高频头的, 而高频头多为2连乃至3连调谐, 统调是很严格的. 如果中放和鉴频级有频偏,意味着锁相环给出的VT电压会高于或者低于设计标准值, 这个电压对付高频头来说也是不标准的,以是导致高频头尤其是高放部分失落谐而影响灵敏度选择性. 由于一样平常的频偏都是很眇小, VT的偏差也不会很大, 因此灵敏度选择性影响并不大, 但是理论上是有影响的, 尤其是邻频选择性.对立体声解调的影响。立体声复合旗子暗记由于含有导频旗子暗记, 因此所需带宽是高于单声道旗子暗记的, 这意味着中频带与鉴频曲线的合营哀求更高. 当发生频偏的时候, 中频带的边缘部分更随意马虎进入S曲线的非直线段, 意味着高频部分更随意马虎发生失落真, 最先受影响的便是19Khz导频. 导频发生失落真后, 立体声解调电路会不随意马虎捕捉乃至无法捕捉, 也就没法开启立体声了或者立体声信噪比很差, 有嘶嘶的噪声. 还有一种环境是鉴频器衰减严重, 增益不足, 输出电平低于某个阈值, 无法知足立体声解调条件, 有静噪电路的机器会无法关闭静噪, 因此会在有台的时候反而没有任何声音.知识趣型如何维修?常见的鉴频器有分立元件比例鉴频器, 正交鉴频集成电路用的单调谐鉴频中周, 双调谐鉴频中周和陶瓷振子. 对付分立元件机, 从变频级负载中严密比例鉴频级所有的中周一旦发生槽路瓷管电容氧化将导致该级的谐振中央偏移, 或者Q值低落谐振效率大大降落, 使得鉴频器输入电平低过低,加上比例鉴频器输出电平天然就比较低, 因此这种情形下声音会变小或者彻底没有声音, 也就不用谈立体声解调了. 须要重新调度各个中周以及鉴频中周, 或者改换瓷管电容 (详见<飞利浦1835/1875电路剖析和打理维修>一文).
对付数调机, 在没有扫频仪的情形下要纠正频偏须要改换配对的陶瓷滤波器和鉴频振子, 或者考试测验改换个中一个，多次考试测验 找到最得当的，这个过程比较痛楚，改换时候要把稳色点, 常用的都是赤色色点表示中央频率为10.7mhz. 不同品牌滤波器型号命名比较混乱,常见带宽值有180K, 230K, 280K等, 详细须要查手册了, 改换时候只管即便利用同品牌同批次的, 也可以通过在振子上串并联电容来改动谐振频率，这个也要视详细情形而定，我倒是有过成功的案例，证明可行. 单调谐鉴频中周比较随意马虎调，只要调到电台标准频率时候声音最好，并且旁边故意偏调0.1时候效果对称就可以了。值得一提的是，有些机器可以通过UI操作实现自动校正频偏，这种只是障眼法，改变的只是MCU的分频计数器，使得本振打算故意显得精确，由于物理器件的偏差 用软件是无论如何都无法改动的，朋友可以自己想想这个做法妥协了什么。
双调谐鉴频线圈多见于收音头或者高端收音机. 如果有声音小或者立体声非常, 可以先考试测验调节靠近芯片的那个鉴频线圈, 它直接影响鉴频谐振中央频率, 比较关键.如果能规复正常, 再适当调节另一个鉴频线圈, 它不影响谐振频率但是影响曲线的形状, 这个调节必须合营扫频仪, 由于耳朵险些听不出来差异的.
配对改换滤波器
用鉴频器调双调谐鉴频线圈
