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文档简介
1、无线电1955年第6期本文档由*草庐一苇*整理制作更多精品文档请访问:苏联无线电技术的发展3从劳动中得到的欢乐8串联和并联谐振回路9收音机是怎样工作的(续完)15无线电话里的载波21确定变压器圈数的简单方法29交流再生式两灯收音机30用矿石机能够转播34电唱盘转速校验卡36发信机内寄生振荡的探查和消除37扩音机的系统检查50不用乙电的单管机54有线广播机上加装一只瓦特表的好处55国产355型五灯直流中短波收音机59关于电力消耗较小的收音机的电源供给问题62低压收音机66经济安全的乙电源67频率区分的多路无线电通信方法68无线电接力通信73苏联无线电技术的发展一九五五年五月六日苏联专家c切尔耳柯
2、在北京“ac波波夫发明无线电60周年纪念会”上的讲话。亲爱的同志们和朋友们:今天是有重大意义的无线电诞生日,请允许我代表和你们一起工作的苏联专家,向你们致敬。在我的短短的发言中,所要谈的是苏联无线电技术的发展道路。一九五五年五月七日,是俄国科学家亚历山大史杰潘诺维奇波波夫发明无线电的六十周年。为了纪念这个伟大的发明,为了把我国无线电方面的科学和技术成就普及到群众中去,同时,由于无线电在国家的文化和政治生活方面所起的重要作用,在苏联,从一九四五年起,每年五月七日都要庆祝无线电节。苏联政府规定无线电节的这一个决定,证明了无线电在我国的生活和国防方面,起着多么巨大的作用;同时也证明了无线电技术的发展
3、确有着极其光辉灿烂的前途。现在,以苏联和中华人民共和国为首的和平民主阵营国家和全体进步人类,正在为世界和平而斗争,而帝国主义国家,却企图挑起新的战争,使千百万人民陷于贫困,并破坏所有人类智慧的成就。在这样的时候,无线电的作用就更加重大。一八九五年五月七日杰出的俄国科学家波波夫,宣布了他所制造的无线电波接收设备,并且在俄国物理化学协会的会议上,公开地表演了世界上第一次无线电通信,因此,一八九五年五月七日这一天,被认为是十九世纪最重要发明之一无线电的发明日。从这个伟大的日子到今天,已经过了半个多世纪了。波波夫的成就,是以当时的俄国科学和外国科学的成就为基础的。当时需要有特殊的科学研究才干,才能在电
4、学方面许多零散的发明中,看出实际利用电磁波能量的道路,创造出“不用电线的电报”。这是波波夫与他以前所有的电磁波研究者的根本的区别。那些电磁波研究者的工作,从来没有超出实验室的墙壁以外。波波夫的发明给物理学开辟了短波、中波和长波无线电的新领域。他在改进自己所发明的设备时,解释了许多物理现象,而这些物理现象在现代无线电技术中,正广泛地被运用着。另外,他还有许多发明和发现,如天线的定向作用,无线电波的反射现象,谐振槽路的应用,以及实现用耳听接收电报的方法。无线电通信的第一次实际应用是在一九年,抢救在芬兰湾中触礁的波罗的海舰队军舰时,使用了无线电通信。无线电用来拯救人的生命的第一个实例,就是拯救了27
5、个在水块上从岸边漂往公海的渔夫,当时用无线电通知了破水船叶尔马克号前往救援遭难者。虽然俄国是无线电的祖国,但由于外国公司的霸占,当初俄国工业几乎完全依赖于外国,并处于极端落后的状态中。亚历山大史杰潘诺维奇波波夫和他的继承者们,不得不时时为着祖国的、独立的无线电技术的发展而斗争。这是一场反对沙皇政府代表者阻碍俄罗斯独立技术思想发展的卖国和愚蠢的斗争。外国的“马可尼公司”阴险狡猾的企业主收买了沙皇政府的官吏和报纸。在落后的俄国,对无线电的发明家?亚历山大史杰潘诺维奇波波夫,也同对俄国许多其他的发明家和学者一样,不只一次地歪曲了他们所起的实际作用。伟大的十月社会主义革命的胜利,给我国科学和技术的发展
6、开辟了广阔的前途。苏联政府和共产党,从最初几天起,就对我国的无线电技术给予了很大的注意。在诞生后短短的时期内,无线电技术走过了自己光荣的发展道路,它从最初的小型火花发射机起,发展到电力极大的无线电台、发展到电视、传真电报和无线电领域内的其他专门技术。苏联学者和工程师对无线电科学和技术的发展作了巨大的贡献。在国民经济的各个部门里,愈来愈广泛地采用无线电技术。在物理学、数学、天文学、力学和许多其他的知识领域中,也经常利用无线电技术的方法。无线电的应用给科学提供了无限的可能性,产生了完全新的科学部门。电子仪器的应用促进了一切科学和技术部门的发展。苏联的无线电技术,现在正不断地向着提高无线电设备的质量
7、,掌握电磁波的新波段,扩大无线电技术方法的应用范围,和发展电子学等方面发展。苏联的无线电广播是劳动人民政治和文化教育的有力工具。由于无线电广播能无限制地深入最遥远的地区,它每日向千百万听众介绍艺术,科学和技术的成就,为加强城乡联系,加强中央与边区的联系而服务。苏联无线电广播一贯地为各族人民之间的友谊服务,为和平事业服务。第一次对广大群众的无线电广播,是播送年青的苏维埃国家的几个极其重要的法令:即关于停止战争的和平法令,关于政权转入无产阶级手中的法令。按无线电广播电台的电力来说,苏联现在占世界第一位,我国的首都莫斯科,是最大的无线电广播中心。全世界劳动人民、全体进步人类都在倾听莫斯科的声音,因为
8、这种声音传播着真理和为和平、民主和社会主义的斗争。苏联共产党和苏联政府认为:无线电事业在对人民进行政治和文化教育方面具有重大意义,因而不断地给无线电专业人员提出新的、光荣的任务,要求扩展无线电广播电台网,要求扩展收音网。在战前,我国就建立了强大的无线电工业基地,和科学研究基地,这些事业促进了无线电广播设备进一步的发展。在建设对全苏联广大地区播送中央广播节目的大型电台之前,苏联的科学家们,在高频振荡器方面,在频率稳定的理论和空中并机的理论方面,都进行了深入的理论研究工作。他门用新的办法解决了建造天线和馈线的问题。对于地方广播事业,与中波电台发展的同时,解决了使用超短波的任务。近年来的工作经验证明
9、,用这种办法的地方广播播音质量是很高的,并且是有发展前途的。要在广播事业中迅速地使用超短波广播,关键在于扩大超短波收音机的生产。随同广播电台数目增加,如何把中央广播的节目送到远地的广播台上,这一问题,有了重大的意义。这个问题可以利用长途电信的线路和电缆来解决,在通信线路中留出宽阔的、能把中央台节目送到几千公里以外去的广播频道。而对于那些没有长途电信线路的地方,可以用专门的短波无线电来传送,用单边带工作,不加载波。发展长距离的无线电替续线路,同样也能转播节目,按质量来说,并不低于电缆线路。从苏维埃政权最初建立的时候起,无线电通信就已确定为革命利益、为国民经济服务。随着现有的重要经济地区的发展,和
10、新的重要经济区域的出现,无线电通信的地理分布情况也发生了改变,通信线路、通信交换量也都增长了。干线通信和省内通信的无线电通信线路,现在几乎全部是采用短波。利用短波波段来解决长途通信是最经济的办法,并且可以设置大量的通信频道而不致引起相互干扰,同时也就解决了长波波段中过分拥挤的危机。无线电通信的新部门的出现,就要求更多的无线电电波波道,这就引起了“以太”中的拥挤,使在短波波段没有发展的余地。上述情况迫使我们去注意那些更有发展前途的波段,即公寸波波段。由于苏联科学家设计出了新型的电子设备,发展了脉冲技术,并且研究了这些新波段内电波的传播情况,我们才有了可能来掌握这新的波段。掌握超短波波段,给解决多
11、路无线电通信,以及解决有线、无线通路的复合利用问题,提供了新的可能性。无线电报,转用移频调制,使我们能够广泛运用高速的无线电电传打字的设备,并且从根本上提高了无线电线路的稳定性。有线广播实现了列宁关于建立“不用纸张和没有距离”的报纸的思想,苏联人民怀着巨大的希望,运用有线广播设备来发展自己的政治和文化。我国人民文化和物质福利的迅速高涨,给无线电事业提出了巨大而又光荣的任务,即是要使无线电成为每个苏维埃人的财产,使每所房子里都有无线电。在我国,扩大广播收听是靠推广有线广播和增产无线收音机来进行的。在战后阶段中,无线电化事业的规模异常巨大。在过去几个五年计划中,我国建造了成千的有线广播站,架设了数
12、万公里的线路,安装了几百万个有线广播收听喇叭和无线电收音机。用电线来给听众传送广播节目的有线广播站,和无线收音比较起来,有着一系列的优点。其中主要优点之一,就是:安装一个有线广播收听喇叭的费用和维护费用,远低于一架无线收音机的成本。与增加收音机数量的同时,城市的无线电化工作还在沿另一条路线发展,即是修建大电力的有线广播站,修建高压音周馈线和音周变电所。在干扰电平较高的城市里,有线广播的质量指标是高于一般收音机的。在我国,对于农村的无线电化工作,也给予了很大的注意,工厂为了农村的无线电化,生产了特制的有线广播站的设备,这些设备可以用直流或交流电供电。在没有电力的地方,有线广播站和收音机都用新式的
13、发电设备供电,就是用风力发电机和热偶发电机来供电。由于广泛地采用了这些发电设备,使我国最边远的地区,有可能无线电化。在农村无线电化事业的发展中,节约资金和降低维护费用是重要的任务。苏联无线电化的经验证明,把上述几种广播线路合架在同一线杆上,以及用高周载波传送广播节目的办法,所得效果都很好。在缺少木材的地区,敷设塑料绝缘电缆来进行无线电化,具有异常重大的意义。作为新式、最现代化广播工具的电视,给无线电事业带来了无限广阔的发展可能性。我国电视事业发展的路线是:建立各共和国和各省的电视中心,而在这些电视中心里安装优良的定型设备。由于采用了流动的电视转播站,因此有可能从剧院、运动场、音乐厅及其它公共场
14、所进行播送室外的传影(实况转播)。流动电视转播站的摄影机配有高灵敏度的摄像管,因此可以在照度不强的时候进行转播。为了使更多的观众能看到电视节目的演出,已经制出了一种大银幕的特种设备,这种设备可供数百现众同时看电视节目的演出。为了在城市进行电视接收,制造了一种大的住宅用的集体天线,每付这样的天线可供一百架电视接收机使用。用宽波道电缆线路或用无线电接力线路来传送电视节目,解决了远距离传送电视节目的问题。这些线路的发展会使苏联各城市之间,以及将来在苏联和各人民民主国家之间能广泛进行电视节目的交换。无线电爱好者运动深入到了广大的热爱无线电的群众,并始终是苏联无线电技术发展中的忠实助手。成千的技术小组和
15、无线电俱乐部,在我国广大居民中传播着无线电技术知识。苏联舆论界怀着极大的热爱来支特无线电爱好者运动,因为这一运动是给无线电广播、电信、工业和研究机关大量培养无线电专家的真正学校。在国民经济部门中工作的无线电爱好者,同时也把他们的创造性发挥在制造新式无线电设备和研究各新波段上电波的传播条件的工作上,从而对我国无线电技术的发展作出了巨大的贡献。苏联广播事业,正如中华人民共和国的广播事业,以及其他一切人民民主国家的广播事业一样,都是服务于同一崇高目的,对人民进行政治教育,提高人民文化和知识水平。人民的广播是加强各国劳动人民之间兄弟般的联系的有力工具,人民的广播是服务于和平事业、服务于反对新战争威胁这
16、一斗争事业的。亲爱的同志们!在你们中国无线电工作者的面前,摆着巨大而又光荣的任务这就是发展祖国的无线电技术,在发展这一进步的技术中,起着巨大的作用。我衷心希望各位同志在工作中获得成就。从劳动中得到的欢乐佩儒愿你们像我在假期里一样的快乐和兴奋吧!为了试作一部单管机,已经奔走了半年有余了。费了不少的心机,选购材料的难关都一个个的突破了。在假期里,就要把试制的打算变成事实。这是假期开始后的第三天。清早,我的心就突突地跳。记得我上几次试验自制的电动机和自己装配的电铃,看见电动机哗哗的转,电铃叮叮的响的时候,我的心也是这样跳得很慌的。每一次制造成功后的快乐,真像花儿一样,在自己的心里开放。这次的试验,也
17、能像过去那样的如意吗?真是情绪起伏,兴奋喜悦,又深怕自己经验不够而遭到失败。我谨慎地把零件装起来,线都照着书上找来的图样接好,并且一再仔细校对过。我极力的镇静下来,用手轻轻地把灯丝电阻的舌簧片旋上了电阻线,一面注视着这个得来非易的电子管的灯丝;紧张地看着它渐渐由暗红变红。现在总算松了一口气,渡过了可能烧毁电子管的难关。我压制了跳得更紧的心,静待一回,再轻轻的旋转像蛛网似的再生线圈,聚精会神的在耳机里寻求书里告诉我的那种特殊的“扑”的声音,并且调节电容器寻找电台。但是,左拧拧、右旋旋,无论如何也转不出声音来。“失败是成功之母”。这句话鼓舞了我,我没有承认失败而灰心,我应该做的是寻求失败的原因。于
18、是我翻遍了我所有的单管机的书,答案找到了。原来再生线圈我接反方向了,改接过后再试,就开始听见耳机里有了轻微的声音,把天线的接线头又紧了一紧,声音才比较大一些。的确这东西是既灵敏而又细致得难以想像啊!我晓得白天广播的节目比较少,书上也说过晚上收音要比白天多收到许多电台,于是我迫切地守在收音机旁边,等待着更多电台的出现!傍晚,广播站的喇叭在转播了,整个宣化城已经充满了歌声。我继续试验。当电容器刚旋动一点的时候,就在耳机里听到相当大的一个男声的播音,我真是快乐极了!这时候我便拉着母亲来分享我的喜悦,请她听听。她听了半天后说:“孩子,我听到的好像是人家外边喇叭放的声音啊!”,你看这是多么令人扫兴的话啊
19、!难道刚才是我过分兴奋和喜悦后的幻觉吗?再听听看,一点不错,我的确听到是自己耳机里的声音。为了让母亲相信,我换了个正在说西河大鼓的电台,并把声音调得更大,母亲终于相信了。于是我高兴得跳起来,就在这头一天,我一直听到深夜。(河北宣化中学学生佩儒)串联和并联谐振回路给初学者孟侃王葆和“收听”电磁波的“耳朵”我们的无线电接收机里面,有一种叫做“谐振回路”的选择装置,它能够从许多信号中挑选一个要听的信号。谐振回路是无线电的心脏,如果它不正常动作,无线电就失去作用。因为谐振回路,不仅有选择信号的能力,还有把微弱信号放大的能力。谐振回路分两种,就是串联和并联回路(图1),分别是一个线圈和一个电容器串联和并
20、联所构成。在无线电里,它们起着不同的而往往互相辅助的作用。“感抗”、“容抗”和谐振频率谐振回路的作用,是和线圈和电容器在高频回路里所起的作用分不开的。在高频回路里,线圈的电感量l和电容器的电容量c对高频电流的通过,都有抗拒作用。我们分别叫做“感抗”和“容感”。并分别简写为xl和xc,单位是“欧”,和电阻的单位相同。电流的频率愈高,线圈的抗拒作用愈强而电容器的抗拒作用反愈小(图2)。线圈的“电感量”愈大,“感抗”愈大,电容器的“电容量”愈大,“容抗”愈小。用计算式写出来就是:xl=6.28fl欧,xc16.28fc欧。1式子里f为频率每秒周数,l为电感量“亨”数,c为电容量“法”数。无论是串联或
21、并联回路,总有一个频率,可以使xl=xc。这个频率我们叫做谐振频率(f0)。用计算式写出来就是:6.28fl-,即,谐振频率f0=1;6.28lc周/移。6.28fc尽管线圈和电容器有着不同的甚至完全相反的性能,但人们能够巧妙地把它们配在一起,相互谐调,这就是“调谐回路”这个名称的来源。线圈和电容器里的电流和两端电压的关系要了解xl和xc相互调谐的关系,我们还得先分析一下交流电流和电压之间“相位”上的关系。图3甲、乙、丙是交流电压e加在r、l、和c上产生交流电流ir、il、和ic的情形。交流电压和电流是经常变换方向的,我们为了便于说明起见,规定当a点的电压高于b点的电压时,a、b两端的电压。e
22、r、el或ec是正电压:当电流由a点流到b点时,ir、il或ic是正方向的电流,绘起曲线来,正雷压和电流都绘在时间轴上面。er和ir的关系比较简单。er愈大,ir也愈大。er是正或负的时候,ir也是在正或负方向。就是说er和ir是“同相位”的,绘起曲线来如图4。但在图3乙和丙的情形,el并不和il同相位,ec也不和ic同相位。它们的关系比较复杂是因为l和c都产生反电压,拒抗电流通过的原故。我们先看il和el的关系图5甲示il的曲线,这是典型的代表交流电流随时间变化的曲线。在电流为零值的各瞬间,电流的变化最快,即“变化率”最大;而在电流为最大值的各瞬间,电流的变化最慢,变化率为零。线圈是反对电流
23、的变化的,il的变化率愈大,线圈两端所产生的反电压愈大;il的变化率为零,线圈两端所产生的反电压也是零。在整个t1到t3的一段时间内,电流由a到b在继续增大,线圈反对电流增加所起的是图5乙的电池e对电流il的同样作用。换句话说:在这个时段内,a点的电压高于b点的电压,所以el是正值;而且el由t1到t3逐渐变小。图5甲的el曲线的实线就是根据上述的关系绘出来的。顺着交流电压的变化趋势,接着实线我们并绘出了虚线部分。我们现在看出il和el的关系,是“相位”上并不一致,il落后于el90度。我们再看ic和ec的关系在图6甲里t3到t5的时段内,ic是正值,如图5丙,对电容器c起充电作用,使a点带正
24、电荷而b点带负电荷即ec为正值。在t5的那一瞬间,充电到了最后的一刹那,ec也达到了最大正值。过了t5以后,电流反向如图5丁,有使原来所充的电逐渐减小的趋势,要等到了t7那一瞬间,方能将原来所充的电完全消除,使ec为零值。图5甲上的组曲线ec就是根据上述的关系绘出来的,ec的虚线部分同样是顺着交流电压变化的趋势绘的。我们现在看出ic和ec的关系也是“相位”不一致,ec落后于ic后面90度。谐振是怎样产生的了解il和el及ic和ec的相位关系,讨谐振的意义进行解释就比较容易。我们先谈串联谐振的意义在图6的串联回路里,同一个电流经过l和c,我们看图5甲,对同一个电流来说,el和ec的值永远是正负相
25、反的。所以l对i的抗拒作用和c对i的抗拒作用有互相抵消的趋势。我们晓得有电流i通过电阻r时,电阻两端的电压er是ir。同样,有电流i通过xl和xc时,l和c两端的电压el和ec就是ixl和ixc。在频率为f0时,xlxc,即elec。所以对f0频率的电流i0来说,el和ec方向相反大小又相等,它们的相互抵消是完全的,这时由a到b(图6)等于毫无阻抗,所以i0达到极大值。其他频率的电流受到相当大的阻抗(因el和ec不完全相消),所以并不太大。我们想像同时有很多不同频率的电源电压加到l-c串联回路上,分别产生不同频率的电流i1、i2等,那么lc回路将对频率为f0的电源电压e0最灵敏,对e1、e2等
26、甚至可以不起任何作用,这就是串联回路的选择性。因谐振i0大,所以el(i0xl)和ec(i0xc)也很大,比e0可能大数十至百余倍,显然电源电压是被谐振回路升高了,这就是串联谐振回路的放大特性。我们再谈并联谐振的意义现在el和ec相同,我们都用e代表如图7甲。由上面的分析,il的曲线在e后90而e又在ic后90度,所以il和ic相差180度如图7乙。在任何时间,il和ic都是相反的,如il由a流到b,ic同时一定是由b到a。我们晓得图7甲里的总电流i为il和ic之和。il和ic正负相反,相加起来就有相互抵消的趋势,使i变小。e在谐振频率f0时,il(-)和ic(e;xc)相等,方向又是相反,总
27、电流i0特别变得很小,而其他频率的总电流i1、i2等,并不是特别变小,这就是并联谐振回路的选择性。xli0特别变小也表示在并联回路两端谐振时阻抗最大。普通两个电阻并联,总阻比任何一个电阻都小;现在一个感抗和电抗并联,谐振时总阻抗反比任何一个电抗大,并联谐振回路的这种特性,可以用来产生放大作用。串联谐振回路的阻抗小和并联回路的阻抗大的特性,是基本的特性。利用这种特性,我们可以把串、并联谐振回路用到无线电回路的许多方面,本文仅是帮助读者了解无线电回路作用原理的一个开端。(孟侃王葆和)收音机是怎样工作的(续完)k苏尔根检波级高放收音机大多采用栅极检波(图9)。高频电压从调谐回路l2c2通过电容器c1
28、输入电子管1的控制栅极。栅极和阴极部分的作用相当于二极管。当栅极在正半周时,电流从栅极流到阴极,整流后直流成份ic通过r1如图中箭头方向所示,产生电压降。所以栅极电位较阴极为负。因为输入高频电压的振幅随音频变化(图10a),所以电阻r1上的整流电压也随音频变化(图10)。因此,1栅极上除高频电压外,来有直流电压uc和低频电压uhu。高频电压和低频电压控制着电子管的屏流,使它在某一平均值附近随同输入交流电压而变化。所以,屏流除直流成份外,也含有高频和低频成份。当屏流的低频成份通过电阻r2时,在r2上产生低频电压,这个电压经断流电容器c4输入下面的低放级。图9的电子管不仅担任检波,并且还放大检波后
29、的电压。因此在电子管较少的收音机中,一般都采用栅极检波。电阻r1通常自1到1.5兆欧。如r1太小(小于0.5兆欧),它上面的降压很小,增益也就小了。此外,栅回路对l2c2回路的分路作用很大,选择性会大大降低。电阻r2约0.1到0.3兆欧。电容器c3约100一200微微法,是屏流内高频成份到阴极的通路。栅极检波的缺点是当输入高频电压小于0.1伏或大于0.5-3伏以上时,就有显著的非线性失真。检波级如果采用正回授,就成为再生式检波级,灵敏度和选择性就大为提高。图11是再生式检波级回路图的一种。图中l2c2是输入装置或调谐回路。l3是回授(再生)线圈,它和l2作电感耦合。r1、r2、c1、c3和c4
30、的作用和图10相同。扼流圈p是阻止屏流内高频成份通过,不让它到低放级去(可用10一20千欧电阻代替)。它的工作原理如下:高频电压从回路l2c2输入1的栅极。屏流内高频成份通过再生线圈l3时,由于回授作用,部分振荡能量就从屏回路转移到栅回路,在l2内感应-电动势。它补偿了部分调谐回路l2c2上有效电阻的能量损耗,提高了调谐回路的质量因数,这就是收音机选择性和灵敏度提高的原因。结果栅极上的高频电压增加,输出也随着增加。当再生调节到刚要发生振荡的临界点时,灵敏度和选择性最好。再生线圈l3的圈数,在中波段约为l2的15-25%,短波段约为:3070%。如果线圈l2和l3所绕方向一致,各线端接头应如图接
31、法;如果绕向相反,应把l3接头对调反接。再生的放大能力和输入信号电压有关。信号电压愈弱,再生放大能力愈大。调整线圈的相互位置(图11),调整可变电容器(图12a的c3),改变帘栅极上的电压(图12)或用其它方法,都可以控制再生强弱。调整线圈相互位置很难使再生平稳,而且还会影响收音机的调谐;所以用得很少。图12a用可变电容器调整再生,上述缺点就显著降低,所以应用也较广。用改变电源电压的方法来调整再生,效果也很好。因为电压改变,屏流交流成份的振幅也相应地改变,回授电压随着改变。图12是改变电子管帘栅电压来控制再生的。再生线圈是利用l2下面的部分线圈。这种回路叫做阴极耦合回路或屏极接地回路(对高频而
32、言)。当屏流内高频成份通过这部分线圈时,栅极回路内就产生高频回授电压。线圈l2的抽头从接地端算起,中波段约为线圈的14,短波段约为13。低频放大级低频放大级和高频放大级不同。它又可分为电压放大级和功率放大级。电压放大级是放大输入的低频电压;功率放大级是加强低频输出功率的。前者使功率放大级获得足够的激励电压;后者就供应足够的电力,推动扬声器发音。低放级对一定范围内输入音频电压的增益,应当大致相同。这样,发出的声音,听起来才自然逼真。例如,收听语言广播时,要想声音逼真,就要求从200-3000周范围内各频率的增益都很均匀。如果想收听优美的音乐广播,那么,这个范围,就应当扩大到50-10000周。如
33、果放大级对某一频率增益大,对另一频率增益小,就会引起频率畸变(失真),声音听起来很不自然。所以低放级不应使输入振荡波形有显著改变(所谓“非线性失真”)。同时也不应产生自励和“哼声”(交流声)。如果非线性失真很大,声音就沙嗄,含糊不清。交流声和自励也会破坏发音的质量。图13是一简单的两管低频放大器的回路图。图中1是电压放大级的电子管。输入的低频电压通地断流电容器c1到电位器r1上,再从r1上输入1的控制栅极。r1是音量控制器。l控制栅的负偏压从阴极回路内电阻r2上取得,帘栅极和屏极电压分别通过r3、r4供给。傍路电容器c2是让1屏流内低频成份通过(不让它通过r2),c3也是傍路电容器,使帘栅极上
34、不至于有低频电压。当屏流内低频成份通过电阻r3时,和图9中r2上一样,也产生一个低频电压,它比栅极输入电压要大好些倍。r3通常为50千欧到0.5兆欧。因为r3上的电压降很大,1的屏流和屏压就很小,因此低放级中电阻r2和r4的数值远大于高放级类似回路中电阻的数值。这两个电阻的计算和高放级同。电容器c2、c3、c4因为要通过低频电压,所以电容量也远比高放级中的大。电阻r5和电容器c4是去耦滤波器,主要是防止低频电压可能通过电源回路而和前级发生回授作用。电阻r3上经1放大了的低频电压,通过断流电容器c5输入功率放大管2的栅极。这个电压中频率较低部分(低音)和c5的电容量有关。如果c5很小,随着频率降
35、低,输入2栅极的电压就迅速减小,放大器低音的增益变小。c5的电容量一般是500020000微微法。输出变压器tp初级接在2屏回路内,次级接电动扬声器,它是一个降压变压器。如果不用输出变压器,而直接把扬声器接到2屏回路内,因为2屏流内低频成份不大,发音就很微弱。为了保证扬声器发出足够的音量,通过它音圈的电流一定要很大,加用输出变压器,就是要增加通过扬声器音圈的电流。实用上通过音圈的电流比屏流内交流成份大20-80倍(根据末级电子管和扬声器程式而定)。变压器次级电流需要增加多少倍,它的线圈圈数就比初级少多少倍。在高频(高音)时,变压器tp对屏流内交流成份的阻抗,随频率增加而增加很快。因此,2工作状
36、态变更,产生非线性失真。电容器c7和电阻r8组成的补偿回路的阻抗,随频率升高而减小。因此,补偿回路和变压器tp配合后,恰好使电子管总负荷阻抗维持不变,减少了失真。三管收音机图14(见封底)是三管收音机的回路图。内中包括输入装置、高放、再生式检波和低放级。天线经天线线圈l1和输入回路线圈l2作电感耦合。c2和c3是同轴电容器,是收听时选择电台频率的。当采用同轴电容器时,必须另用补偿电容器c1、c7分别平衡调谐回路和各该级的杂散电容。高放级输出经l3和l4、c7、c3作电感耦合。电子管1(6sk7)栅负压由电阻r1供给,帘栅压通过电阻r2供给。电阻r3和电容器c6是去耦滤波器。检波级电子管管2(6
37、sj7)用阴极耦合回路。再生由电位器r7控制。r7串联了电阻r6后,再生调节比较平稳。r6降压约50%。r8c13是去耦滤波器。从电阻r5上取得的低频电压通过电容器c14到音量控制器r9,再从它输入低放级电子管3(6v6)的栅极。3输出的低频电压经输出变压器tp而推动了联接在次级线圈上的电动扬声器。电阻r11和电容器cl5是补偿回路。(樊明纬译自苏联无线电杂志1953年6月份,苏联k苏尔根作,本刊改编)无线电话里的载波曙只有高频电流才能产生辐射,音波是不能直接辐射的。在无线电广播里就要有一种能载运音波的高频电流,这就叫做载波。载波不仅带着新闻、音乐、歌唱或讲演由广播台的发信天线辐射出去,传到家
38、家户户,还使人们可以用最简单的矿石、单管或双管再生式、或超外差式收音机,进行检波,他就是从载波上“取下”音波,同时把载波滤掉,专听音波。因此,即使是在无线电广播里,载波只在电波传播过程中起作用,我们耳朵听的,只有音波而不是载波。当载波没有“载”着音波时,辐射的电波只有一个频率(fc);“载”上音波后,如果音波变化从200至6000周,也就是音波占200-6000周的频带,辐射出去的电波就有三个部分,就是频率为fc的载波,占(fc+200-fc6000)一个频带的“上边带”,和占(fc-200-fc-6000)另一个频带的“下边带”,fc在两个边带的中央。这时天线辐射出来的电磁波的波形和音波波形
39、的关系如图1。检波就是把横轴下面的部分取消,利用上面部分用不着说,这种程序,读者们都很了解,对有图1这样波形的电磁波进行检波,确实是再容易不过的了。这种辐射波的“频谱”可用图2来代表,不仅载波是高频,上下两边带也是高频,载波fc在频谱中间,上、下边带好像一副音波的“担子”,被fc挑着前进一样。播送一个广播节目,总共所占频带是很宽的。因此,广播收音视收听起来,同样需要让很宽的频带通过,这通路上的“门”可以说是大开着的。无线电话的情形就有所不同。接收无线电话的对方,不是只有最简单收音设备的一般居民,而是电信局里设备完善的收信台。在这种条件下收信设备可以做得比较复杂一些。上、下边带既能代表音波,又是
40、可以产生辐射的高频,为什么非用载波不可呢?载波最后被滤掉了事,用了显然是一种浪费!事实正是这样。一般在广播上不仅为了收听的声音宏亮,还为了检波的方便,许多广播电台不惜把输出电力由数百瓦逐渐增加到数百千瓦,其中很多的电力是消耗在本可以不要的载波上。问题在于天线若不辐射载波,只辐射两个边带,也就是图1和图2里,把载波部分抽了出来,不仅图2的频谱里少了一个fc成为图3,而图1的波形化改变了。波形一改变,检波就极不方便。我们可以用一个最简单的例子来说明这种波形的改变。最简单的音波,是单独一个频率的音节,像广播台报时信号的声音那样,它的波形是一个正弦曲线如图4甲。载波“载”上这样正弦波后的波形如图4乙。
41、载波的幅度随着音波的正弦曲线改变,改变的范围由最大到零值时,叫做100调幅。或称调幅度m1;较小的变化范围,是m小于1,较大的变化范围是m大于1。在所有m小于1的情形下,检波后可以还原为原来正弦波,而在m大于1的情形下,检波后的波形失真,得不出原来的正弦波来。这时上下两边带各只有一个单独的高频,频谱如图4丙。现在如果我们取消fc,图4乙不管调幅度是多少,都会变成图5甲的形状,图4丙的频谱就变成图5乙的频谱。我们看图5甲是一种很特别的波形。看起来它的幅度也在变化,但在横轴上面的或下面的幅度变化都不代表原来正弦音波的波形,把这样的波检波后自然也得不到原来的正弦波,而完全失真了的得出原来音波的倍波来
42、。例如原来音波是“1”的音节,就得到“i”的音节;原来是500周的声音,得到的会是1000周的声音。就像图5丙的一对普通电话线上的情形一样,如果没有直流电流由甲端到乙端起“载波”作用,甲端发出的一个“l”,同样被乙端听起来会成为“i”。可见没“载波”的信号传输,结果都有失真的可能。有线电话克服这项缺点,系采用图6甲的方法,用直流充“载波”,或用图6乙的办法,甲端有直流,但在传输过程中(即在传输线上,相当于在无线电传播的空间里)不用载波如图5甲,节省下浪费在载波里的电力;到收信方面再加大载波,还原成图4乙,对检波也同样方便,可以完成通话的目的。不用载波的好处,还不仅限于节省电力这一方面,而且同样
43、重要的就是还可免除由于所谓“载波衰落”所引起的失真。“载波衰落”是指包括很宽频带的一个电波,在天空电离层传播过程中,各个频率的电磁能被离子吸收的程度不同,结果某些频率的振幅相对的变小了,由电离层出来的电波改变了原形,分析起来,包括了许多原来波形里所不包含的新的频率,因此就有失真。我们曾谈过调幅度过大就会失真的问题。调幅度过大是可以由载波过小而引起的。换句话说:一个载波变小,等于两个边带同时变大,一个电离层吸收一个载波的程度,大于吸收两边带里所有任何一个频率的程度时,就可能会产生失真,这样失真的机会是太多了。所以载波衰落是传播过程中影响失真的主要来源。这在无线电广播里是无法避免的,但无线电话在传
44、播过程中如果不用载波,就根本免除了这种失真的可能性。如上所述,传播过程中不用载波,还意味着接收方面必湎加入载波的问题。因为载波到底不像有线电话里的直流,要加就加进去,没有什么特殊困难。无线电收发两方,丝毫没有联系,先拿下载波然后又还回去,要不改变原形,使得检波后完全还原为原来的声音,并不是很容易的事。主要问题,一个是收信方面再加入的“载波”的频率,必须和发信方面拿下来的绝对相同;另一个是再加入的载波对两边带里的许多频率来说,它们相对的相位也要绝对不变。如果我们把代表载波电流的曲线和代表其他上下边带里各个频率电流的曲线绘在同一的时间轴上,上下边带里各频率电流的频率和相位都不变,而改变载波的频率和
45、相位,结果都会产生相加以后振幅波形的变化,分析起振幅的波形来会含着许多原来没有的频率,产生失真,这理由是很显然的。图7就是100%调幅度时,再加入的载波“相位”相对的改变10、70和90后(0为原波形),波形变化的情形;图8是50调幅度时,相位差30和90的波形。特别值得注意的是调幅度m不大的情形。这时相对相位差一大,结果波形的幅度根本没有什么变化,换句话说:原来在发信方面m=50,可能收下来就相当于m10%;原来m=30%,就可能只相当于m5%。这和失真现象是同样值得重视的,因为它有可能使调幅度减低到根本听不见声音。普通的无线电话,为了免除说话声音太高引起过调幅失真,所以发信方面一般保持正常
46、说话声音的调幅度不超过30%。因此收信方面再加入“载波”的相位不对,影响是十分严重的。试验证明,这种相位相差每周不能超过几度,突际上几乎无法做到,这是取消载波的传播方法上遇到的最大困难。不过这并没有限制无线电话的改进,还使得改进有了更好的方向,人们想:载波在两边带的正中,一旦脱离了它的岗位再回去不能靠左也不能偏右,本来是很困难的;如果再取消一个边带,仅剩下了上边带或下边带,仍旧能够从天线上辐射,带着音波到对方去。这样似乎应当给再加入的“载波”以更多的自由。理论上也证明“单边带”传输是可以做到的。例如音频是fs,载波是fc,上边带就是fc+fs,再加入载波fc,只要fc够大,检波后一定可以得到f
47、cfs-fc=fs的不失真频率来。但是这时如果加入的“载波”频率和相位不稳,到底有什么结果呢?人耳对音波的组成部分有相位移动的结果是分辨不出的。一个复杂的声音里含着有基本音调(例如500周)和它的谐波(例如1000周、1500周等),照说基波和谐波是有相位上的关系的。但是如果基波和谐波的相位有相对改变,人的耳朵并听不出来。人的耳朵实际上起了消灭相位相互移动的作用。例如图9甲、乙、丙都是有相同基波和三次谐波的声音,谐波的相位各不相同,绘出基波加谐波的曲线显然也互不相同,而这三种音波人听起来是一样,因为它们的波形不同,而所含频率是完全相同的。此外,人耳每听到一个复杂的声音,基波决定它的音调,谐波决
48、定它的音色,辨别语言,主要是靠音色,而不是靠音调;而欣赏音乐,就要靠音色和音调。现在再回到我们的问题上来。先看加入载波的频率稳定不变,而相位发生变动的情形。如音波fs只有一个频率,单边带里也只有fcfs一个频率,和再加入的fc合并时,给果总是产生一个频率fs来。由于fc的相位移动,fs的相位自然也可能跟着移动,但人耳听不出来。对于复杂的音波来说,fc相位的变动,只使得音波各组成部分即各基波和谐波的和相位相对移动,相加的波形虽跟着变动,但听起来声音不变,是和原来一样的。如果收信方面加入的“载波”频率发生变动,但因外来的fc+fs是稳定不变的,所以收音机输出的复杂音波里所含各个波的频率要发生变动,
49、如果加入的频率变动10周,复杂音波里各个基波变动10周,它们的各次谐波也同样只变动10周,所以各基波频率的变化百分比较大,而它们的谐波变化百分比校小,所以音色的变化小,而音调的变化大,对一般讲话是无大妨碍的。由于单边带再加入载波所引起来的困难不大,又节省了传播一个载波和一个边带所需的电力,所以对于必须有效地利用电力的较远距离的无线电话通信很合适。只不过收信设备比较普通广播收音机要复杂些吧了。除此以外,单边带通话所占的频带比普通用双边带时窄了一半,收信机的“门”只需要开一半就够了。我们根据收信机内部杂音的分析,知道频带宽度如果小一倍,杂音电压就小了2倍;杂音电压小2倍,相当于有用信号电压增加了2
50、倍,或等于有用信号电力增加了一倍。总起来看:由于节省了一半频带的使用,发信方面发出1千瓦的电力,可以当2千瓦来利用,还可以免除载波衰落的失真。原来是一千瓦的普通发话桃,在设计时最末一级一定要考虑到100%调幅度的可能性,所以它的输出管所能用的屏极电压只能用到一半,以便100%调幅时再加一倍不致使电子管受损。现在输出级即没有载波(突际上还要保留很少的载波来控制对方收信机的工作),所以屏压可以加倍,输出电力可以加4倍。即1千瓦的发信机变为输出4千瓦。这样,从设备的利用上看,1千瓦等于24即8千瓦。在没有再加入“载波”以前,单边带电话还有一定的保密性,直接检波是得不出原来声音的。(曙)确定变压器圈数
51、的简单方法谢佑祚不知道变压器线圈圈数时,用下述简单方法可以确定。u1先在变压器的原有线圈上面,用0.10.4公厘直径的绝缘铜线绕上若干圈作为辅助线圈;然后用欧姆表测量一个电阻最大的线圈当作“初级”,并把它接入电压为u1(50-220伏)的交流电源;这时接在辅助线圈上的电压表就会指出一个电压值u2,那么所需决定的那“初级”线圈的圈数x,就可以用下式求出:x=-2y。这里,y是辅助线圈的圈数。u用这种方法确定变压器圈数,精确度决定于所用电压表是否准确,和辅助线圈圈数的多少,圈数愈多,就愈准确。(谢佑祚译自苏联无线电杂志1955年1月号。)交流再生式两灯收音机沈理华装一部再生式两灯收音机,其中用一只
52、复合式电子管,就能够起三灯机的作用。例如用苏联五极管68电了管做再生式检波,和一只复合式6h8c管担任音频放大兼整流,就很合适。作者实际装成了这样一部收音机(图1),在杭州用一根十公尺长的天线高出屋顶2公尺,就很容易收到北京、南京、福州和上海的电台,凡是一般五灯机能够收到的,它几乎都能收到,收听本地电台,加用输出变压器和永磁喇叭,在小房间里可以听见响亮的声音。经常的消费是极省的,每天收听六小时,一个月用不到两度电。对这部收音机的主要部分,下面做一些简单解释。为什么要用五极管检波呢?因为它的灵敏度比较高,工作也比较稳定。检波的方法我们晓得是很多的,其中又是栅极检波最灵敏,检波管本身的放大作用可以
53、被利用,所以本机用的是栅极检波。若检波管再有高频回授的再生作用,使信号在检波前被增大很多,那么收音机的灵敏度更可以增加。所以本机又加用了检波管屏极回授的办法。但回授过大是会产生振荡的。控制回授程度的方法很多,如:(1)增减回授线圈的圈数,(2)移动回授线圈和栅极线圈间的距离,(3)在回授线圈上并接可变电阻器或串接所变电容器,和(4)用电位器控制帘栅极的电压等。其中作者采用了第四种方法,因为它是相当稳定可靠的。检波管68的特性和6sj7相同,用其他五极管如6j7、6k7、6c6、6sk7都能得到相同的结果。线圈l1、l2、l3叫做三回路线圈。l1叫做天线线圈,l3叫做再生线圈,l2叫做调谐线圈。
54、l2和c配合调谐,应能包括550千周到1600千周的范围。l2绕在l1的下端,l3又绕在l2的下端,绕完试验的结果,须使全部调谐范围都能在r5的控制下产生振荡。再生作用的控制要很平滑,不要有某些点转到那里就忽然发生尖叫。这种现象,常因栅漏电阻值不对,屏极或帘栅极电压太高,回授线圈烽太多和c2电容量太大而产生。l1、l2、l3的绕制法,系在25公厘直径,75公厘长的纸管上,用0.25公厘直径漆包线,绕l115圈,离开l1下端5公厘绕l2115圈,再离开l25公厘,绕l320圈,三个线圈的绕线必须都是同样的方向。绕完的三回路线圈如图2,在线路内连接方法看图1。检波管的屏极回路里有高频扼流圈和c2、c3组成的高频滤波器,防止检波后的残余高频电流进到音频回路。由于五极管的屏阻高,屏流小,在r2上的降压不致太大,因此可用电阻电容交连回路。用这种交连回路,音质好,材料省,又不占地位。交连电容器c4应对音频阻抗小,所以它的容量应当比较大,约从0.05到0.1微法,本机用的是0.05微法。复合管6h8c的特性和6sn7相同,实际上是两只三极管装在一个玻璃管内,所以就将它一个三极管做电压放大,另一个三极管的屏极和栅极并联做半波整流管。电源变压器可自制,用日字形矽钢片,尺寸如图3。叠厚25公厘,电压每伏绕九圈。初级220伏5o毫安,用0.13公厘漆包
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