《音响技术》课件第2章

第2章调谐器2.1AM调谐器基础知识2.2AM调谐器相关知识实训项目2AM调谐器的测试与调整2.3AM调谐器拓展知识2.4FM调谐器基础知识实训项目3FM调谐器的测试与调整2.5FM调谐器相关知识实训项目4立体声解码器的测试与调整2.6FM调谐器拓展知识2.7数字调谐器基础知识2.8数字调谐器相关知识2.9数字调谐器拓展知识

2.1

AM调谐器基础知识

2.1.1

AM调谐器的组成

AM调谐器采用超外差接收方式，其电路主要由输入调谐回路、变频器、中频放大器、检波器和自动增益控制电路等组成，如图2－1所示。图2－1

AM调谐器电路组成框图2.1.2

AM调谐器的工作原理

1．输入调谐回路

1）输入调谐回路的作用与要求

输入调谐回路位于接收天线与变频器之间，其作用是从天线上接收下来的各种不同频率的无线电信号中选出所需要接收频率的电台信号，并同时抑制掉其他无用信号及各种噪声信号。

对输入调谐回路的性能主要有三个方面的要求，其一是选择性好，即要求选择有用信号，抑制干扰信号的能力要强；其二是频率覆盖要正确，即要求通过输入调谐回路选择出的信号频率可覆盖波段内所有电台的信号；其三是电压传输系数要大，即要求该电路输出电压与输入电压的比值要高。

2）输入调谐回路的结构与工作原理

AM调谐器常用的输入调谐回路主要有图2－2所示三种结构，其中的图2－2（a）为磁性天线输入调谐回路，图2－2（b）、（c）为外接天线输入调谐回路。图2－2输入调谐回路的电路结构在图2－2（a）中，由磁棒上的初级调谐线圈L1与双联（或四联）电容的其中一联C1a构成串联谐振电路，C2为补偿电容。当空间各个不同频率的广播电台信号的电磁波穿过磁棒时，会在调谐线圈中产生出不同频率的感应电动势，并形成感应电流。通过调节电容C1a，使回路谐振频率等于某一电台信号的频率时，回路对该信号呈现的阻抗最小，该频率信号在回路中的电流达到最大值，于是在调谐线圈两端出现对应于该频率的最大信号电压。此电压通过次级耦合线圈L2送到后级的变频电路。

在接收短波（包括调频波）广播时，为提高接收机的灵敏度，常使用外接天线输入方式，即外接拉杆天线通过耦合电容或电感接入到输入调谐回路中，如图2－2（b）、（c）所示。

2．变频器

1）变频器的作用与要求

变频器是超外差接收机的关键组成部分，其主要作用是将输入调谐回路送来的高频调幅信号变换成为固定的中频调幅信号，变换后仅改变了载波的频率，而载波的调制特性并没有发生变化。

对变频器的性能要求主要是选择性好、失真小、稳定性高，并要求有良好的频率跟踪特性。

2）变频器的组成与工作原理

变频器一般由混频器、本机振荡器和中频选频回路组成，其电路结构如图2－3所示。

混频器是变频器的核心，它通常由非线性元件——晶体三极管构成，利用晶体三极管的非线性将输入的高频信号与本机振荡器产生的信号进行混合，产生中频信号。本机振荡器一般采用变压器反馈式LC振荡回路，用于产生等幅高频信号f2，其信号频率总比输入回路选取的高频信号f1高一个固定的中频频率fi=465kHz（称为中频频率）。中频选频回路的作用是从混频器输出的不同频率的信号中选出中频信号，同时滤除其他干扰信号。图2－3变频器电路的组成

3．中频放大器

1）中频放大器的作用与要求

中频放大器位于变频器与检波器之间，其作用是对变频器送来的中频信号进行放大、选频，以达到正常检波所需要的信号电平。由于中频放大器性能的优劣对整机的灵敏度、选择性和整机频率特性等具有决定性的影响，因此，对中频放大器的性能提出如下要求：

（1）增益要高。中频放大器的增益越高，整机的灵敏度就越高，一般要求中放级具有60~70dB的增益。这样，中频级一般由3~4级放大器组成，现代的调谐器由集成电路完成。图2－4中频放大器的谐振曲线（2）选择性要好。选择性是指从变频器输出的信号中选出有用信号（中频信号）及抑制干扰信号的能力。选择性的好坏主要取决于中放级的负载（LC谐振回路），LC谐振回路的谐振曲线越接近于理想选频特性，中频放大电路的选择性越好，滤除干扰信号的能力越强。中频放大器的谐振曲线如图2－4所示。

（3）通频带宽度合适。频带宽度的定义为电压放大倍数下降到谐振时的0.707倍时所对应的频率范围，用B0.707或2Δf0.707表示。

中频放大器应有合适的频带宽度，否则会造成频率失真或串入干扰信号，使接收机音质变坏。一般AM调谐器中频放大器的频带宽度要求达到9kHz左右。

2）中频放大器的组成与工作原理

中频放大器通常由放大和选频两部分组成。根据这两部分电路组合方式的不同，中频放大器可分为分散选频和集中选频两类。图2－5是它们的电路组成框图。

分散选频的中频放大器由放大电路和谐振回路相互交替形成，一般在早期的分立元件多级调谐放大器接收机中使用。集中选频的中频放大器由集中滤波器、集成多级宽带放大和谐振回路组成，其选择性和通频带由集中滤波器保证，而增益由集成宽带放大器提供，多用在集成电路接收机中。图2－5中频放大电路的组成

3）陶瓷滤波器在中频放大器中的应用

陶瓷滤波器由压电陶瓷材料构成，可制作成两端或三端滤波器件，具有体积小、重量轻、可靠性高、不需要调整等优点，目前已广泛应用在调谐器的中频放大器中。

图2－6是两端陶瓷滤波器及其等效电路。两端陶瓷滤波器相当于一个串联谐振回路，谐振频率为465kHz，可用在三极管发射极电阻上用来减少中频信号的负反馈，提高中频信号电压增益。图2－7是三端陶瓷滤波器及其等效电路。图2－6两端陶瓷滤波器及其等效电路图2－7三端陶瓷滤波器及其等效电路对1、3端输入的信号，当信号频率等于陶瓷滤波器的串联谐振频率时，陶瓷片则会产生频率与谐振频率相等的机械振动。由于压电效应，2、3端将产生频率与谐振频率相等的输出电压。这样，三端陶瓷滤波器就可以代替中频放大器中的中频变压器。

图2－8为两端陶瓷滤波器和三端陶瓷滤波器在中频放大器中的应用。其中，两端陶瓷滤波器LT1取代原来的发射极旁路电容，使放大器对465kHz的中频信号放大量达到最大值；三端陶瓷滤波器LT2在两级放大器之间取代原来的耦合电容（或中频变压器），对465kHz的中频信号具有最小的阻抗。图2－8陶瓷滤波器在中频放大电路中的应用

4)集成电路中频放大器

随着集成电路技术的发展，集成电路中频放大器在调谐器中获得了广泛的应用，其中最为常用的TA7640AP、μPC1018C等均为AM/FM集成电路中频放大器。图2－9为TA7640AP（国产型号为D7640AP）集成电路中频放大器的内部框图及外围应用电路，表2－1为TA7640AP的引脚功能。图2－9

TA7640AP集成电路中频放大器内部框图及外围应用电路表2－1

TA7640AP引脚功能

TA7640AP的主要特点：工作电源电压范围宽（3~8V）；功率损耗小（在FM时工作电流为10mA，在AM时为7mA）；含有FM/AM自动转换开关，AM/FM采用同一输出端，具有调谐指示发光二极管的直接驱动能力；对强信号输入动态范围大，不易自激等。

在图2－9中，应用TA7640AP组成的调幅通道包括AM本振、AM混频、AM中放和检波。其工作过程如下：

来自天线的高频信号，经输入调谐回路选出有用信号后，由1、2脚送入TA7640AP内部的AM混频电路，在内部采用双差分乘法器来实现混频。本机振荡器由3脚外接的LC元件和集成电路内部的电路组成，它产生的本机振荡信号从3脚输入。设本振信号为u1，高频信号为u2，即（2－1）（2－2）则经双差分乘法器混频后，输出的信号u为（设传输系数为K）（2－3）由式（2－3）可见，混频后的信号包含有两种频率成分，即本振与高频信号的差频（ω1-ω2）与和频（ω1+ω2）。经16脚外接的并联谐振回路将差频（ω1-ω2

）分量选出来，即可得到465kHz的中频信号。由于采用乘法器进行混频，因此，即使本振电压很小也只会影响中频信号的幅度，而不会产生非线性失真。AM中放通常由一级双调谐和一级单调谐回路组成，谐振频率均为465kHz。双调谐回路可提高中频放大器频响曲线的矩形系数，对提高通频带和增益有利。AM检波采用二极管峰值检波器，检出的音频信号经内部的FM/AM自动开关从9脚输出。由于二极管检波器检出的是调幅信号下侧包络线，因此，天线输入信号越强，9脚检波输出直流电平越低，而6脚取出的AGC电压越高。

4．检波器

1）检波器的作用、类型与要求

在AM调谐器中，从中频放大器送来的是465kHz调幅中频信号，检波器的作用是从中频调幅信号中检出原音频调制信号，送到后级的音频放大电路，并滤除465kHz的中频载波信号。

检波器有多种类型，按照使用器件可分为二极管检波和三极管检波；按照输入信号幅度的大小可分为小信号检波和大信号检波；按照非线性器件的连接方式又可分为串联式检波和并联式检波等。

检波器的性能好坏在一定程度上会影响调谐器的接收灵敏度，因此对检波器的性能要求主要是检波效率高、检波失真小、工作稳定性好等。

2）检波器的组成与工作原理

检波器一般由非线性器件和低通滤波器组成，结构如图2－10所示。检波器件一般是锗材料的二极管或三极管。图2－10检波器的电路组成二极管检波是利用二极管的单向导电性实现检波功能的，只有输入信号的幅度大于二极管的正向导通电压才能正常进行检波，因此它属于大信号检波。

当中频放大器输出的中频调幅信号经中频变压器进一步选频后，信号经检波二极管后得到半周的中频调幅信号（信号极性取决于二极管的连接方向），其中包括直流分量、音频分量和残余的中频分量。低通滤波器的作用是滤除中频载波，最后再依靠交流耦合电容的隔直作用取出音频信号送后级的功放电路。

5．自动增益控制电路（AGC电路）

由于电台发射功率、广播频率以及接收距离的不同，天线收到的广播信号强度一般在几微伏至几百微伏之间。如不采取措施，在弱信号时检波器输出幅度会过小，且失真较大；在强信号时末级中放会进入饱和、截止区域，使已调信号包络严重失真，从而引起检波输出信号严重失真。因此，在调谐器中一般都设置有自动增益控制电路，简称AGC电路。

1）AGC电路的作用、分类与要求

AGC电路的作用是在输入信号电压发生较大变化时自动调节中频放大器的增益，使调谐器输出信号大小保持基本不变。

AGC电路的种类很多，按照工作方式可分为正向AGC（利用增加正向偏置电压来减少增益的方式）和反向AGC（利用减少正向偏置电压来减少增益的方式）；按照控制方式可分为基极电流控制型、阻尼二极管（变阻二极管）型和延迟型等几种；按照电压的取得方式可分为平均值式、峰值式和脉冲键控式等几种。

对AGC电路的要求，当输入信号较小时，AGC电路不起作用；只有当输入信号增大到一定程度后，AGC电路才起控制作用，使中放级的增益随输入信号的增大而减少。

2）AGC电路的组成与工作原理

为实现上述要求，必须有一个能随外来信号强弱而变化的控制电压或电流信号，利用这个信号对放大器的增益自动进行控制。由前述可知，调幅中频信号经幅度检波后，在它的输出中除音频信号外，还含有直流分量。直流分量大小与中频载波的振幅成正比，也即与外来高频信号成正比。因此，可将检波器输出的直流分量作为AGC控制信号。图2－11所示为AM调谐器中AGC电路的组成框图。

注意，AGC电路的控制对象是中频放大器的前级或高频放大器，而不是中频放大器的后级，因为中放的后级信号过大，很难实现控制。图2－11

AGC电路的组成框图2.1.3实用AM调谐器电路分析

AM调谐器有分立元件电路和集成电路两种类型，较早期AM调谐器多由分立元件电路组成，在组合音响中使用的一般都是集成电路调谐器。常用的单片AM调谐器有TA7641BP、ULN2204、CXA1033P等，这里以单片TA7641BP构成的中波AM调谐器为例介绍其电路组成及工作原理。图2－12

TA7641AP内部电路结构及引脚功能图2－13单片TA7641AP构成的AM调谐器电路该电路工作原理与控制过程如下：

T1是磁性天线输入调谐回路，用以选出调幅电台信号。T2是本机振荡回路。高频信号由16脚输入，经变频后从1脚输出。中频变压器T3和C14组成中频谐振回路，它的作用是从1脚输出的信号中选出465kHz的中频信号，并送至3脚进行中频放大。2脚外接电容C15为中频旁路电容。中频变压器T4为第二级中放的选频负载。电位器RP是检波级的外接负载兼整机音量控制器，检波后的信号由7脚输出，经R2、RP、C9耦合到13脚进行低频功率放大，放大后的信号由第10脚输出。电容C13是外接自举电容，用以扩大输出动态范围。另外，扬声器不是直接接于IC输出端，而是接于电源Vcc和自举端子8脚之间，兼作自举电路的隔离元件，同时也省掉了大容量的输出电容。R5、R4组成IC内低频功率放大器负反馈网络，决定低频功率放大器的电压闭环增益（近似等于1+R5/R4）。AGC电压经R1送至6脚，C17为AGC电路滤波电容。C5、C8为高频旁路电容，C7、C12为电源退耦电容，C11为消振电容，R3、C6为电源滤波网络。 2.2

AM调谐器相关知识

2.2.1

AM调谐器的主要性能指标

性能指标是衡量调谐器性能好坏的基本依据，了解这些性能指标，对生产、调试和技术维护都很重要。我国按性能指标将调谐器分为A类、B类和C类三个等级。A类属于高档机，B类次之，C类为普及型机。

调谐器的主要性能指标有频率范围、中频频率、灵敏度、选择性、整机频率响应特性、整机谐波失真、假象抑制和中频抑制、调幅抑制等。下面介绍几项调谐器的主要性能指标。

1．频率范围与中频频率

频率范围是指调谐器所能接收到的电台广播信号的频率范围。我国调幅广播的频率范围规定为：中波526.5~1606.5kHz；短波2.3~26.1MHz，并可在此范围内分成若干个波段，如短波Ⅰ、短波Ⅱ等。

中频频率是超外差式调谐器的一项特有指标。我国规定调幅机中频频率为465kHz，并允许最大有±5kHz的偏差；调频机中频频率为10.7MHz，并允许最大有±0.3MHz的偏差。这种偏差应越小越好，因偏差太大容易引起灵敏度下降、选择性变差和自激等故障现象。

2．灵敏度

灵敏度是指调谐器接收微弱电台信号的能力。灵敏度越高，表示接收微弱信号的能力越强，收到的电台数也越多。在一定的信噪比下，当调谐器输出端输出为标准功率（台式机50mW，便携式机10mW，袖珍机5mW）时，输入端必须输入的最小信号电压值，称为调谐器的灵敏度。

要提高灵敏度，就必须有足够大的增益。然而，在输出功率一定时，增益愈大，机器内部的噪声也被放大愈多。若外来信号较弱时，信号可能被噪声所掩没。因此，无限制地提高增益并不能无限制地提高调谐器的灵敏度，也就是说，灵敏度的极限受到内部噪声的限制。通常，将灵敏度分为最大灵敏度和噪限灵敏度两种。

最大灵敏度也称绝对灵敏度，它是指不考虑输出信噪比如何，在标准输出功率下所需要的最小输入信号电平。显然，它只反映调谐器接收微弱信号的最大能力。

噪限灵敏度即有限噪声灵敏度，它是指输出信噪比为26dB（A计数）时，在标准输出功率下所需要的最小输入信号电平。它反映了调谐器在正常收听条件下接收微弱信号的能力，通常所说的灵敏度，实际上是指噪限灵敏度。

灵敏度表示方法有两种：对使用磁性天线的调谐器，用输入的电场强度表示，单位是mV/m（毫伏/米）；对使用拉杆天线的调谐器，用天线端需要输入的高频信号电压值表示，单位是μV（微伏）。

3．选择性

选择性是衡量调谐器选台能力的一项指标，它反映了调谐器从众多不同频率的电台信号中选出所要收听信号的能力。选择性好的调谐器，能从两个频率十分接近的电台中，选出其中一个，抑制另一个。若能同时听到这两个电台的信号，则为夹音，又称串音，表明其选择性较差。

在超外差调幅调谐器中，选择性除与输入调谐回路有关外，基本上取决于中频放大级的频率特性。在调频调谐器中，由于高频回路的通频带较宽，对整机选择性影响不大，故其选择性主要取决于中频谐振回路的特性。选择性的好坏，常用分贝数的大小来表示。它是调谐器在调谐频率上的灵敏度与失谐频率（±9kHz）上的灵敏度之比，再取对数后得到。如调谐器在某一信号频率上的灵敏度为100μV，而对偏离这一信号±9kHz的信号，灵敏度为10000μV，则这台调谐器的选择性为

分贝数越大，表明选择性越好。我国标准规定：A类机应不小于30dB，B类机不小于16dB，C类机要在10dB以上。

4．整机频率响应特性

整机频率响应特性简称频响，它是指调谐器对整个音频范围内的各种不同音频频率的增益特性。通常，把整个调谐器对各个音频调制频率所表现的增益关系，称为整机电压频率特性，若再包括扬声器，而测量输出的声压，则称为整机声压频率特性。

由于调谐器对不同音频频率的增益不同而造成的频率特性的不均匀性，称为频率失真。一般地，在500~2000Hz的中音频段，增益较高，特性较平坦，在低音频段和高音频段增益明显下降，特性向下弯曲，这就是频率失真。频率失真常用不均匀度来表示。在规定的频率范围内，整机电压频率特性曲线上电压增益的最高点和最低点的比值，称为不均匀度。频响好的调谐器，不论在高音调还是低音调，都能较好地重现原来的发音强度。如果高音调增益正常，而低音调增益不足，则为低频响应不好，声音听起来单调刺耳。反之，若高音调增益低，而低音调增益正常，则为高频响应不好，声音听起来很沉闷。由于人的听觉本身对高音频和低音频都有衰减作用，因此在中高档机中都设有高低音控制电路，以补偿整机频响特性和人耳听觉上的不足。

5．假像抑制和中频抑制

假像抑制又称为镜像抑制，它是指调谐器抑制假像干扰的能力。对于超外差式调谐器，在正常接收情况下，本机振荡频率总比要接收的电台信号频率高出一个中频频率（调幅465kHz，调频10.7MHz），这样经差频就能得到一个465kHz（或调频10.7MHz）的中频信号。但当外来信号频率比本机振荡频率高出一个中频频率时，经差频同样能得到一个465kHz(或调频10.7MHz)的中频信号。当这两个中频同时出现时，就会互相干扰，引起啸叫或发生混台现象。通常把比本振频率低一个中频的频率称为真像频率，而把比本振频率高一个中频的频率称为假像或镜像频率。由假像频率引起的干扰称为假像干扰。假像抑制常用假像频率信号的接收灵敏度S2与真像频率信号的接收灵敏度S1的比值来表示，单位为分贝，即

分贝数愈大，表明假像抑制能力愈强。一般地，假像抑制能力中波段要比短波段好，在一个波段内低端要比高端好。所以衡量这一指标的好坏，常在每一个波段的高端进行测量。中频抑制是指超外差式调谐器对直接混进变频级、中放级的中频干扰信号的抑制能力。中频抑制通常是以直接接收外来中频信号时的失谐灵敏度S2′与正常外差接收时的调谐灵敏度S1′之比的分贝数来表示，即此分贝数愈大，抑制中频干扰的能力就愈强。变频级对中频干扰抑制能力在中波低频端最差，所以衡量这一指标的好坏，通常是将调谐器调谐在中波低频端（535kHz）进行测量。假像抑制和中频抑制能力的提高主要是通过提高输入回路的选择性来实现。2.2.2调制与解调

利用天线可以将无线电波辐射出去，但对于要传送的音频信号，由于其频率在20Hz~20kHz，波长范围在15×103~15×106m，为了得到有效的电磁辐射，天线尺寸必须做得很大（和波长相比，一般为1/10），这在实际中是不可能的。即使音频信号能够辐射出去，由于各电台发出的都是音频信号，彼此互相干扰，听者仍无法从中选择所要接收的信号。解决这一问题的方法是将要传送的带有信息的音频信号加到无线电波上去，再通过天线辐射出去。

1．调制

将带有信息的音频信号加到无线电波上的过程，称为无线电波的调制。带有信息的音频信号称为调制信号；载运信息的无线电波称为载波。经调制后的无线电波，其振幅、频率（或相位）将随着调制信号的变化而变化，称这种电波为已调波。

无线电波的调制方式有调幅和调频两种。载波的振幅随着音频信号电压变化而改变的调制方式称为调幅，经调幅后的已调信号（已调波）称为调幅波。载波的频率、相位随着音频信号电压变化而改变的调制方式分别称为调频和调相，相应的已调信号称为调频波和调相波。

载波、调制信号、调幅波、调频波和调频波瞬时角频率的波形如图2－14所示。图2－14载波、调制信号、调幅波、调频波和调频波瞬时角频率的波形对于调幅波，设载波为一恒定频率的等幅高频正弦电压，即（2－4）式中，uo为载波瞬时值；Uo为载波振幅；ωo为载波角频率。设调制信号为单一频率的余弦电压，即（2－5）式中，uΩ为调制信号瞬时值；UΩ为调制信号振幅；Ω为调制信号角频率。经过调制后的调幅波可表达为（2－6）式中，ma称为调幅波的调幅度或调幅指数，其值为Uo(1+macosΩt)为调幅波的振幅。振幅的最大值Umax和最小值Umin分别为（2－7）（2－8）将式（2－7）和式（2－8）联立求解，可得调幅度为（2－9）

调幅度ma反映了调制信号对载波振幅的调制程度。ma越大，载波振幅变化越大，解调后输出的信号也就越大。因此，发射端在调幅过程中总是设法增大ma。ma的取值通常在0~1的范围内。如果ma>1，载波振幅就会在某些时间段内为零，使已调波的包络线和调制信号不成线性关系，出现严重失真。

2．解调

解调是调制的逆过程，其作用是从已调波中将原调制信号（音频信号）检取出来。由图2－14所示波形可以看出，调幅波的包络形状和调制信号完全一样。因此，在接收机中只要把调幅波的包络形状取出来，就能如实地恢复原音频信号，具体实现的方法是采用检波器。而对于调频波，由于调制信号对其频率的控制主要反映在频偏上，因此，接收机需要一个频率检波器（鉴频器），才能把原音频信号解调出来。实训项目2

AM调谐器的测试与调整

1.实训目的

（1）掌握用高频信号发生器和示波器对AM调谐器中放电路的测试与调整方法。

（2）学会正确检测AM调谐器频率范围及统调的方法。

（3）通过对中放与变频电路进行测试和调整，掌握分析AM调谐器故障的方法。

（4）学会用测试棒校验统调点的方法。

2.实训设备与工具

京华JW—868立体声收录机1台（可选其他型号），中频扫频仪（MSW－7125A）1台，双踪示波器1台，双程毫伏表1台，高频信号发生器1台，标准测试棒1支，其他常用工具若干。

3.实训内容、方法与步骤

1)调整中频

（1）用高频信号发生器和示波器调整中频。

方法：从天线输入一个频率为465kHz、调幅度为30%的调幅信号，示波器接在扬声器的两端或检波器的输出端，从后级往前级依次调整中频变压器T4和T2的磁芯，使输出信号幅度达到最大。

要求：描绘出输出信号与输入信号的波形，并进行比较。

思考：在输入中频信号时，输出信号始终调整不到最大值，应如何处理?（2）用中频扫频仪调整中频。

方法：调整中频扫频仪，输出一个频率为465kHz、调幅度为30%的调幅信号，并将该信号从天线输入。将扫频仪Y轴输入（开路探头）连接到TA7640AP的第9脚，从后级往前级依次调整中频变压器的磁芯，使扫频仪屏幕上的中频特性曲线带宽符合要求，幅度达到最大。

思考：

①在业余条件下，能否利用电台广播和万用表调整中频？若能，试写出调整步骤，并进行调整。

②当可变电容的动、定片间发生碰触、短路现象时，会出现什么情况？如何判断本振是否停振？

2)调整频率范围

用高频信号发生器作信号源，各开关位置保持不变。

（1）调整低端频率。

方法：将高频信号发生器输出的515kHz调幅信号从输入回路的天线输入，将四联可变电容器全部旋入（此时电容值最大，对应刻度盘频率的最低点），用无感螺丝刀调整振荡线圈的磁芯，使示波器观察到的输出波形幅度最大或毫伏表的指示最大。（2）调整高端频率。

方法：将高频信号发生器输出调到1640kHz，将四联可变电容器全部旋出（此时对应刻度盘频率的最高点），调整振荡回路的补偿电容，使示波器观察到的输出波形幅度最大或毫伏表的指示最大。（3）反复对低端和高端频率进行调整，直到满足对频率范围的要求为止。

要求：记录调整前后高端与低端所对应的输出电压值。

思考：

①在上述调整过程中，为何要反复细调才能满足要求?如果在调整过程中发现频率范围始终偏低或偏高，该如何处理?

②在没有标准仪器的情况下，能否利用电台广播进行频率范围的调整?若能，请拟出调整步骤。

3）三点统调（600kHz、1000kHz、1500kHz）

（1）调低端。

方法：使用高频信号发生器，通过环行天线发出频率为600kHz、调幅度为30%的调幅高频信号，并将调谐器刻度调到600kHz的位置上。调整输入回路线圈在磁棒上的位置，使输出信号幅度达到最大。

（2）调高端。

方法：将高频信号发生器输出频率改为1500kHz，调幅度仍为30%不变，将调谐器刻度调到1500kHz的位置，调整输入回路中补偿电容的容量，使输出信号的幅度达到最大。（3）反复对低端和高端进行调整，直到满足要求为止。

思考：

①为什么在实际调整过程中，一般只对低端和高端进行调整即可？

②若高端统调不好，可能是什么原因？若低端统调不好，又是什么原因？

③如何用中频扫频仪进行频率范围调整和三点统调？自拟调整步骤。

④若利用电台广播信号来进行统调，应该如何进行？

4)检查跟踪点

校核跟踪点是否良好，可用测试棒来检查。测试棒是一根中间用绝缘材料，其一端装一个闭合铜环（称为铜头），另一端装一段磁性棒（称为铁头）的专用测试工具，外形如图2－15所示。图2－15测试棒外形图方法：将调谐器刻度指针分别调在600kHz、1000kHz、1500kHz位置上，用测试棒的铜头和铁头分别靠近被测调谐器的磁性天线，如图2－16所示，观察输出信号的变化情况。图2－16用测试棒校验输入回路（1）检查600kHz统调点。

方法：先将测试棒的铜头靠近调谐器的磁性天性，若示波器显示或毫伏表指示有所增大，则说明天线线圈电感量偏大了些，输入回路的谐振频率比外来信号频率低了。此时应将天线线圈从磁棒里向外拉出一些，直到输出指示不再增大为止。

然后再将测试棒的铁头靠近磁性天线，若示波器显示或毫伏表指示有所增大，则说明天线线圈的电感量偏小了些，输入回路的谐振频率偏高于外来信号频率。此时需要将天线线圈向磁棒中心位置移动一点，直到铜、铁头分别靠近磁性天线时，输出均有所减小，即表明600kHz统调点已调好。（2）检查1500kHz统调点。

对1500kHz统调点的检查与600kHz统调点的检查方法基本相同，所不同的是它通过改变输入回路补偿电容的容量来实行统调。

高端和低端的跟踪点校验好后，可再检查一下中点1000kHz的跟踪。在一般情况下，只要高、低端跟踪点调好，中间位置的跟踪基本上没有问题，无需再去调整。

4．实训总结与要求

对实训过程中出现的问题进行分析总结，并填写好实训报告。 2.3

AM调谐器拓展知识

2.3.1无线电波的发送与接收

1．无线电波

能够向周围空间传播一定距离的交替变化的电场和磁场，称为电磁波，在无线电技术中，需要传播的是无线电波，它属于电磁波范畴，简称电波。电波在空间传播速度很快，约等于光速，即波速c≈3×108m/s（米/秒）。

无线电波除用传播速度（即波速）表示外，还可用波长和频率来表示。波长是指无线电波在传播过程中，每变化一个周期所传播的距离；频率是指在1秒钟内，无线电波变化的次数。显然，波速、波长、频率三者之者的关系可用下式表示：

（2－10）

式中，c为波速，单位是m／s（米／秒）；λ为波长，单位是m（米）；f为频率，单位是Hz（赫兹）。

2．无线电波的传播方式

根据无线电波的传播特性，可将无线电波分为地波、天波和空间波三种。地波是沿地面传播的无线电波；天波是依靠天空中电离层的反射和折射作用而传播的无线电波；空间波是从发射点直接传播到接收点的无线电波。由于大地和天空对无线电波的影响，决定了不同波段的无线电波的传播方式和传播特性。

1）地波传播

长波和中波主要是沿着地球表面进行传播，属于地波传播方式。图2－17（a）是这种传播方式的示意图。地波传播的特点如下：

（1）不受昼夜和天气变化的影响，传播性能比较稳定。

（2）遇到地面障碍物时，能够以绕射的方式进行传播。其绕射能力主要取决于电波频率、传播距离和电波发射功率。频率越低、距离越近、功率越大，绕射能力就越强。

（3）由于地球表面对地波有吸收作用，故地波在沿地面传播时总是越传越弱。地面对地波影响的程度，视地面情况而定。一般对于潮湿的地面和海面，由于其导电性能好，电波在传播过程中损耗小，衰减慢，因而传播距离远，而对于干燥的地面和森林传播距离较近。图2－17无线电波的传播

2）天波传播

短波主要靠电离层和地面间的来回反射将电波传向远方，属于天波传播方式。图2－17（b）是这种传播方式的示意图。

在离地面约50~400km的高空，稀薄的大气层由于受太阳紫外线的辐射和宇宙射线的影响，会发生电离现象而产生大量的自由电子和正离子，这种被电离的大气层称为电离层。电离层的特性常用单位空间内所含自由电子和正离子的多少，即电离密度来描述。在一般情况下，夏季电离层的电离密度比冬季大，白天电离层的电离密度比夜间大。电离层对电波有折射、反射和吸收的作用，尤其对于长波和中波吸收作用较强，特别是在白天，由于电离层的电离密度大，故吸收作用更强。所以，在白天基本不能靠电离层的反射来传播长波和中波。对于短波，地面吸收作用强，而电离层吸收作用小，反射和折射多，因此短波主要靠电离层的反射和折射进行传播。电波被反射的程度，除主要取决于电波的频率外，还与电离层的密度和电波对电离层的入射角有关。通常，电离密度越大，入射角越大，电波越容易被反射。对频率高于30MHz的超短波和微波，它能够穿透电离层传向宇宙太空，因此，天波传播适用于短波波段。天波传播的主要缺点是反射回地面的电波不够稳定，可靠性比较差。这主要是由于受气候、白昼等诸多因素的影响，使电离层的高度、厚度和电离密度等参数每时每刻都在发生变化。另外，天波传播还存在着干扰较大，部分地段传播不到的现象。

3）空间波传播

对于超短波和微波，由于其频率高、波长短，发射出去后被电离层反射回来的很少，沿地面绕射时损耗也很大，因此该波段的电波主要依靠直线传播，属于空间波传播方式。图2－17（c）是这种传播方式的示意图。

由于地球表面呈球形，因此空间波传播距离不远，大致在视距（50~60km）范围之内，故又称为视距传播。

空间波传播的距离除与频率有关外，还与电台的发射功率和发射天线的高度有关。功率大，天线高，传的就远；反之，传的就近。

3．无线电波的发送

无线电波发射机的组成如图2－18所示，它主要由音频、高频和发射天线三大部分组成。图2－18无线电波发射机的组成其工作过程如下：

话筒将语音转变为电信号（即音频信号），经音频放大器放大后送给调制器，高频振荡器产生的等幅高频振荡信号（即载波），也同时送给调制器。在调制器中，等幅高频振荡信号经音频信号进行幅度或频率调制后，形成调幅波或调频波，再送给高频功率放大器。经功率放大后的高频电流在流过发射天线和地构成的回路时，就以高频电磁波的形式由发射天线向外辐射出去，从而完成发射任务。

4．无线电波的接收

最基本的无线电波接收机组成原理如图2－19所示，它主要由接收天线、输入电路、高频放大器、解调器和低频放大器等几部分组成。图2－19无线电波接收机的组成接收天线用来感应由发射端传送来的高频电磁波；输入电路从天线接收的各种不同频率、不同强度的广播信号以及各种干扰信号中选择出所要接收的信号，送给高频放大器进行放大；解调器的作用是从高频已调波中解调出音频信号；音频信号再经低频放大器放大后，由扬声器还原成声音信号。

可见，接收机在完成对信号的接收过程中，其主要作用是选择信号、解调信号和放大信号。因此，一台最基本的接收机至少应由三个环节组成，即输入电路、解调器和放大器。实际上，性能优良的接收机在电路构成上除了这三个基本环节外，还有很多辅助电路。2.3.2

AM立体声广播技术

对于AM广播，除常用的中波、短波广播外，还有一种调幅立体声广播。调幅立体声广播的原理与调频立体声广播相似，也是一种兼容制广播，根据对立体声信号中左、右声道信号处理的方式不同，调幅立体声广播也有多种制式，其中使用较多的是摩托罗拉制。

1．摩托罗拉制调幅立体声广播信号的形成

摩托罗拉制，又称兼容正交调幅制(简称C－QUAM)，它是一种把和、差两路音频信号调制在同频而相位差为90°的同一载波上的传输方法。

摩托罗拉制立体声调制信号形成框图如图2－20所示。图2－20摩托罗拉制立体声调制信号形成框图由左声道信号(L)与右声道信号(R)经过矩阵电路获得和信号(L+R)及差信号(L-R)，和信号又称为主信号。将和信号一路直接加到发射机的幅度调制器上，另一路则利用载波Fc(t)对(L+R)进行平衡调制，与此同时把差信号与25Hz导频信号加在一起(以符号∑表示)，通过另一平衡调制器调制在相移90°的载波Fc′

(t)上，实现正交调制。再将两个正交平衡调制波与载波Fc(t)输入相加器∑，变成一个调幅调相的合成波。该合成波通过限幅器，消除调幅成分后输出一个调相波。将该调相波作为载波输入发射机的射频输入端，再对主信号进行幅度调制，形成正交兼容的调幅立体声调制波通过天线发射出去。

2．摩托罗拉制AM立体声接收机原理

摩托罗拉制AM立体声接收机电路组成与普通单声道调幅接收机基本相同，不同之处是调幅解调器部分。摩托罗拉制AM立体声接收机原理图如图2－21所示。图2－21摩托罗拉制AM立体声接收机原理图由天线接收到的中波调幅立体声信号，经混频变换为中频信号。中频信号经放大后进入立体声解码器，分为两路：一路经包络检波器检出主信号M=L+R，另一路进入可变增益放大器。可变增益放大器与相位检波器、晶体压控振荡器(VCO)、移相分频器等共同构成锁相环路，确保由移相分频器输出的两个相互正交的中频载波与进入可变增益放大器的中频载波严格同步。摩托罗拉制采用正交调制方式，即主信号M传送方式与传统的调幅波信号一样，而副信号S=L-R则调制在经相移90°的载波上，然后通过平衡调幅波将载波抑制掉。由于合成信号存在误差，所得到的信号振幅不能和单声道包络检波接收机很好地兼容，因此在发送端把正交调制信号通过硬限幅削掉振幅变化的部分作为载波，再被M信号调幅。接收机解码器中的可变增益放大器用来恢复被发送端限幅器削掉的这个振幅变化部分，它受控于误差放大器，因为误差放大器送出的信号与发送端去掉的误差量成正比。由此可知，经可变增益放大器输出的信号与发送端限幅前的信号一致。此信号分别送入同相同步（I）检波器、正交同步（Q）检波器检出副信号S，以及供立体声指示及开关控制的25Hz导频信号。由相位检波器输出的等幅载波，通过分频、移相后分别供给同相同步检波器和正交同步检波器作同步检波用。包络检波器检出的M信号和正交同步检波器检出的S信号(实际上是载波的同相分量和载波的正交分量)，送入矩阵电路(加减电路)，经运算后得到L、R信号。

2.4

FM调谐器基础知识

调频是指利用音频调制信号去控制高频载波的频率，解调时需使用鉴频电路来完成。调频广播分为单声道调频和立体声调频两大类。利用调频技术可以实现高保真广播。

2.4.1

FM调谐器的组成

FM调谐器与AM调谐器一样采用超外差接收方式，但由于调频广播的载波频率较高，为提高信噪比，在调频接收机中增加了高频放大器。同时，为了更有效地抑制寄生调幅干扰，在电路中还增加了限幅器。图2－22为单声道调频接收机的电路组成框图，图2－23为调频立体声接收机的电路组成框图。图2－22单声道调频接收机的电路组成图2－23调频立体声接收机的电路组成2.4.2

FM调谐器的工作原理

1．调频高频头电路

1）调频高频头的作用与要求

调频高频头也称高频头或高频调谐器。它的作用是通过天线选取调频广播信号（87~108MHz），并通过调谐选出某一电台信号后，进行放大、混频，变换成一个10.7MHz的固定中频信号，输出给中频放大器。

调频高频头电路对整机灵敏度、选择性等重要性能指标影响很大，因此，对调频高频头电路的结构、元器件质量以及工艺方面都有很严格的要求。（1）选择性要好。调频高频头电路既要能选择出有用电台的信号，又要能对其他电台的信号和干扰信号进行抑制，尤其是对超外差式调谐器所具有的特殊干扰——镜像干扰和中频干扰，要能进行有效的抑制，否则这些干扰经中频放大和鉴频等处理后就会干扰调谐器的正常工作。

（2）噪声系数要小。选用低噪声元器件和合理设计电路，可以降低调谐器的噪声功率，使噪声系数减小。（3）线性要好，动态范围要大，增益要适当。在工作频率范围内线性要好，大信号时要有较大的工作动态范围，否则失真就很大。同时还要有适当的增益，这样才能保证对不同强度的输入信号，都能有正常的输出。

（4）本振辐射要小。由于调频高频头的本振工作频率较高，其本身就是一种干扰源，因此，若向外辐射较大，就会对其他电子设备造成干扰，影响其正常工作。对一些高保真调谐器，一般都把整个调频头屏蔽起来，以防止对外造成干扰的同时也防止外来的电磁干扰。

2）调频高频头的电路组成与工作原理

调频高频头一般由输入调谐回路、高频放大器、本机振荡器和混频器等几部分组成，如图2－24所示。图2－24调频高频头电路组成框图天线接收到的电波信号，经输入调谐回路进行第一次选择，选出调频波段的广播信号，经高频放大器放大后，由高放调谐回路进行第二次选择，选出所需要的某一广播电台信号，再与本机振荡器产生的高频载波信号在混频器中进行混频，利用混频管的非线性产生出一个固定频率（10.7MHz）的中频信号，经中频选频回路选择后送给中频放大器。

（1）输入调谐回路。调频调谐器的输入调谐回路，按照电路形式可分为：固定调谐式、可变调谐式和电调谐式等三种。固定调谐式输入调谐回路又称不调谐式输入调谐回路，多用于普及型机和中档机中。它可以简单地由一个有载Q值较低的LC谐振回路组成，这个谐振回路固定谐振于调频波段（87~108MHz）的中心频率（98MHz）附近，也可以由两个LC谐振回路构成的带通滤波器组成，如图2－25（a）所示。其中，L1、C1串联谐振于108MHz，使108MHz的信号最容易通过，L2、C2并联谐振于87MHz，使87MHz信号获得最大输出，这样总的通频带就达到了87~108MHz，可以兼顾调频波段的高、低端特性。为了进一步选择有用信号，抑制干扰信号，在电路中还增加了L3、C3并联谐振电路（一般谐振在10.7MHz上，又称中频陷波器），使通频带以外的信号得到抑制。图2－25固定调谐式输入调谐回路图2－25（b）为单调谐固定式输入调谐回路。其中的L2、C1、C2谐振于98MHz附近，采用C1、C2分压输出的目的主要是为了便于与后级（高放）共基极放大器实现阻抗匹配。

可变调谐式输入调谐回路常用于较高档的调频调谐器中，其电路形式如图2－26所示。图2－26可变调谐式输入调谐回路可变调谐式输入调谐回路与固定调谐式输入调谐回路相比，在输入调谐回路中将谐振电容由固定不变改为连续可调。通过调节可调电容器C1a，使谐振回路的固有频率与所接收电台的信号频率一致而发生谐振，其他频率的信号则被衰减。这样既增强了选择性，又提高了抗干扰能力。

电调谐式输入调谐回路实质上也是一种可变调谐式输入调谐回路，只不过是用变容二极管来代替输入调谐回路中的可调电容。它是利用变容二极管的结电容随外加反向电压的变化而变化的特性进行调谐的，电路如图2－27所示。这种调谐方式适用于数字调谐器或其他高档的调谐器。图2－27电调谐式输入调谐回路（2）高频放大器。高频放大器的作用是放大由输入调谐回路选择出的高频调频信号。按所使用的器件主要有晶体管高频放大器和场效应管高频放大器两种。

对于晶体管高频放大器，由于其工作频率很高，在对高频放大管进行选择时，除了要求选用特征频率较高、极间电容较小的高放管外，还要注意电路的具体形式。调频高频头的高频放大器一般都采用共基极放大电路，这是因为共基极放大电路具有截止频率高、内部反馈小、工作稳定性好、输入阻抗低，易于与天线实现阻抗匹配等一系列优点。图2－28是一种共基极高频放大器的电路图。图2－28共基极高频放大器图2－28中，L1、C2组成固定调谐式不平衡电容耦合输入调谐回路。输入调谐回路选择出的高频信号由C3耦合到高放管V1的发射极，经高频放大后，再通过由C5、C6、C7、C8和L2组成的可变调谐回路对信号进一步选择，即调节C5（四联电容器中的一联），选择出有用的电台信号，抑制掉其他无用的信号和干扰信号后，经C9耦合到混频管。当C5容量从最大变到最小时，调谐回路的频率也从87MHz变化到108MHz。

在一些高档调频调谐器中，高频放大部分一般都采用场效应管放大器。场效应管是一种电压控制型器件，与晶体管相比，具有输入阻抗高、噪声系数小、动态范围大、灵敏度高和抗干扰能力强等优点。图2－29为共源极结型场效应管高频放大电路。L2、C1、C2、C3组成可变调谐式输入回路，L4、C9、C10、C11组成输出调谐回路，对放大后的信号进一步选频，选出有用的电台信号，经耦合电容C12送到混频器。图2－29共源极结型场效应管高频放大器（3）变频电路。调频超外差式调谐器与调幅超外差调谐器的工作原理基本相同，其变频电路都包括本机振荡器、混频器和中频选频回路等。但二者的作用不同，在FM调谐器中变频器是把高频调频信号变换为中频（10.7MHz）调频信号。

3）典型调频高频头电路分析

（1）分立元件调频高频头电路。图2－30为京华JW—868型FM调谐器调频高频头电路组成电路图。图2－30

JW—868型FM调谐器调频高频头电路组成（2）集成电路调频高频头电路。随着电子技术的发展，调谐器电路的组成都逐步趋于集成化。集成电路调频高频头电路具有外围元件少、易调试、性能稳定、体积小等一系列优点，在音响设备中得到了广泛应用。

TA7335P和TDA1062是近年来应用较为广泛的两种集成电路高频调频头电路，内部电路功能基本相同。下面以图2－31所以TA7335P组成的集成电路为例，对其内部电路、工作原理进行简单分析。图2－31

TA7335P内部框图及典型应用

TA7335P集成电路调频高频头电路，采用9脚单列直插式塑料封装结构，各引脚功能如表2－2所示。它具有适应电源电压范围宽（2~6V），内部采用差分混频器，高放和本振之间互相牵引小，内部采用恒流偏置电路，温度稳定性好，本振频率稳定，本身具有AFC电路等特点。内部由高频放大器、本机振荡器、混频器、自动频率控制和偏置电路等组成，与外围电路一起，可完成对FM信号的选频、放大和混频。该电路工作过程如下：表2－2

TA7335P引脚功能天线上感应到的无线电调频信号，经87~108MHz的带通滤波器（BPF）后，选出调频波段的电台信号，同时滤除干扰信号后从1脚送入高频放大器进行放大，放大后的高频信号从3脚输出，经外接调谐回路选出要接收的电台信号后，从4脚输入给IC内部的混频器。与此同时，接在7脚的外接本振回路产生的振荡信号也送到混频器，与接收到的高频电台信号进行混频。混频后产生的中频信号从6脚输出，再经中频选频回路选出中频信号后送往后面的中频放大器。

2．中频放大器

1）中频放大器的作用与性能要求

调频中频放大器是超外差式调频调谐器的重要组成部分。其性能的优劣直接影响调频接收机的灵敏度、选择性、调幅抑制、失真等主要性能指标。

调频中频放大器的作用有两个：一是对调频中频信号进行放大，二是进一步抑制其他干扰信号。对调频中频放大器的性能要求是：功率增益要高（一般在90~100dB左右），稳定性要好，通频带宽度要合适，选择性要好以及要有良好的限幅性能等。

2）调频中频放大器的特点

对AM/FM调谐器来讲，中频放大器一般都是共用或部分共用的。同调幅调谐器相比，调频中频放大器主要有如下特点：

（1）工作频率比调幅调谐器的中频（465kHz）高，中频频率为10.7MHz。

（2）通频带宽。调幅调谐器的通频带为9kHz，而调频调谐器单声道为180kHz，立体声为256kHz。

（3）总增益更高。调幅调谐器为50~60dB，调频调谐器则达到90~100dB。

（4）相频特性好。这样才能保证对调频波进行解调时不产生失真或把失真降到最低程度。

3）中频放大器的组成与工作原理

中频放大器的总增益较高，一般都由3~5级放大器（前几级用于信号放大，最后一级用作限幅）组成。由于分立元件的中放电路很容易产生自激，因此在现代音响系统中大都采用集成电路中频放大器，如TA7640AP等。

TA7640AP内部FM集成电路中频放大器及鉴频器的电路如图2－9所示。该部分信号流程如下：

由高频调谐器的中频选频网络选出的调频中频信号，经10.7MHz陶瓷滤波器形成所需要的中频频率特性后，从15脚送入内部的中频放大电路，放大后的中频信号从内部送到鉴频器进行鉴频，鉴频后得到的音频信号经内部AM/FM开关从第9脚输出。

3．自动频率控制（AFC）电路

1）AFC电路的作用与组成

对于调频接收机来讲，由于工作频率较高，本振频率很容易受环境温度或电源电压变化等因素影响而产生漂移，其结果不仅会使调谐器的接收性能发生变化，甚至会丢失电台信号。为此，在调频接收机中增加了AFC电路，其作用就是补偿本振频率的漂移，自动跟踪电台信号，保持接收稳定。图2－32为AFC电路的组成框图。图2－32

AFC电路组成框图

2）AFC电路工作原理

由图2－32可看出，AFC电路是一个闭环控制回路。当本振频率发生漂移时，经混频后输出的差频也偏离了10.7MHz，经FM解调后就可得到正比于这个偏差大小的直流电压。用这个直流电压去控制本振回路中的可控元件（变容二极管）两端的电压，即可使本振回路的总电容量发生变化，从而使本振频率改变，直到输出为10.7MHz为止。

4．限幅器

1）限幅器的作用与要求

调频信号在传输过程中，由于受到各种干扰（包括机内噪声、内部干扰和外部干扰等）的影响，信号的幅度会发生一定程度的变化。对调频调谐器来讲，会产生“寄生调幅”现象，严重影响声音的质量。

限幅器的作用就是切除调频信号中的寄生调幅，提供恒定的调频输出，并保持输入信号的调制规律不变。在调频调谐器中，正是由于采用了限幅器，才使得其抗干扰能力与调幅调谐器相比得到了很大提高。对调频信号来讲，由于所传送的信号反映在高频载波的频率变化上，因此可用限幅电路把超过限幅电平的外来干扰或寄生调幅抑制掉，得到等幅的调频信号，再经鉴频后得到不失真的原调制信号。但对于调幅波来讲，由于干扰信号叠加在要传输的调幅波上，若使用限幅器，就会使传输信号的调制规律发生很大变化，检波后恢复出的原调制信号就会产生严重失真。

为使限幅器能正常工作，要求输入信号的幅度要大于限幅器的门限值，否则限幅器将不起作用。因此，在调频调谐器中，要求中频放大器的增益要高些。

2）限幅器的种类和工作原理

常用的限幅器有二极管限幅器、三极管限幅器和差动限幅器等几种，FM调谐器的限幅器电路都设置在集成电路中频放大器内部。

利用二极管可以构成两种形式的限幅器。一是用二极管并联在中频放大器集电极初级调谐回路上构成阻尼二极管，当中放管输出信号电压过大时，阻尼二极管的正向动态电阻减小，使谐振回路的Q值降低，放大器的增益降低，从而使放大器输出信号的幅度限制在某一固定电平上。另一种形式是用双向二极管并联在中频放大器调谐回路的次级上，当中放输出电压幅度大于二极管正向压降时，两个二极管交替导通，使放大器的负载阻抗变小，增益降低。这样就可把中放的输出电压限制在两个二极管的正向结压降上，从而达到限幅的目的。

5.鉴频器

1）鉴频器的作用及性能要求

鉴频是频率调制的逆过程。鉴频器的作用就是从调频波中检出调制信号。鉴频器又称频率检波器或调频检波器。

对于单声道调频调谐器，鉴频后输出的是调制在载波上的音频信号；对于调频立体声调谐器，鉴频后输出的则是调制在主载波上的立体声复合信号。对鉴频器的性能一般有如下几个方面的要求：

（1）非线性失真要小。鉴频器失真小，鉴频输出信号与原来的调制信号相比才不会失真。

（2）鉴频灵敏度要高。鉴频灵敏度指的是在中心频率附近，单位频偏所引起的输出电压的变化量。在输入同样频偏的调频波时，灵敏度越高，鉴频能力越强，解调输出的信号幅度越大。

（3）通频带宽度要适当。一般立体声调谐器，鉴频器频带宽度有300kHz就已足够了。通频带过宽，灵敏度就会下降。

2）鉴频器的种类与工作原理

鉴频器的种类很多，如相位鉴频器、比例鉴频器、陶瓷滤波器鉴频器、移相乘法型鉴频器和锁相环鉴频器等。前三种一般用在分立元件鉴频电路中，后两种多用在集成电路鉴频器中。下面对几种常用的鉴频器电路作一简单分析。

对于比例鉴频器，由于其本身具有限幅作用，它对外来的寄生调幅干扰有较好的抑制作用，因此采用这种鉴频器的调谐器一般不再设专门的限幅电路。另外，比例鉴频器噪声小，频率响应好，故在早期的分立元件调谐器中使用很普遍。（1）移相乘法型鉴频器。移相乘法型鉴频器，又称正交鉴频器。它由移相器、鉴相器和低通滤波器（LPF）组成，电路框图如图2－33（a）所示。调频中频信号一路直接送给鉴相器，另一路经过90°移相后，再与原中频信号在鉴相器中进行相位比较，产生出幅度随二者之间相位差而变化的信号，再经过低通滤波器滤波，就可得到原音频调制信号。图2－33移相乘法型鉴频器图2－33（b）是集成电路TA7640AP内部的鉴频电路，其第11脚外接移相网络，第9脚外接低通滤波器。IC内部的晶体管V1~V6组成双差分乘法器，其两个输入信号，一个是来自中放的调频中频信号u1，另一个是经移相网络将调频信号的频偏转变成相移的信号u2。设u1、u2分别为u1=u1mcos

0t

u2=u2mcos（

0t+

）（2－11）（2－12）式中，u1m、u2m分别为u1和u2的幅值；ω0为中频信号的角频率；φ为中频信号的相移角度，它随信号频率而变化的特性如图2－34（a）所示。经双差分乘法器后输出的信号电压为（2－13）

从第9脚输出的信号u0经外接低通滤波器滤掉高频分量后，可得到与相移有关的音频信号u′，即上式中的第一项：（2－14）由（2－14）式可看出，当u1与u2之间的相移φ=90°时，输出的音频电压u′=0；当φ>90°时，u′<0；当φ<90°时，u′>0。对应的输出电压u′与相移φ之间的关系曲线如图2－34（b）所示。图2－34移相乘法型鉴频器特性曲线综上所述，当输入信号频率f改变时，u1与u2之间的相移φ随之改变，从而使音频输出电压u′跟着改变。u′随f而变化的关系曲线，即鉴频曲线如图2－34（c）所示。

移相乘法型鉴频器具有结构简单、调整方便、性能优良等特点，已广泛应用于集成电路中。此外，还有一种由陶瓷滤波器等元件组成的陶瓷鉴频器，它具有结构简单、不用调整、易于集成化等优点，因而在集成电路中用的也越来越多。（2）锁相环（PLL）鉴频器。锁相环鉴频器是在集成移相乘法鉴频器的基础上发展起来的又一种新的鉴频器。它由鉴相器、低通滤波器和压控振荡器等三部分组成，如图2－35所示。

图中，鉴相器的两个输入信号，一个是由中频放大电路输出的中频信号f（f≈10.7MHz），另一个是由压控振荡器输出的振荡信号f0（f0=10.7MHz）。f和f0在鉴频器中进行相位比较：图2－35锁相环鉴频器方框图图中，鉴相器的两个输入信号，一个是由中频放大电路输出的中频信号f（f≈10.7MHz），另一个是由压控振荡器输出的振荡信号f0（f0=10.7MHz）。f和f0在鉴频器中进行相位比较：

①当f=f0=10.7MHz时，鉴相器的输出电压等于零；

②当f>f0时，鉴相器输出一个正极性的校正电压，这个电压迫使压控振荡器的振荡频率升高，直到f=f0；

③当f<f0时，鉴相器又输出一个负极性的校正电压，这个电压迫使压控振荡器的振荡频率降低，直到f=f0。

6．去加重电路

1）预加重

在调频广播中，调频指数mf越大，调频波的抗干扰能力就越强，但随着信号调制频率的升高，调频指数mf要下降，这就势必会造成高音频信号的信噪比下降。为提高调制信号的信噪比，在调频广播的发射机中要人为地提升高音频信号的幅度，加大频偏，使mf随调制信号频率的增加而增大。这种在发射机中将高音频信号幅度提升的过程称为预加重。

2）去加重

由于在发射机中人为地对高音频信号进行了预加重，因此，在接收端解调后要进行去掉加重量的处理，这个过程称之为去加重。这样，经过预加重和去加重处理后，调制信号的幅度并未发生改变，而高音频端的噪声却得到了削弱。

为真实地重现原调制信号，接收机中去加重的量必须等于发射机中预加重的量。预加重和去加重在电路中均可以通过RC网络来实现，网络的时间常数一般规定为50μs。

应注意，去加重电路在单声道调频接收机中应直接位于鉴频器的后面，而在调频立体声接收机中应位于立体声解码器的后面。

7．立体声解码器

1）立体声解码器的作用与性能要求

调频立体声中频信号经鉴频器解调后输出的不是原左、右声道的音频信号，而是立体声复合信号。因此还需要进一步解调，才能得到左、右声道的音频信号。立体声解码器的作用就是完成这一解调任务。

立体声解码器是调频接收机中的关键部件，其性能优劣直接影响立体声的重现效果。对立体声解码器主要有以下几个方面的要求：（1）左、右声道分离度要好。由于电磁感应等原因，当一个声道的信号串到另一个声道中去后会引起串音现象，这种现象会直接影响到声像的正确定位，使立体声效果变差。当串音大小随频率显著变化时，还会引起声像模糊，清晰度降低等现象。

左、右声道串音的大小是用分离度来表示的。分离度是立体声解码器的一个重要指标，它是指某声道的输出电压VL与串入该声道的另一声道的输出电压ΔVR之比，即一般要求此值要大于25dB。（2）左、右声道平衡度要好。平衡度是指左、右声道输出电平的一致性。分离后的左、右声道输出电平应尽量一致，否则就会影响声像定位。平衡度常用两声道电平差ΔP来表示，即式中，PL为左声道输出功率；PR为右声道输出功率。一般要求在全频带范围内左、右声道输出电平之差要小于1.5dB。（3）左、右声道非线性串音要小。当频率为f的正弦波加到某一声道时，若在该声道输出端测得该频率的基波分量为a，而在另一个声道输出端测得该频率的二次、三次、……谐波分量为b2、b3、…，则该声道向另一个声道的非线性串音S′可表示为一般要求非线性串音要小于-40dB。（4）左、右声道相位差要小。相位差是决定声源方向的重要条件之一，两声道相位差太大，会使声源定位发生偏移，影响立体声效果。一般要求在200~3500Hz范围内应小于45°，3500Hz以上每倍频程允许增大15°，200Hz以下每倍频程允许增大25°。

2）立体声解码器的类型与工作原理

立体声解码器按照解调方式的不同，可分为频率分离式和时间分割式两种，也可分为矩阵式、开关式、包络检波式和锁相环式等多种。矩阵式属于频率分离方式，开关式和包络检波式属于时间分割方式，锁相环式是把锁相技术用于立体声解码的一种方式。下面对它们的基本工作原理和特点作一简单介绍。

（1）矩阵式解码器。矩阵式解码器是根据立体声复合信号中各种成分所占有的频谱不同，利用不同的滤波器把主信号、副信号和导频信号分离开来，再进一步解调出左、右声道音频信号。矩阵式解码器方框图如图2－36所示。图2－36矩阵式解码器方框图矩阵式解码器主要由复合信号放大器、0~15kHz低通滤波器、23~53kHz带通滤波器、19kHz导频信号选频网络、副载波发生器、调幅波复原电路、振幅检波电路、矩阵电路和去加重电路等组成。工作原理简述如下：

由鉴频器输出的立体声复合信号，经复合信号放大器放大后，分为三路送到三个不同的滤波器。第一路送到0~15kHz的低通滤波器中，将主信号分离出来后，再经分离度调节电位器进行适当衰减后送到矩阵电路；第二路送到23~53kHz的带通滤波器，把副信号分离出来后送调幅波复原电路。由于副信号是平衡调幅波，要变成普通调幅波首先要恢复副载波；第三路送19kHz的导频信号选频网络，选出导频信号后去控制副载波发生器，产生两倍频的，即38kHz的副载波加到调幅波复原电路，就可恢复出普通调幅波。最后，利用两个特性相反的振幅检波器对普通调幅波的上下包络进行包络检波，得到两个相位相反的差信号L-R和-（L-R），再送到矩阵电路去与主信号一起进行线性运算后就可得到左、右声道音频信号。

矩阵式解码器不但使用的滤波器多，而且对滤波器的幅频特性和相频特性要求很严格，加之调整比较困难，以及因和信号与差信号到达矩阵电路的路径不同，容易出现相位差和幅度差，使分离度下降，目前已被开关式解码器和锁相环式解码器所代替。（2）开关式解码器。开关式解码器方框图如图2－37所示。它包括复合信号放大与分离电路、开关电路、副载波发生器、去加重电路、立体声自动切换及立体声指示灯驱动电路等。

由前述立体声复合信号波形的形成过程可以看到，立体声复合信号波形的正峰值与左声道信号相对应，负峰值与右声道信号相对应，这样可直接利用一个38kHz的副载波作为开关信号，分别对复合信号的正、负峰值进行取样，就可以得到左、右声道的音频信号。图2－37开关式解码器方框图该解码器工作过程如下：

从鉴频器输出的立体声复合信号，经复合信号放大与分离电路处理后，分为主、副信号和导频信号两部分。主、副信号被送到开关电路的输入端。19kHz的导频信号被送到副载波发生器进行二次倍频，形成38kHz的副载波信号，此信号作为开关信号也被加到开关电路中，对立体声复合信号的正峰值和负峰值进行识别和取样，检出左、右声道信号，再经去加重电路后即获得左、右声道的音频信号。另外，38kHz的副载波信号还作为立体声指示灯驱动电路的驱动信号，使指示灯在立体声状态时点亮。

开关式解码器克服了频率分离式解码器的缺点，具有电路简单、性能好、调整方便、易于集成化等优点，因而得到了广泛应用。（3）锁相环式解码器。锁相环式解码器是开关式解码器与锁相技术相结合的产物，它的问世使调频立体声解码器的性能有了很大的提高