調頻廣播的超遠程高保真接收

調頻廣播的超遠程高保真接收

調頻（ＦＭ）廣播的接收是近幾年來，特別是去年的一個熱門話題，這是因為調頻廣播較調幅（ＡＭ）廣播音質好、保真度高、抗干擾性強、節(jié)目豐富，最關鍵的是成本低廉，現(xiàn)在雖然數(shù)字音源比比皆是，如ＣＤ、ＶＣＤ、ＤＶＤ等，但成本高，音樂軟件又是一筆無盡的開支，而ＦＭ廣播節(jié)目的接收則是免費的，故對收入不豐的而又想欣賞音樂的諸多發(fā)燒友來說，收聽調頻立體聲（ＦＭ ＳＴ．）廣播節(jié)目無疑是最好的選擇。但發(fā)燒友的追求又永無止境，接收的臺越多，選擇性越大，但本地電臺畢竟有限，這就是調頻遠程接收的由來。
　　本人也是調頻發(fā)燒友中的一員，愛好調頻接收已有十幾年了，總結了一些經驗。在前幾年的《電子報》上陸續(xù)發(fā)表了一些有關調頻接收方面的文章。特別是在介紹了美國道奇車用數(shù)字調諧收音機后，引起了一場全國性的調頻接收熱，當時也得天時、地利、人和，時值全國各地調頻廣播越來越多之緣故，使得眾多的燒友加入了這一接收行列。然而事情并不像我們想象的那么簡單，出現(xiàn)了這樣或那樣的問題，時至今日，還電話鈴聲不斷，信函頗多，向我詢問諸如選材、接收、維修等方面的問題，另受編輯之約，再次提筆，系統(tǒng)介紹調頻高保真接收、選材方面的有關知識，使廣大調頻接收愛好者都能如愿以償，圓調頻發(fā)燒之夢。
　　一套完整的調頻廣播接收系統(tǒng)組成如圖１所示，包括室外和室內兩大部分。室外部分包括天線架和天線放大器；室內部分包括調頻調諧器、功放和音箱。調頻接收器由ＦＭ高頻頭和中放立體聲解碼電路組成。下邊分別加以詳細闡述。

一、天線
　　天線是接收系統(tǒng)的門戶，是第一站，沒有天線，再好的接收機也收不到信號，沒有良好的天線，遠程接收也是不可能實現(xiàn)的。為了便于大家理解，我們跟電視接收對比，因為大家對電視接收是相當熟悉的，而它們同屬調頻傳送。調頻天線的設計，完全等同于電視天線，要求不高的話，可直接用５頻道電視室外天線代替調頻天線。天線有以下三個指標：
　?。保鲆妗√炀€的增益是用來說明天線接收信號能力的一個重要指標，它又是由天線的方向角和前后輻射比兩個方面所決定。方向角越小，天線的接收能力越強，受其它方向的干擾就越小，這也就是為什么天線要對準方向，才能接收清晰圖像和伴音的原因。天線的前后輻射比，是指天線前后接收信號強度之比，這個值越大，說明天線性能越佳?；締卧褡犹炀€，有兩個最大接收面，即前后比為１：１，如何增大前后比，使方向性更加尖銳，最好的辦法是增加引向器和反向器，這也就是為什么只有在信號強時才用單個振子，而在信號弱時使用多單元天線的原因。理論上，引向器越多，增益越高，而反向器僅一根即可，但引向器過多，會影響帶寬，機械強度也差，安裝尺寸龐大，所以調頻段的天線一般用三單元天線，最多不過五單元。
　?。玻较驁D　它是表示天線對不同方向的信號所具有的接收能力，它與方向角的意義不同。原則上應使半波振子天線與電臺發(fā)射臺的信號方向垂直，但事實上接收遠地信號，由于傳播有所改變，在接收時可能有所偏差，應以實際接收效果最好為標準。當然我們要求的不僅是一個方向，而是要求３６０°全方向接收，這就產生了多方向和全方向天線。事實上，前面的單個振子就是多方向天線，若將兩副振子垂直組合，便成了十字全向天線，此種天線筆者原來也介紹過，但因其效率低，增益低，故用在信號弱地區(qū)不很適宜。唯一的辦法就是用轉向天線，它既有較高的增益，又有好的方向圖，它能與來自任何方向的信號進行垂直接收，并獲得最大增益，它能提高信噪比，消除鄰頻干擾甚至同頻干擾，是我們調頻接收愛好者的最佳選擇。
　?。常畮挕∷潜硎窘邮照{頻信號頻率的一個指標。通頻帶越寬，表示其接收電臺越多，我國規(guī)定調頻廣播的頻率范圍是８７．５～１０８ＭＨｚ，總帶寬為２０ＭＨｚ，仍屬窄帶天線，其中
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心頻率為＝√λ1?λ2 ＝９７．４ＭＨｚ，一般?。梗福停龋?，如果偏向某一頻段，比如低段（８８～９８ＭＨｚ）或高頻段（９８～１０８ＭＨｚ），設計天線時，可以有意傾向某端，靈活掌握。
　　總之，接收調頻廣播對室外天線的要求是增益要高，具備全方向接收（若其它方向無電臺，也可定向接收），使用方便。一般三單元天線增益是７ｄＢ，五單元天線可達１１ｄＢ。去年筆者使用的ＦＭ９９０１Ａ型天線，便是國內首家按調頻廣播接收設計的三單元專用天線，利用電源盒，可以控制天線全方位轉動接收，效果不錯。由于設計天線尺寸計算復雜，下面僅給出五單元調頻天線的制作尺寸，見圖２，供愛好者自制參考。
　　材料：使用∮１０ｍｍ的鋁管，按圖制作，銅管更好，直徑越大越好，但在彎制折合振子時先用砂粒灌滿，然后彎制，這樣不易折斷，且彎曲處光滑。中間可用相同材料連接，但注意必須在引向器和反向器的中點。也可用絕緣材料連接，均不影響效果。

二、天線放大器
　　放大器是ＦＭ超遠程接收的必不可少的組成部分，沒有它，超遠程接收是不可能實現(xiàn)的。它的作用是將天線接收到的微弱信號進行放大，以提高信噪比。另外，遠程接收的天線一般架設得很高，需很長的饋線引入室內，這就有一定的損耗，放大器的另一個作用就是彌補傳輸饋線所帶來的損耗。
　　天線放大器的一個重要指標就是增益。一般地講，增益高一些，輸出電平相應高一些，但噪聲也隨之增大，尤其弱信號更是如此，當輸入強信號時，輸出電平過高又會使接收機過荷失真，產生阻塞現(xiàn)象，因此增益要適當，一般在３０ｄＢ左右，需要注意的是不要將放大器視為萬能武器，好像有了放大器，一切問題都迎刃而解了，這里還有很多復雜的原因（后文將述）。因調頻段帶寬僅２０ＭＨｚ，屬窄帶放大器，只要在前級加入相應的帶通濾波器即可。
　　選用放大器的原則是高增益，低噪聲，最好帶ＡＧＣ功能。早期產品均是二級或三級高頻三極管組成，噪聲大；后期產品則采用一級低噪聲晶體管加上一級集成放大電路，最常見的便是２ＳＣ３３５８＋μＰＣ１６５１的形式，這種形式被許多廠家所選用。近年較好的則是利用性能指標更好的ＡＴ４１５＋Ａ０８電路，筆者認為這是目前最佳的組合，符合低噪聲、高增益的選取原則。筆者曾介紹的ＱＧ８３６放大器便是這種形式。如有條件，可選用二級雙柵場效應管構成的放大器，它除有較低的噪聲，較高的增益外，還有很強的抗過載能力，應是除集成電路外，分立件的最好選擇，雙柵管可選用Ｋ７３、ＢＦ９６４等型號。
　　實際上，只要是電視上用的放大器，均可用于調頻段，僅需將前級帶通濾波器換成調頻專用的一體化ＢＰＦ即可，它的外形似一只瓷片電容，但有三個引腳，即輸入、地、輸出，它的作用就是將８８～１０８ＭＨｚ以外的信號濾掉，而調頻信號暢通無阻，有效地提高了信噪比。如購不到此件，可用電感、電容組合，如圖３所示。
　　再告訴大家一點，筆者前段時間試驗了用于衛(wèi)星接收的高頻頭來做天線放大器取得了很好效果。衛(wèi)星接收上用的高頻頭金屬全屏蔽防雨結構，其內部的混頻級和本振級除去不用。內部有三級場效應管構成的高頻放大電路，其接收頻率為３．４～４．２ＧＨｚ，是調頻段的幾十倍，增益高、效果好。雖然內部有諧振電路，但微帶電感對調頻信號來講僅相當于直導線，在前級加入ＢＰＦ就是很好的放大器。當然筆者僅僅是做了一項試驗而已，時間不長，其穩(wěn)定性還有待考驗。