二次變頻和像頻干擾

二次變頻和像頻干擾本文是根據(jù)上世紀八十年代初的讀書筆記整理的，筆記的內(nèi)容來自蘇聯(lián)專家在一九六零年在哈軍工的講稿，該專家在一九五三年主持設計了蘇軍舉世著名的克勞克短波通信機。一九五六年在留學美國的鄭博士帶領(lǐng)下，714成功地仿制了該機，命名為56式。本文的內(nèi)容是一九四八年建立起來的，老一輩無線電工非常熟悉這些常識，現(xiàn)在人們已經(jīng)遺忘了，因而在論壇里不少人質(zhì)疑它的正確性。后經(jīng)北廣的郭教授修改后，在此獻給廣大廣播愛好者。1、像頻干擾和危害性短波接收機存在三大干擾，同頻干擾、鄰頻干擾和像頻干擾。同頻干擾在硬件上沒有辦法解決，只能用方向性天線來避開干擾，如果干擾與接收信號來自同一方向，這種方法就失靈了。在數(shù)字信號處理中，可用帶內(nèi)陷波器減輕和消除同頻干擾，這只能在DSP中用軟件實現(xiàn)。鄰頻干擾可用同步檢波消除，電路已相當成熟（另文介紹）。像頻干擾就得用二次或多次變頻來解決，這就是本文討論的內(nèi)容。像頻是超外差收音機特有的現(xiàn)象，在一個高差式機中，設信號頻率為fs，振蕩頻率為3中頻fid=。一fs，在比fs高二個中頻處就有一個頻率九，它象是以。為鏡子，站在fs處看到的鏡像，所以稱像頻，如圖1所示。A一』fidfSfcfm圖1、高差式變頻的像頻像頻如果位于輸入回路的通頻帶內(nèi)，通過外差的變頻作用就會把像頻位置以及附近的電臺信號搬移到中頻帶內(nèi)，對接收信號形成干擾。如果像頻位置以及附近處無信號，就只增加了點噪聲，降低了信噪比；如果像頻處正好有一個電臺信號，該信號就會和接收信號差拍形成嘯叫，較強的像頻會喧賓奪主，抑制掉輸入信號；如果電臺信號不正好在像頻處，而是在像頻附近，則會形成混臺，產(chǎn)生偏調(diào)失真。像頻對接收機的干擾主要出現(xiàn)在短波段。在中波段，磁性天線的空載Q。都在200左右，設計值一般取Q°=100,即使在中波高端，輸入回路的通頻帶也不會大于20KHz,因此中波段的像頻抑制可輕松達到30dB以上。在短波高端，如果用磁棒或框形天線，這時線圈電感只有1微亨左右，Q=60?80,通頻帶約在310?500KHz,像頻干擾尚能達到15?20dB。如果用拉桿天線，70?85cm的拉桿天線相當于8pF的電容與35?70Q的電阻串聯(lián)，這個電路加在輸入回路上后，線圈的Q值會下降到10以下，致使短波高端的通頻帶寬度會大于1.5MHz,像頻抑制會降到3dB左右。接收短波時遇到像頻干擾的概率到底有多大？全世界共有1.5萬座短波廣播電臺，而國際廣播米波段只有526個頻道，平均每個頻道上有28個電臺。當然各個電臺會在不同的時段采用不同的頻率廣播。統(tǒng)計表明，在亞洲像頻干擾的概率是百分之三十五。2、二次變頻抑制像頻干擾的原理版主在論壇上講：比如你做一個帶寬6KHz的濾波器，中心頻率是20MHz,Q=20MHz/6KHzg3333；而你做一個帶寬455KHz的濾波器，Q=20MHz/455KHz-44,所以二次變頻就那么回事，沒必要迷信它。這段話可看成是數(shù)學對二次變頻的注解。哲學家說，數(shù)字是自然科學的燈塔，公式B=f°/Q的確啟發(fā)我們的前人發(fā)明了二次變頻，使我們愛好者今天仍從中得到恩賜。如圖2所示，在二次變頻中，設接收信號頻率是fs，一本振是匕，一中頻fidl=fcl-fs，只要把一中頻fid】選取得足夠高，第一像頻。尸fs+2fidl就遠離fs，不會落入輸入通頻帶內(nèi)。二次變頻還會產(chǎn)生第二像頻品=九+品2二fldl+2fid2,由于第二中頻頻率較低，頻通帶很窄，第二像頻不會落入帶內(nèi)；并且品是一個固定頻率，可用陷波或吸收回路把它徹底抑制掉。可見，只要選擇足夠高的一中頻，即使用拉桿天線，短波高端的像頻抑制也容易做到40dB以上。fclfinl圖fclfinl圖2、高差式二次變頻的像頻3、一中頻如何選擇？二次變頻接收機中，選擇合適的一中頻對提高像頻抑制比是是至關(guān)重要的。如果一中頻選的較低，第一本振的穩(wěn)定性容易保證，但復蓋系數(shù)會大于1,振蕩頻率的范圍超過了一個倍頻程，波段變換必須改變電感，調(diào)諧機構(gòu)會復雜化。而且，像頻指標做不好，在高端不會大于20dB。一中頻值一定要選在沒有電臺的空檔頻率上，例如中波與120和90米段之間的2MHz、3MHz等頻點上。二十年前生產(chǎn)的海鷗101收音機，一中頻是1.85MHz,正好位于中波高端與120米段之間?，F(xiàn)在電子技術(shù)已長足進步，再用低中頻二次變頻已沒有意義。如果中頻較高，但仍在短波頻帶內(nèi)，免不了仍要考慮頻率空檔和波段劃分的麻煩。另外，在8?30MHz范圍廣播和通信信號密集，兩個本振及諧波產(chǎn)生的假信號，本振及諧波與100MHz以下的FM和TV信號之間互調(diào)干擾會落入短波帶內(nèi)。還有直接中頻干擾，它會長驅(qū)直入進入中放。一本振的頻率穩(wěn)定性也突現(xiàn)出來了。因此，要在工藝上對本振屏蔽，在電路上要采用平衡和環(huán)形混頻器減少組合干擾，甚至要動用復雜的AFC技術(shù)穩(wěn)頻。近幾年來，德生和德勁的二次變頻收音機一中頻選用10.