电子管收音机的性能指标及测试要点(上)
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【编写】电子管收音机入门(二)电子管收音机的性能指标及测试要点(上)
二、电子管收音机的性能指标及测试要点
(一)我国无线电标准对电子管广播收音机的电器电声性能规定了17项指标(参数),各项指标之间互有牵连,在设计收音机时必须根据实际需要统筹兼顾合理安排,如果突出某一指标,可能会产生副作用、增加成本,甚至可能导致另一指标降低,影响总体效果。
不同级别的收音机性能指标有所区别,下面分别是牡丹911九灯收音机、上海160-A及飞乐265-1六灯收音机的性能指标:
牡丹911 上海
160-A 飞乐265-1
1、频率范围:中波(千周)不狭
于520~1600 535~1620
535~1606
短波(兆赫)1不狭
于 1.6~5.1
2.5~7 4~9
短波2不狭
于5~12
7~19 9~18
短波3不狭
于11.7~17.9
——
短波4不狭
于17.7~26.2
——
2、灵敏度:中波不劣于10毫伏(磁性天线原文如此)100微伏 0.5毫伏/米(磁芯天线)
短波不劣
于50微
伏 200微伏 80微伏
3、选择性:偏调±10千周,衰减不小于 30分
贝 20分贝 30
分贝
4、假象波道衰减:中波不劣
于32分贝(1620千周)20分贝
短波12兆周以下不劣
于14分贝(7兆周以下)12分贝
短波12兆周以上不劣
于8分贝(18兆周以下)6分贝5、中频频率(千
周):465±2
465±2465±1
6、中频波道衰减:不劣
于30分
贝—
—
7、人工音量控制:不小
于 60分
贝—
—
8、自动增益控制:输入电压变化26分贝
相应输出电压变化不大
于8分
贝—
—
9、拾音器插口灵敏度:不大
于—
100毫伏—
10、不失真输出功率:不小
于—
— 1.5伏安
额定输出功
率 6伏安以上 0.5伏
安—
11、谐波失真(200~3500周)声压不大
于— 7%
10%
电压不大
于— 5%
5%
12、音调平滑控制高音不低
于 16分
贝—
—
低音不低
于 18分
贝—
—
13、频率特性(150~3500周)声压不均匀度不大
于— 14分
贝14分贝
电压
不均匀度不大于—10分
贝 6分贝
14、交流声级:不劣
于
-44分贝
15、高频机振抑制特性不劣
于—
0分贝 -3分贝
16、使用电源电压50~60
周100~245伏8
种110/220伏 110/220伏
17、消耗功
率
约45伏安
附:牡丹911收音机非线性失真系数频率
周80 100 200 400 1000 2000 4000 70 00
1.7
2.0 2.5 2.9
3.5 2.5 0.8 0.78
(二)收音机性能指标
我国电子管广播收音机按照不同的电气、电声性能分为5级,特级、一级、二级、三级和四级,由于该标准发布于1958年,因此有些收音机指标与其不符,后来很多三级收音机加装了调谐指示管,交流六灯收音机成为三级机的主流产品。
标有*号的主要指标。
1、电子管数量:特级不限,一、二级不超出7个,三级不超出5个,四级不超出4个。
很多三级收音机加装了调谐指示管,交流六灯收音机成为三级机的主流产品。
2、频率范围:中波段——各级收音机都是520~1600千周,短波——特级、一二级3.9~18兆周,三级6~18兆周。
频率高低端之比为频率覆盖系数,中波为3。
3、中频频率:一律465±2千周。
4、*灵敏度
收音机的灵敏度是指能够接收微弱电台信号的能力。
灵敏度分为绝对灵敏度和相对灵敏度(额定灵敏度)。
绝对灵敏度是指不考虑噪声的情况下(最大音量输出时)有效接收的最小信号。
有效接收是能够把信号放大并输出一定功率。
收音机标准规定的灵敏度指标,是在输出50毫瓦功率、信噪比不小于20分贝,输入端所需的最小信号值。
使用外接天线时用天线所需输入的高频电压表示,单
位微伏(μV),使用磁性天线时,用输入的电场强度来表示,单位是毫伏/米(mV/m)。
数值越低灵敏度越高,在同样收听环境下,额定灵敏度高的收音机能够收到较多的电台。
调谐回路的Q值,变频电路及电子管的参数都会影响灵敏度。
过分追求收音机灵敏度,可能带来副作用。
比如调谐回路Q值过高,会导致通频带变窄。
调谐回路过度耦合会使选择性、假象波道衰减、中频衰减等性能变差。
灵敏度过高,在接收强电台时,第一级电子管输入信号电压过高,自动音量控制电压又使栅极电压过负,电子管工作于非线性状态,会产生串调混台、调制交流声、差拍、啸叫等现象,还会导致选择性变差,进一步加剧了上面现象。
灵敏度过高,调谐过程中没有信号时噪声及干扰信号很大,令人耳不悦。
鉴别一台收音机的灵敏度是否合格,除了测试指标以外,可以通过试听来判断。
如三级收音机,在收听中波段中等强度的电台时,声音柔和清晰,不混台,没有噪声及差拍干扰,听不清的弱电台信号较少,其灵敏度比较合适。
标准规定灵敏度:输出功率50毫瓦、信号噪音比(去调制时)大于20
分贝,
用机外天线时中波段不劣于特级50微伏,一二级200微伏,三级交流300微伏,三级直流400微伏;
短波段12兆周以下不劣于特级50微伏,一、二级交流200微伏,二级直流 300微伏,三级交流500微伏,三级直流700微伏;
短波段12兆周以上不劣于特级50微伏,一、二级交流300微伏,二级直流、三级交流500微伏,三级直流700微伏。
5、*选择性
收音机的选择性是指选择电台的能力,中波广播频宽为10千周(现在已经统一为9千周),当收音机调谐到某个电台频率时,很小输入电压就能满足输出50毫瓦功率的要求,而偏离10千周的失谐信号要很大才能,失谐信号与调谐信号强度之比用分贝表示就是收音机选择性。
选择性好的收音机可以避免相邻电台的干扰。
超外差式收音机的选择性主要依靠中放电路的滤波特性,中周变压器的质量影响很大,尽量选用磁芯线圈多股漆包线绕制的。
上海131、132一级收音机中周变压器输入级频带随高音音调调节二改变,频带变窄后可以提高选择性,适合弱信号电台接收。
高级别收音机采用可旋转的磁性天线,提高中波选择性。
下图为两个调谐回路不同的谐振曲线,很明显右面一个选择性要好于左面的。
这是312—1和312—2中频变压器的曲线,312—1灵敏度高,312—2的双峰特性能够保证足够的通频带。
标准规定选择性:偏调10千周的衰减不劣于:特级46分贝,一二级30分贝,三级交流26分贝;
6、*假象波道衰减
假象波道衰减是指收音机抑制假象干扰的能力。
假象干扰(或镜象干扰)是超外差式收音机固有的缺陷,我国收音机标准中频频率为465千周±2%,超外差式收音机的振荡信号比接收信号高出465千周,本机振荡频率与接收信号频率经过混频产生出465千周的中频信号,进入中放。
由于输入回路性能不良,当某个电台信号比振荡信号高出465千周时,也会产生465千周的中频信号进入中放。
输入回路性能较差的收音机,在接受较高频率(如1500千周)时,会在低两个465千周的频率600千周处接收到假象电台信号,如果600千周也有电台广播信号,就会产生差拍信号干扰。
收音机对假象干扰信号的接收灵敏度与接收信号灵敏度之比,用分贝表示。
年代较久的中波超外差式收音机中频频率为175千周,
其假象波道干扰较严重,中频改为465千周后,假象波道干扰改善很多。
收音机的假象波道衰减,中波好于短波,中波低端好于高端。
标准规定假象波道衰减不劣于:中波段——特级46分贝,一二级30分贝,三级26分贝;短波段12兆周以下——特级26分贝,一二级14分贝;短波段12兆周以上——特级20分贝,一二级8分贝。
7、*中频衰减
也叫中频波道衰减,是指收音机抑制中频干扰的能力。
如果有一个465千周的干扰信号(过去很多气象、航运部门使用与465千周接近的频率),由于中波段输入回路性能不良,会进入变频电路,并通过中频放大电路放大,造成干扰。
当收音机调谐在中波频率低端时,中频干扰信号灵敏度与低端信号灵敏度之比用分贝表示。
为了提高中频波道衰减能力,大部分超外差式收音机输入端有串联谐振的中频陷波电路。
中频干扰发生在520千赫附近,中波高端及短波不受影响。
标准规定中频衰减不劣于特级34分贝,一二级30分贝,三级20分贝;
8、音量控制器作用范围不小于:特级60分贝,一二级50分贝,三级40分贝;
9、自动音量控制:输入电压变化——特级60分贝,一二三级26分贝;相应输出电压变化不大于——特级10分贝,一二三级12分贝。
10、额定输出功率输出功率分为:最大功率——即不考虑失真情况,开足音量能够达到的输出功率最大值;最大不失真功率——即逐步开大音量,使失真度增大到10%时的输出功率;额定功率——即应达到的不失真功率最低限。
电子管收音机额定输出功率不小于:特级6伏安(6П14П、6P14),4伏安(6П1П、6P1);一级、二级交流2伏安(6П14П、6P14),1.5伏安(6П1П、6P1);二级直流0.15伏安;三级交流0.5伏安。
11、音调控制:高低音能平滑地分开调节,低音调调节范围不小于——特级15分贝,一二级12分贝,三级可以不装;高音调调节范围不小于——特级15分贝,一二级10分贝,三级对高频衰减不小于8分贝。
红灯711系列交流六灯收音机,增加了一级低放和高低频音调分开调节电路,提高了三级机性能,因此创造了单一型号收音机最大销售量的记录。
12、*交流嗡声水平:输出交流嗡声电压与额定功率电压之比不劣于——特级-50分贝,一二级-36分贝,三级-32分贝。
13、*整机频率特性:当声压不均匀度为14分贝时不狭于——特级60~6500周,一级80~4000周,二级100~4000周,三级150~3500周,四级200~3000周。
现代音源可以达到20周~20千周,由此可知,利用旧三级收音机输出变压器做音响功放,不可能得到理想结果。
14、*整机非线性失真系数:调幅度60%,在额定功率范围内,输出声压的非线性失真系数——200~400周不大于——特级、一、二级7%,三、四级12%,高于400周——特级、一级5%,二级7%,三、四级交流10%;输出电压的非线性失真系数——200~400周不大于——特级、一、二级5%,三、四级交流9%,高于400周——特级、一级3.5%,二级5%,三、四级交流7%;
15、拾音器插口输入灵敏度:一律0.25伏。
16、平均声压:在上面规定的频率响应范围内和额定输出功率时,距离一米的平均声压应不小于——特级20巴,一级10巴,二级交流8巴,二级直流2.5巴,三极交流3.5巴。
1巴=0.1兆帕。
17、声压方向特性:在上面规定的频率响应范围内,在±90°的角度范围内,
声压不均衡度不大于——特级、一级20分贝。
接通电源5分钟后的自动温升频移:短波在开始10分钟内的频移,15兆周及以上不大于——特级4千周,一级二级交流8千周,二级直流4千周,三级交流12千周;9兆周以上不大于——特级3千周,一级二级交流6千周,二级直流3千周,三级交流12千周;6兆周及以下不大于——特级2千周,一级二级交流4千周,二级直流2千周,三级交流8千周。
标准还规定高频部分的机震抑制特性,音频部分的机震抑制特性等。
高频机震是由于扬声器发声时,使收音机机内部件发生相应的震动,造成电声反馈。
最容易产生高频机震的是可变电容,因为扬声器声波震动使其容量产生微小变化,造成本机振荡频率产生连续的周期性变化,相当于高频部分产生了调频信号,这个信号经过中频放大器斜率检波,经低频放大后产生低频吼声,扬声器的吼声反复重复上面过程,就会发出低频振荡声,此时如果敲击机箱,就会”咚咚“作响。
特别是短波段,因为工作频率高,受震动产生的频率偏移较大,很容易发生高频机震。
此外输入信号越大,越容易产生高频机震。
高频机震抑制特性:音量控制器位于临界机震抑制位置,得到400周额定输出功率的调幅度与30%调幅度的比例。
在特、一、二、三级收音机中应当在技术条件里说明。
音频部分的机震抑制特性,收音机的音频放大部分也可以通过声电反馈,产生类似的机震,由于音频放大增益较低,标准规定,在额定输出功率范围内,及最低最高音频范围内,特、一、二、三级收音机必须不发生机震。
另外,特级、一、二级机,在调解音量时,必须有音调自动补偿(即等响度电路——编者注);特级、一级机内必须装有磁性天线、短波天线(铝箔天线)、调谐指示器;特级、一二级机必须有外接扬声器连接装置;二级直流机要有把扬声器接入有线广播网的装置;直流机在额定电源时的功率消耗不大于——二级1.9瓦,三极1.3瓦,四级0.8瓦。
根据上面指标可以得知,牡丹911收音机符合特级电子管收音机标准,上海160-A符合三级收音机标准,飞乐265-1虽然是三级收音机,但是其多项指标已经达到二级标准。
(三)电子管收音机主要性能指标测试
1、所需仪器设备
收音机测试需要下面仪器设备:
A、万能表由于电子管内阻大,测试直流电压时,万能表的旁路作用不容忽视,应尽量选择直流电压档灵敏度高的(20K/V的)指针表,如500型、MF-47、MF-30等。
MF-30的灵敏度在100和500V档位5000K/V。
也可以使用数字表。
B、音频毫伏表接在信号发生器输出端的也称输出表,由于普通万能表没有低于1V的交流档,对于毫伏、微伏电压无法测量,而且万能表内阻低,测试损耗大,工作频率低,因此测试音频信号时需要使用音频毫伏表。
仪器标准:音频毫伏表有效频率范围50~15000Hz;输入阻抗不低于150K;输入电容不大于150pF;指示准确度±3%。
输出表有效频率范围50~15000Hz;指示准确度±5%。
如较常见的电子管毫伏表GB-9B(工作频率25Hz~200KHz,测试电压
1mV~300V,输入阻抗>2M),晶体管毫伏表DA-16及其换代产品SX2172等。
C、高频毫伏表其工作频率更宽,输入阻抗更高,分路电容小,适合
高频电压测量。
高频电压表均使用带阴极输出或检波的探头,购买二手货时应注意是否有探头附件。
D、音频信号发生器可以输出20Hz~20KHz正弦波音频信号(函数信号发生器可以输出0.2Hz~2MHz),用于音频放大器、扬声器、输出变压器的频率特性,测量滤波器的通频带,或高频信号发生器的调制信号,要求频率准确、稳定、失真小、输出幅度稳定,带有输出电压指示的要求电压指示准确,测试音频变压器时需要带功率输出型号的。
函数信号发生器可以输出0.2Hz~2MHz的正弦波、方波、三角波等,使用范围更广。
如果仪器没有输出电压指示,则需要在其信号输出端并联音频毫伏表。
仪器标准:频率范围仪器标准有效频率范围50~15000Hz;在以上频率范围内,输出电压的不均匀度不大于,测量谐波失真时±2dB,测量频率特性曲线时±1dB;在以上频率范围内,输出电压的谐波失真不大于,测量谐波失真时不大于1%,测量频率特性曲线时5%;频率误差不大于±2%+2Hz;输出电压应能均匀调整。
E、高频信号发生器可以输出100KHz~30MHz的高频载波信号(有的最高频率可达150MHz,谐波达450MHz)输出,可以内调制(400Hz、1000Hz)及外调制,等幅或调幅信号,一些简易信号源不能控制调幅度,测试个别指标时,需要调节调幅度(0~100%)。
有的测试项目需要两台高频信号发生器。
测试磁性天线及框型天线输入的收音机时,需配备电场发生环(也称圆环天线),
测试外接天线输入的收音机需要使用全波等效天线。
自制时125P和400P电容采用云母电容,20微亨电感自制时,用0.38mm漆包线约1.7米,绕在1/2W100K以上的碳膜电阻上。
R2阻值与320欧姆电阻并联值=高频信号发生器输出阻抗,如XFG-7输出阻抗80欧姆,R2为107欧姆.
仪器标准频率刻度的准确度±1%;输出电压的准确度±20%;调制度的准确度±5%;内部调制频率的准确度±5%;不应有漏讯现象。
F、示波器示波器可以观察信号波形,测定电压、电流、功率,还能测量频率、相位、调制度等,测量收音机采用通用示波器。
E、失真度测量仪除了测试失真度还可以测试噪声,也可以单独作音频毫伏表使用。
G、电阻箱为了避免扬声器非线性带来的影响,一些测试项目需要使用电阻为负载。
H、消声室与传声器测试声压频率特性时需要使用传声器及消声室。
I、屏蔽室测试灵敏度及选择性等指标时,为了避免外界电磁干扰需要屏蔽室。
其顶部、底层及四周均匀为金属隔离网,电源进线处也要处理。
测试实验室要有一根良好的地线及电源隔离净化装置,电压不稳定地区还要有稳压电源。
依靠磁性天线接收信号的收音机,以输入信号的场强来表示灵敏度,单位是毫伏/米。
依靠外接天线或拉杆天线接收信号的,则是以输入信号电压的大小来表示灵敏度,单位是微伏。
265-1收音机使用磁性天线,其灵敏度0.5毫伏/米,东方红收音机采用外接天线,不调谐高放,81-Y灵敏度为200微伏(实测55微伏)。