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1988年日本索尼ICF-PRO70全波段收音机怎么样的?

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前言

 

1984年10月发售的“ AIR-7 ”,打破了以往索尼收音机的传统形象。其采用手持式机身设计,配备数字频率显示与丰富的功能,并搭载可连接外接天线的 BNC 接口等配置,作为面向无线电爱好者的机型,在发烧友群体中获得了极高评价。尤其在美国市场,更成为继“ AIR-8 ”之后的热门机型。

不过,在“ AIR-7 ”上市之后不久,便有用户提出希望推出其短波版本的呼声。在保持 AIR-7 优秀基本性能的同时,开发一款具备短波接收能力的机型的计划正式启动,这便是 ICF-PRO70 的诞生背景。

设计要点

ICF-PRO70 继承了 AIR-7 的设计理念与基本结构,机壳与机架采用相同模具,以实现成本控制。

为确保短波接收性能,在设计上对频段结构进行了优化调整,使其覆盖 LW(长波)、MW(中波)、FM 以及 SW(短波)频段,成为一款多波段 BCL(广播监听)机型。目标用户定位为以手动调谐为主的无线电爱好者群体。

 

微电脑程序开发幕后

本机尽可能吸收并强化了索尼多波段接收机代表机型(如 ICF-2001D、ICF-7600D 等)中成熟的接收功能。

定位方面虽为便携式设备,但其内部程序规模相当庞大。由于采用单片微处理器控制,程序容量与内存使用都需精密规划。

通过使用两枚单片机,实现了多输入输出控制、丰富的显示功能以及多波段频率存储能力。

在开发过程中,为了实现更多功能,程序经历了多次修改与扩充。最终程序容量接近 100 页说明书级别的规模,几乎将存储空间用尽。

设计亮点

  • 继承 AIR-7 的高性能接收系统

  • 采用 PLL 频率合成技术,实现高稳定度调谐

  • 覆盖 LW / MW / FM / SW 多波段

  • 数字显示与按键操作结合

  • 具备频率存储与扫描功能

  • 面向无线电监听爱好者设计

 

梦幻般的“电源开启仪式”与“按键保护功能”

在软件开发初期,曾设想加入类似“电源开启仪式”的动画显示效果。开机时,显示屏会以约2秒时间逐步点亮所有显示段,以进行显示检测与电路确认。

不过,由于内存容量限制,最终不得不删减部分设想功能。本机还配备了“按键保护”功能,可防止误操作,提高便携使用时的安全性。

关于存储保护功能,最初的设想是不仅不能写入、也不能读取,并包括按键保护在内,必须输入暗码后才能操作(完全保护)的规格。然而在讨论过程中,有人提出“这样会不会变成一台过于严肃的机器”,于是方向一转,改为更明快的设定。最终,存储保护功能只作为防止写入的措施,并取消了暗码输入(见图1)

由于采用双芯片、总计 8KB 的 ROM,软件容量几乎被用尽,可谓到了难以用言语形容的极限状态。开发过程中规格多次变更,每一次都令人紧张不已。连续多日反复调试,甚至到了祈求“程序之神”保佑的地步,还准备了“除虫符”(笑)

正是在这样的余裕几乎为零的环境下,通过不断反复试错,最终完成了如今的程序。我们衷心希望,注重操作性的同时又具备丰富功能的“ICF-PRO70”,能被用户充分把玩、深入使用。

特色功能

越用越有乐趣

“ AIR-7 ”所搭载的 PRIORITY(优先接收)、PROGRAM(编程)、SCAN(扫描)、MEMORY SCAN(存储扫描)、SQL(静噪)等功能在本机中依然保留,同时 ICF-PRO70 还新增了以下功能。

扫描模式 1、2、3

这是将历代多波段机型中采用的扫描技术加以汇总、强化后的功能。根据使用场景不同,可采用以下方式(见图2)。

● SCAN 模式 1:在扫描过程中,一旦找到信号即自动停止,并持续接收该频率。再次按下扫描键后继续扫描。

● SCAN 模式 2:在扫描中找到电台后,接收约 2 秒,然后自动恢复扫描。适合在快速浏览频率时,随时停下来确认内容。

● SCAN 模式 3:在扫描中找到电台后,只要该电台信号存在便持续接收,信号消失后再自动恢复扫描。
此功能在单工方式通信(收发使用同一频率)中尤其有效。使用存储扫描时,如捕捉到发射方信号,待其结束后可自动恢复扫描而不中断。

限定扫描范围(LIMIT ON / OFF)

“PRO70”可在 150kHz~108MHz 范围内连续接收。使用 UP / DOWN 进行扫描时,也可只在限定范围内搜索。

当已大致知道目标频率时,可将上下限频率写入 L1 与 L2,仅在该区间内扫描。范围设定在 150kHz~108MHz 内任意频率均可,不必受波段限制。

按下 L1 按钮后,从当前频率向上扫描;按下 L2 则向下扫描。若扫描到上限则自动返回下限继续扫描,反之亦然。(图1 受信频率范围与检波模式)

可根据电波类型选择的检波模式切换

可在 AM WIDE、AM NARROW、FM、FM NARROW、SSB、FINE 等模式间切换。针对 150kHz~108MHz 范围内的各种电波形式,配备了相应检波模式(见图1)。

将 150kHz~108MHz 划分为 4 个区段,各区段可分别设定检波模式,提高扫描等操作的便利性。

在 AM WIDE / NARROW 模式下还可开启或关闭 FINE 微调功能,实现更精细的调谐。

频率直接输入

只要知道频率数值,即可直接调谐,无需切换 FM、AM、SW 等波段,直接输入数字即可接收。
例如,在收听短波广播时,直接输入 FM 频率即可立即切换至 FM 接收。

40 组随机访问存储与“存储页”概念

可在 150kHz~108MHz 范围内随机存储 40 组频率,并可同时记忆检波模式。也就是说,同一频率可用不同检波模式分别存储。

“PRO70”本体仅有 10 个直接编号存储位。为扩展至 40 组,采用了“页(PAGE)”方式。将“ AIR-7 ”的波段切换部分改为存储页切换,共 4 页,每页 10 个存储位。通过切换页码即可访问全部 40 组存储。

这种存储概念也可按波段或用途进行分类,如何划分由用户自行决定。

存储搜索

无需改变当前接收频率,即可检查存储内容的功能。适用于编辑存储内容时等操作场景。在读写时,用于寻找空闲的存储编号或存有必要内容的存储编号时非常方便。在读写时,用于寻找空闲的存储编号或存有必要内容的存储编号时非常方便。

存储灯

只需按一次灯光开关,LCD部分的照明就会点亮10秒钟。当然,在按住开关期间它会持续点亮,松开手后也会继续点亮约10秒。此外,如果在点亮期间按下机身正面的任意按键,照明将从松开该按键起继续延长10秒。这在黑暗场所进行调谐时是一项非常便利的功能。

多功能显示屏

各种功能均以易于理解的图形化方式显示。通过微电脑对LCD进行显示控制。我们将存储编号点(其排列与1~0数字键相同)、可区分1、2、3且能表现扫描中与接收中状态的“SCAN模式显示”、以及表示按键锁定和存储保护的“钥匙图标”等进行了功能性的布局。

电路构成

双变频方式(除 FM 外)

第一中频(1st IF)为 55.845MHz,第二中频(2nd IF)为 455kHz。这是一种非常成熟的电路结构,也是近期索尼多波段收音机的主流设计,在抗干扰能力和稳定性方面表现优异。

第一混频(1st MIX)与射频放大(RF Amp)

在“PRO70”中,为了接收 150kHz ~ 75.995MHz 的频段,对第一混频电路进行了专门的优化。通过(图2)所示的电路,能够同时防止中频干扰以及由本振信号引起的阻塞。其中一个重要因素是实现了在宽频段内平衡性良好的小型环形线圈〔图4〕

混频器的晶体管采用了低噪声、高增益的 FET,这确保了混频转换增益并减少了不必要的杂散信号。

FM 频段覆盖 50 ~ 108MHz。射频放大电路分为两部分:50 ~ 75.95MHz 和 76 ~ 108MHz。各射频放大器均使用 MOSFET,兼顾了低噪声与抗干扰能力。还设置 50 ~ 75.95MHz 频段是为了在海外使用时能够接收电视伴音。

单芯片 PLL IC 与双回路 VCO

为了实现宽频带接收,虽然射频放大器(RF Amp)和混频器(MIX)至关重要,但拥有一个能在广阔范围内可变的本地振荡电路(VCO)也是不可或缺的。

为了有效利用有限的空间,我们开发并采用了小型化的 <CXD1118M>,它是对“AIR-7”中所采用的 PLL IC <CX7961A> 进一步缩减体积后的成果。该 IC 集成了获得高稳定性本振频率所需的绝大部分电路,是一款可通过微电脑控制实现所有功能的优秀集成电路〔图6〕

受此 IC 控制的高稳定性本地振荡电路共有两组(由于接收范围广泛,故设计为两个回路)。此外,在 FM 电路中,射频放大器的调谐点(谐振点)必须与本地振荡电路同步(这被称为“跟踪”),因此每个 VCO 与 FM 的射频放大器形成了 1 对 1 的对应关系。

接收 50~75.95MHz 时,VCO-1 工作;接收 76~108MHz 时,VCO-2 工作。当然,在接收 150kHz~29995kHz 时使用 VCO-1,而在接收 30~75.995MHz 时则是 VCO-2 处于工作状态〔图5〕。

高选择性与选择性切换

正如〔图 3〕所示的概念图,电路中布局了各种通带滤波器,通过叠加各自的特性,获得了极高的选择性。在 NARROW FM(窄带调频) 模式下,以滤波器 2 为主,并叠加了第一中频滤波器(MXF 单片晶体滤波器)。

在 AM WIDE(调幅宽带) 模式下,会进一步叠加滤波器 3,并以该滤波器为主。在 AM NARROW(调幅窄带) 模式下,则以滤波器 1 为主,并与滤波器 3 及第一中频滤波器叠加,从而分别实现所需的通带带宽和高选择性〔图 4〕。

图 4:AM NARROW 与 WIDE 模式下的滤波器特性对比

高密度设计

本机的底盘尺寸是固定的,为了嵌入众多的功能和电路,部件的安装密度必然会变得很高。我们采用了玻璃环氧树脂双面布线基板,并进行了通孔加工和双面部件安装。所使用的部件绝大多数是贴片元件。

为了实现小型化,专门开发的部件多达30余种。另一方面,通过金属底盘和玻璃环氧基板的结合,使其构造足以承受作为手持式“Action BCL”接收机在严苛环境下的使用。

结语

 

由于实现了多种功能和连续接收,我相信 BCL的世界得到了进一步的扩展。请利用丰富的 40 个电台存储位,尽情享受预设接收带来的乐趣。我们认为进一步完善有效功能并提升接收性能,是多波段收音机先驱者的使命。

 

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