1988年日本索尼ICF-SW1S全波段收音机怎么样的?

前言
1983年7月,索尼推出了搭载PLL合成器的多波段收音机ICF-7600D,其品牌名为“News Port”。当时,这种“口袋书尺寸”的设计作为具有划时代意义的小型收音机受到了高度评价,时至今日在经常出国出差的商务人士中依然很受欢迎。
然而,和Walkman一样,用户也表达了“如果能更小一点就更好了”的真实需求。因此,我们将“磁带盒尺寸”设定为下一个目标。在不降低性能的前提下,还要兼顾符合产品理念的功能性,并使其更小、更易于使用。我们带着这样一个充满挑战的目标开始了策划与设计工作。
今年1月我们正式将名为“ICF-SW1S”的多波段接收综合系统商品化。接下来将对该型号的内容进行说明。顺便提一下,型号末尾的“S”代表“系统(System)”之意。
设计要点
首先,在将ICF-7600D缩小至磁带盒尺寸时,面临的问题主要有以下几项:
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电源电压(使用的电池尺寸及数量)。
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集成预分频器(支持130MHz动作)的单芯片PLL及微控制器的低电压化(1.8V)。
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通过优化信号回路构成和使用集成电路(IC)来实现零件精简化。
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降低电源电压导致的音频输出下降的对策。
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有效利用基板面积的组装技术。
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对磁带盒尺寸的挑战及其易用性。
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微控制器软件的开发。
克服以上几点正是设计的核心所在。接下来,我们将具体探讨相应的对策。

电源电压
ICF-7600D 作为收音机使用 4 节 AA 电池(6V),微控制器备份使用 2 节 AA 电池(3V)。相比之下,ICF-SW1 统一采用了 2 节 AA 电池(3V)供电。
由此产生的问题包括:
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RF放大器、混频器部分的动态范围下降;
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设计余量的减少;
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更换电池时需要微控制器备份电源;
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音频输出的下降等。
针对①和②,我们通过使用低电压FET并设定最适合的常数来解决,使其达到了实用上没有问题的范围。关于③,近期在大容量双电层电容器开始设计前后被开发出来,因此我们决定采用它。④则通过开发BTL放大器和扬声器来应对。

低电压PLL用微控制器的开发
为了完成ICF-SW1,开发在1.8V电源下也能工作的内置PLL微控制器是必要条件。在当时CMOS低电压化和高速化的技术背景下,我们利用这些技术开发了内置支持高达130MHz动作的预分频器的DTS(数字调谐系统)微控制器。
该微控制器的特点在于,其时钟(75kHz)兼作计时用时钟和PLL的基准频率,这有助于减少周边元件。

当将其作为 PLL 的参考振荡器使用时,从接收系统本振电路的 C/N(载噪比)角度来看,作为频率比较基准的时钟频率越高越有利。
然而在作为时钟用途使用时,为了实现时钟运行时的低功耗化,需要降低时钟频率。为了同时满足这两个条件,选择了 75 kHz 这一频率。在 75 kHz 的情况下,具有可以使用直径3X8mm的小型音叉型石英晶体振荡器这一设计上的优势。

本振电路是决定接收机性能的重要因素,其特性受 PLL 系统的影响。因此,针对微控制器内部的 PLL 系统(鉴相器、基准信号发生器、分频器等),包括本振电路在内,进行了各种探讨以提高特性。
通过这些努力,成功完成了不仅可用于 MW·FM,也可用于短波接收机的内置 PLL 微控制器。通过将 PLL 和微控制器集成在单芯片中,大幅减少了安装面积,在这里也解决了小型化的问题。
通过信号系统电路的构成和 IC 的利用来实现省元件化
为了使短波接收电路小型化并减少安装面积,有必要减少大型元件(线圈、晶体等)的数量。
因此通过将 AM 的第一中频(1st IF)提高到 55.845 MHz,使第一本振(1st Local)统一为一个,并将 RF 放大器设为非调谐式,在减少大型元件的同时,实现了与 ICF-7600D 同等的高抗干扰能力(见图 1)。
第一中频滤波器(1st IF Filter)使用了窄带的 3rd overtone(三次泛音)单片滤波器(55.845 MHz),第二中频(2nd IF)则使用了 6 元件陶瓷滤波器,在获得高选择性的同时,改善了双信号干扰特性。
为有效利用电路板面积的组件组装技术
为了尽可能采用小型组件并提高组装密度,我们将以下内容具体化:
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电容器和电阻器采用了 1.6×0.8 mm 规格的贴片组件。
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采用了自“卡片式收音机”以来持续开发的 SMT(表面贴装技术) 类型组件。
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引进了由索尼集团旗下的索尼邦逊(Sony Bondson)株式会社开发的 点点焊接方式(特殊回流焊),实现了双面回流焊。
作为提高组装密度的方法,虽然有使用SMT贴片组件的回流焊接,但由于并非所有组件都已SMT化,因此不得不使用一些引线组件。引线组件通常采用浸焊(Dip)方式,但为了提高浸焊面的表面贴装组件的焊接作业性,组件焊盘(空间)会比回流焊所需的更大。

技术报告
本机采用了索尼自主开发的“点焊式(Spot Soldering)”安装方式。通过这一方式,实现了双面回流焊成为可能,提高了安装密度。与 ICF-7600D 和 ICF-SW1 的安装基板面积相比,比例为 1:2.6
※点焊方式是指在已完成双面 A 面、B 面的表面贴装后,于 B 面的引线元件焊盘上印刷焊膏,插入引线元件,再对引线部分进行点焊固定的方法。(见图3)
向卡带盒尺寸的挑战与操作性的提升
在本次企划中,作为一款高密度安装的收音机,如何有效利用内部空间成为重要课题。首先对内部布局、信号系统结构进行了充分检讨,并确认了最大安装面积及安装规格。在此基础上,从配置、操作性、电气特性等方面综合考虑选择各部件。此类检讨中充分运用了 CAD 模拟。
① 操作性
前面板配置了 20 个按键,其中 BAND 键与 ENTER 键为双重按键。由于这两个按键使用频率较高,因此设计为便于单手操作。
同时考虑到夜间使用,装配了背光照明。此外,定时器按键也采用了点焊方式。
② 扬声器
在音质方面,我们以“卡带盒尺寸的收音机却拥有难以想象的音量感与音质”为目标。然而在设计初期,并没有现成产品能够满足我们对振动系统与声音表现的要求。
因此专为本机新开发了尺寸为 66×38×14.5mm 的椭圆形低音反射扬声器单元。驱动功放采用 BTL 连接方式,在 3V 电源条件下实现 250mW 输出。
此外,耳机使用时采用两个 OTL 放大器工作,实现 FM 立体声接收。扬声器以 4 枚螺丝固定于前面壳体。由于采用高功率放大器及高效率设计,壳体厚度较原设计增加了约 0.3mm。
③ 设计
最终尺寸为 109×70×22mm(不含最大突出部分)。整体采用较多 R 面(圆角)设计,外观简洁洗练,呈现沉稳且不显高功能感的设计风格。
软件设计
在决定软件规格时,同样面临尺寸上的严格限制。由于前面板可配置的按键数量有限,如何在有限按键中实现复杂操作,成为软件设计的关键。
本次程序设计由设计组内部完成,与电路设计同步进行。这种方式使得在电路变更及定时调整时能够迅速对应。
在 LCD 显示模式确定过程中,曾出现这样一个插曲。内部有人提出“四个愿望”(该人员正是 ICF-SW1 软件程序员):
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显示方式希望采用数字显示(FM 以 MHz、AM 以 kHz)。
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希望 ROM 步进数增加。
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希望扫描步进更细。
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希望整体操作更加直观。
结果,这四个愿望全部实现。ROM 容量达到 1528 步,仅剩 4 步空间,实现了高密度的软件结构。
初号机,厚度 19.8mm
在商品企划阶段,最大目标是实现卡带盒尺寸(109×69×17mm)。因此最初的试制机做到了 19.8mm 厚度(与 Walkman WM-101 厚度相同)。
为了实现这一厚度,采用了特殊小型部件,但结果在生产性方面出现问题,因此将厚度增加至 22mm。
试作 1 号机的组装耗时半天,但内部部件之间频繁干涉,拆解后几乎无法再组装,因此后来未再打开。
在电气性能方面最初也不稳定。为了确保性能,电路与部件不断增加,甚至一度考虑削减功能。然而通过及时调整,最终完成了设计。
图3 点焊(特殊工艺)流程
A 面:
焊膏印刷 → 表面贴装元件安装 → 回流焊
B 面:
焊膏印刷 → 表面贴装元件安装 → 回流焊
B 面:
引线元件焊盘印刷 → 插入引线元件 → 对引线部分点焊
图4 BTL 功放连接图
(输入 → 放大器 → 扬声器输出电路示意)

那时电阻、电容、晶体管等新型小型化元件相继开发,电感、电解电容的再流焊适配也取得了进展,使得产品在保持功能的同时,性能得到了进一步提升。
通过反复进行此类试制,每次重新设计电路板时都采用新的小型元件,并不断改进封装方法以适应更高的组装密度,我们终于将目标转化为了现实。
关于系统化
在发布时,我们并非将 ICF-SW1 作为单机销售,而是以系统配置(包含适用于 150kHz∼29.995MHz 的有源天线,以及支持 100∼240V 的电源适配器)的形式,将其命名为 ICF-SW1S 并收纳在一个硬壳手提箱中。
在海外出差时,听收音机的场所通常是在酒店房间等。在这种钢筋混凝土结构的建筑中,无线电信号会衰减变弱。而有源天线正是为了弥补这一不足。如果将其安装在窗边,只要在3.5m长的连接线范围内,无论在房间的哪个位置收听,都能获得与在窗边收听相同的强信号接收状态。
正如您所知,海外的电源情况因地区而异,电压和插座形状各不相同。附带的交流电源适配器可应对此类情况,可在100-240V之间自动切换。对于插座形状,我们也通过附带插头转换器来解决。
通过采用这样的系统配置,可以使海外出差等场景下的无线电信息采集变得更加便捷、舒适且高品质。
结语
当今时代被称为国际化时代,每年有超过 200 万人前往海外。同时,在国内想要接触原汁原味的英语、实时了解经济和政治局势的需求也在不断增加。
本系统将计算器般的便捷操作融入到磁带盒大小的机身中,是精准满足这些需求的魅力之作。多亏了大家的支持,自上市以来,该产品一直受到广大用户的极高评价。
今后,我们也希望继续创造出更易于使用、性能更卓越的收音机。
ICF-SW1S 监测报告
杉本 章
从 BCL 发烧友那里听说“索尼又要推出一款出色的接收机”,到底怎么样?一有这个消息,我就马上拿到了样本和资料。不过,说起来,我开始玩 BCL 也已有 20 多年了,如今一般的 BCL 机已经很难让我惊讶(也许是坏习惯吧),所以并没有抱太大期待。
但是,看着产品目录,还是忍不住想亲手试试。联系编辑部,说正好有一台样机在手。不过,前提是必须把这台机器借出来写评测。
因为时间不算充裕,没能充分使用,有些遗憾,但还是趁记忆犹新写下这份报告。
只是小巧而已吗?
虽然在目录上已经知道大概尺寸,但真正拿到手时,还是被它的“小”震撼到了。几乎就是卡带盒的大小。作为多波段 BCL 机,这种压缩感实在令人惊讶。
像我这样每次出国旅行都要带上 ICF-5900/7600/7600D/2001/PRO70 等机型的人来说,简直像做梦一样。
而且,它不仅仅是小巧而已,功能上也令人满意。几乎继承了 ICF-7600D 的主要功能。至于这些性能,本来大家都已熟知,所以这次就不赘述,而是谈谈 ICF-SW1S 独有的特点。
到了海外才知道它的威力!——有源天线
和接收机本体相比,第一次看到有源天线时,会觉得它有点“大”。甚至会怀疑:“这和 ICF-SW1S 超小型 BCL 机的形象不搭吧?”
然而实际使用后才知道它的威力。很多人可能只关注收音机本体,对天线兴趣不大,但这根天线确实令人惊叹。
尤其是在海外做监听时,常常是在酒店那样的屏蔽环境里收听。比如坐在房间中央的床上,接收条件并不理想,往往很难收到远距离信号……而满足这种需求的,正是这款有源天线。
只要把天线模块拉出卷线即可,使用非常简单。若条件允许,建议将其放在窗外,这样可以进一步发挥威力。(严格说来,接收机本体的性能当然优秀,但再加上这根天线,效果更是显著。)
不过,带出国时体积稍大。如果能再小一些就更好了。但话说回来,既然带着有源天线,就不能说负担很重。反而因为配备了支持全球电压的 AC 电源适配器,即使不用电池,也能安心使用。
若从早到晚收听,使用两节 3 号碱性电池也可连续约 20 小时。如今 3 号电池在世界各地都容易购买,这一点也令人安心。(写到这里,是否该期待一款支持全球电压的 AC 适配器?)
仅用两节 3 号电池、3V 规格令人惊讶!
为什么只用两节 3 号电池?作为 BCL 机,仅用两节电池、3V 供电是值得称赞的。
例如 ICF-2001 需要 3 节 3 号电池,ICF-7600 需要 4 节共 6V。想到这里不禁有些感慨。而本机的电池续航时间约 20 小时,与过去机型相比并无太大差异。
为了实现多波段收音机的小型化,专门开发了可在 3V 下工作的 IC,这点要向设计人员致敬。
BCL 机中的 FM 立体声
实际使用后让我高兴的一点,是 FM 支持立体声。有人可能会质疑:BCL 机需要 FM 立体声吗?但我非常赞同。
出国旅行时,并不是整天只听 BCL 广播。在需要休息时,FM 广播就很有用。不同于日本,美国或香港等地的 FM 电台常播英语或中文(也包括粤语),通过 FM 广播可以感受到当地的气氛和乐趣。
过去我通常会另外带一台可收听 FM 立体声的收音机,但有了这台,就无需再多带一台了。
熟悉之后会很方便——定时预约接收
老实说,我平时不太使用定时预约接收功能,因此这里没有做太多资料准备。但从实际使用几次来看,确实相当实用。
尤其是在海外时,如果不想错过日本广播的日语节目,这个功能就很方便。
最后如果要提几点意见的话:
① 在直频输入模式下,输入频率数字后需按 AM 或 FM 键确认,尤其在 AM 模式下容易误按左侧的 STANDBY 键。如果可以的话,将 STANDBY 键移到 FM 键的位置或许更合理。
② 将有源天线安装在 ICF-SW1 本体时略显不稳。如能设计成可“咔嗒”锁定的结构更佳。
③ 手持操作时没有问题,但放在桌上调节音量时会觉得机身过薄,容易滑动。
④ 无法接收 SSB(CW/单边带)信号略显遗憾。像我这样不仅听 BCL 广播,也收听公用事业电台或业余无线电的人,希望具备该功能。不过,也许这样要求过高了。
总体来说,它充分满足了我的期待,可以打一个合格以上的分数。久违地见到一款颇具索尼风格的 BCL 机。