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收音机的中频滤波器是如何影响声音的

作者:eman2005 日期:2023-05-30 人气:1882 来源:今日头条 添加:5BCL.com 

前几天分析索尼7600GR的声音,大概提了一下这类型二次变频机调幅普遍不通透的原因,本文针对该问题进一步展开分析它的机理。

声音闷到底算不算问题

常玩调幅收音机的朋友会迷恋老晶体管 电子管机那种温暖迷人的声音,就连小喇叭的晶体管机都有种独特的沙沙的模拟味道,仿佛带有磁性。其实单看技术参数,无论接收性能还是电声性能,现代数调二次变频机并不比老晶体管机差,甚至更强,这也符合发展规律,毕竟技术总是在进步。老机这种沙沙带磁性的声音主要是一些器件热噪声,检波前的中频谐波或者高频成分被解调所致,此外与功放和喇叭频响窄也有关,最终这种沙沙声得到了放大成为了特色。理论上这些非有用的调制输出都应该被抑制,但是却歪打正着,成就了它的魅力所在。类似的,如电子管功放,它的谐波失真等指标也全面落后于当代集成功放,但偏偏是丰富的偶次谐波使得听感松散 通透,甚是醉人。

另一方面,人们的口味随时代在变化,对声音要求越来越高,过去只要求听到就好,闷根本不算什么问题,衰减高音似乎更安静 信噪比更好,给人的错觉是机器更优秀。再比如,有些高级机器还有音调档,例如新闻档,通过衰减高频杂音使得人声更清晰更突出更适合听新闻,这无疑会使得声音发闷,如果当年闷是大忌,那厂家肯定不会这么设计了。而闷在当代却成了致命的缺点。

那么代表先进的二次变频机型,为啥声音普遍缺乏高频呢?这个问题得从电路说起。

现代二次变频机的电路结构

索尼7600GR为超外差二次变频的代表机型,它的电路结构具有标杆意义,它之后的国产机型都沿用了它的电路构架,甚至有照抄的痕迹。该电路调幅高放级不调谐,前级带通滤波器频带内的信号都可以进入高放级,再进行混频。第一中频还是一个频带,只是它略窄了一些,要想收听电台频率就必须选频,这个任务交给了第二次变频后的中频滤波器,也就是集中滤波。这种电路形式对滤波器性能要求较高必须有良好的带外衰减特性和低的插入损耗,另外带宽的选择也很讲究,必须平衡选择性指标和音质要求,所以几乎都采用了内部级联的通信用滤波器,例如5脚的意味着内部有四组滤波单元,有的甚至有6组。有的机型支持宽窄带选择,就是在此处设计了两只宽窄带滤波器可以切换带宽,例如SW55分别使用的村田455K和455H, 后缀字母越靠后意味着带宽越窄。索尼大部分机型均使用455I的型号,它的6dB带宽为4Khz。德生660使用455E和455I,E的带宽有7.5Khz。

调幅的频谱特性

幅度调制是将调制信号也就是电台的语音信息加载到载波上的过程。调幅又分双边带调制,单边带调制,残余边带调制等,以最常见的双边带调制为例,用示波器观察调幅波波形的话,可以看到调幅波波形如图,它的包络形状就是调制波的波形,载波频率不变,只是幅度随调制波而改变。从频域来看的话,它的频谱包括载波和位于载波两侧的边带信号。由于电台的被调制波并不是单音频,而是一个频率范围内(例如我国调幅频响是4khz, 可以理解为调幅广播信号的语音频带为0到4Khz,设备好的可能高频更高)的无限多频率的组合,所以边带是一个范围,如图中阴影部分,越靠近边带意味着调制波频率越高,也更容易被干扰,理解这一点对于分析中频与声音的关系是很关键的。调幅变频只是载频频率的改变,它并不会改变调幅的频谱。

村田滤波器的频谱特性

二次变频机使用的滤波器往往都是有N个单元级联的,因此它可以获得更接近理想的枕形幅频曲线。为了满足集中选频和单边带接收的要求,这个滤波器的带宽不能太宽也不能太窄,下图就是常见的村田滤波器的幅频特性参数。

滤波器的选频作用

我试着将中频频谱和滤波器幅频曲线整合到一起,便于分析,手绘图有误差,只做定性分析。上下边带外侧是调制波高频部分,可以看出在455I滤波器对4Khz的音频已经有多达20dB的衰减量,频率越高衰减越大。再优秀的滤波器也不能达到完全的枕形特性,所以带外高音频成分多多少少还会被解调,这个效果决定了机器的信噪比和听感。

影响声音的其他因素

检波级以后的低放电路和喇叭对声音也影响巨大。音调电路本质也是一个滤波器,它可以改变音频信号中 高中低频的比例,根据需求可以将某个频率得到提升或者衰减,如果是有源的音调电路效果会更好。但是一般便携机音调电路都很简陋,只是简单阻容衰减电路而已。不同的功放电路和喇叭,频响曲线各不相同,所以声音的还原就五花八门了,所以不同的机器有不同的音色,同一台机器换掉电容或喇叭 音色也会显著的改变。总之,好声音靠得是整体电路的配合,比如你把老机检波输出接到现代高保真功放上听,也一定会一塌糊涂。

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