陷波器的作用与典型电路介绍

只看该作者 · 2019-1-3 11:54

陷波器的作用与典型电路介绍

一架放音正常的收音机，有时突然被一个“不速之客”的电台占据了整个度盘，除了一些“的的达达”的电报信号和模糊失真的广播声外，简直什么也听不清了。
这种干扰现象的产生，是由于一些频率等于或接近中频（465千周）的电台信号侵入引起的。这些电台主要是江海岸电台，也可能是广播电台的副谐波。当收音机的选择性不够好（例如没有高放级）时，这些信号就由天线输入，通过混频级后窜入中频放大级，因为它们的频率等于或接近中频，所以很少受到中级，调谐回路的削弱作用，而与有用的信号一起被送入中放级放大，通过检波后便产生了强烈的干扰。“陷波器”是抑制这种干扰的特殊装置，这种装置在收音机里经常采用。陷波器分两种，并联谐振的串联在输入回路里，串联谐振的并联在输入回路上。它的形色主要有下面几种：

1．通过式陷波器

陷波器一般叫串联式陷波器，也叫旁路式陷波器，它是由电感L和电容C串联而成，实际上就是一个LC滤波器，它的线路如图1甲所示。图中LC谐振于干扰频率，所以这个电路对干扰频率的阻抗极小（图1乙），好象猎人所设的陷井一样，只让干扰信号旁路通地，而其它有用信号由于陷波器呈现的阻抗大，只能由天线线圈通过，这样，有用信号被保留下来输入收音机，而干扰信号被消除了。L和C的数值可用LC=1／4π2f2的公式来计算，式中f为干扰信号的频率，如用465千周时，代入得LC≈l7毫亨·微微法。

图1里的LC是一个串联谐振回路，只有选用大的L/C比值时（即L要大，C要小），回路才能具有良好的选择性。但L／C比值过大，也就是C过小时，L上的分布电容对谐振起相当大的作用，决定谐振频率的将是L、C和L的分布电容。可是L的分布电容是和L并联的，就象天线的等效电容一样；另外，L的分布电容决定于线圈对机壳及其它部件的相对位置，所以L／C过大时，一方面谐振频率不容易设计正确，另一方面谐振回路的稳定性就差，调换一根天线，或者机内温度变化，受到机械振动等，都会使LC的谐振频率失调，失去了陷波作用。通常情况下L／C比值采用0.04－0.002毫亨／微微法比较合适。这里应注意的是：LC和天线线圈是并联的，不论陷波器的设计如何，有用信号多少要损失一些，使收音机的灵敏度降低。因此要正确选挥L和C的数值，采用高Q值的线圈和电容器，并且在装置上也要合理地考虑到它们排列的位置。
这种陷波器的电路简单，效率也很可靠，所以用得最多。下面是某些工厂生产的收音机中采用这类陷波器的典型电路。

图2是捷克斯洛伐克Tesla“T414U－7”型收音机的陷波器电路图，图3是我国“东方红”和“上海”牌收音机的陷波器的电路图。其中“东方红”的C值用得较大，是因为它的陷波器直接天线，天线参数的变动对它的影响很大，增大C值可以增进稳定性；而“T414U－7”的天线是通过一只1000微微法的电容器C1后，再接到陷波器和天线线圈的，这只电容器和天线的等效电容器串联，减少了天线的影响，因此可以用较小的C值来增加选择性。

图4是国产红星“504”“505—1”型收音机里的陷波器，它的C和L的位置和上述两种收音机里的相反，C装在L的上面。在原理上把C装在L的上面或下面作用一样，但实际上还有些区别。因为LC回路除了由于L和C本身的电阻而消耗能量外，附加的损耗主要是由线圈对其它部件和机壳有电磁感应作用，产生诱导电流而形成的。要附加损耗小，最好把线圈放在电路中电位较低的位置，把L放在C下面更接近地电位，就能够达到这样的目的。自然，实际上附加损耗是不大的，所以L和C位置如何，影响并不显著，一般也很少注意。
在短波段，混频级前的输入调谐回路所调谐的波段离这些干扰频率很远，容易靠一次调谐的作用就完全免除干扰信号的影响。因此，为了增加短波段的灵敏度，有些收音机就只在中波段时才接入陷波器，如红星的陷波器装置就是如此。

2．吸收式降波器
陷波器的作用是把天线上的干扰信号用谐振回路来吸收，使干扰信号受到抑制。图5就是这种陷波器的电路，其中LC是串联的谐振回路，谐振频率是中频（干扰频率），安装时应和调谐回路垂直，防止磁耦合。LC的数值也按照上面的公式计算，它的L／C比值用得比较小。这种陷波器的效率不比其它形式的高，所以不象通过式以及下面谈到的封闭式那样被大家广泛采用。

3．封闭式陷波器
这种陷波器是由LC并联回路组成（图6）。当干扰信号的频率等于这个回路的谐振频率时，回路是呈现极大的阻抗，不让通过，从而消除了干扰信号。这种并联谐振电路和串联式不同，要选择性好，就要采用较小的L和较大的C，一般以L／C=0.002－0.00002毫亨／微微法比较合适，L／C比值再小时，回路在谐振时阻抗变得过小，陷波作用的效率就不高了。
这种陷波器因为L小C大，附加损耗很小，不妨接在天线线圈的上端。如果把它改接到天线线圈的下端，实际差别也是不大的。
采用合适的L／C比值，尽量提高回路的Q值，并把LC接得靠近天线线圈（但应相互垂直，必要时可加屏蔽），这些都是提高封闭式陷波器效率的有效途径。

有时为了增加封闭式陷波器的效率，也采用图7和图8的电路，其中以图8那样在电感线圈上抽头较为简单。LC数值的计算和前面一样，R的数值最好和干扰频率的阻抗相等（从图中R的接点向左看），使它能够很好的吸收干扰频率的电能。一般常用的是10－20千欧。图9就是采用这种电路的苏联“巴契克”牌收音机的有关电路。

4．封闭式和通过式同时应用封闭式陷波器的作用是阻止干扰信号通过，而通过式陷波器的作用恰巧相反，是让干扰信号短路。因此把这两种陷波器搭配起来使用（图10），就可以增加陷波效率，把干扰信号强度减至最小。

陷波器除装在天线回路里，也可以装在其它回路里。

1．装在屏回路和栅回路里的陷波器
有高放级的收音机，陷波器可装在高放级屏回路里，也可装在混频级栅回路里。它的形式和装在天线端的几种一样，例如图11所示，它的优点是天线参数的变动对陷波器没有影响，但随之而来的是陷波器处于高压之下（装在屏回路里时），而且干扰信号经高效后再在陷波器上滤去，比不上在天线端进行滤波的效率高。图12是苏联“联欢节”12灯机里的有关电路，其中L25、C28就是直接高放管屏极的封闭合陷波器。

2．利用负回授的陷波器
这种电路有构造简单，陷波作用不受天线影响，也不影响收音机灵敏度等优点，作者认为是一种值得推荐的电路。但是这种电路的缺点是只能应用在有高效放级的收音机中，大大限制了它的使用范围。
利用负回授的陷波器，是以一个并联的LC回路接入高放管阴极电路最为简单实用，LC回路谐振于干扰频率，因此干扰信号通过高放管时，在回路上产生较大的电压降，使栅偏压增高，削弱了高放级对这一频率的增益，完成陷波作用。
这个LC回路应尽可能的提高它的选择性，使它对不属于干扰信号的频率影响极小，这样，有用信号就不会因负回授而削弱。为了这个目的，建议采用高Q值和L／C比值较小的回路。另外，为了防止LC回路和其它另件发生不需要的耦合，避免引起正回授，寄生振荡等，建议在LC上加隔离罩。
在11灯机的陷波器电路，其中L3、Cll就是产生负回授电压的并联谐振回路，它的L／C比值选得比较小，并且电感线圈采用了铁粉芯以提高Q值。负回授陷波电路中的LC可以很方便的用中频变压器代替（用中频变压器代替虽不完全合适，但可以用），只要把变压器的初次级线圈串联即可，见图14。但应注意两个调谐回路的线圈方向要一致，接反了就不起作用。

中频变压器的两个线圈串联后，直流电阻约20欧左右，如果高放管用的是6K4Π等，那末它的阴极电阻还可以省去。因为6K4Π的阴极电阻是68欧，对于有自动音量控制的收音机是不成问题的。