調(diào)頻FM收音機(jī)進(jìn)一步改善了我們交流的方式。根據(jù)霍華德·阿姆斯特朗的對(duì)手戴維·薩爾諾夫的說法，調(diào)頻廣播是“一場(chǎng)革命”。今天就來了解下調(diào)頻收音機(jī)工作原理、電路圖及天線接法。


調(diào)頻收音機(jī)工作原理

FM收音機(jī)的工作原理是基于調(diào)頻（Frequency Modulation）技術(shù)。調(diào)頻是一種通過改變載波頻率來傳輸信號(hào)的方法。與調(diào)幅（AM）技術(shù)相比，調(diào)頻技術(shù)具有更好的抗干擾能力。這是因?yàn)樵谡{(diào)頻過程中，載波的幅度保持不變，因此對(duì)于幅度噪聲具有很好的抑制作用。此外，調(diào)頻技術(shù)還可以提供更寬的頻帶，從而實(shí)現(xiàn)更好的音質(zhì)。

FM收音機(jī)（Frequency Modulation Radio）是一種利用頻率調(diào)制技術(shù)進(jìn)行無線電廣播的收音機(jī)。與AM（Amplitude Modulation，振幅調(diào)制）收音機(jī)相比，F(xiàn)M收音機(jī)具有更好的音質(zhì)和抗干擾能力。下面，我們將詳細(xì)介紹FM收音機(jī)的工作原理。

1.調(diào)制過程：在發(fā)射端，音頻信號(hào)通過麥克風(fēng)等設(shè)備轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。然后，這個(gè)電信號(hào)被用來調(diào)制一個(gè)載波信號(hào)的頻率。當(dāng)音頻信號(hào)的幅度發(fā)生變化時(shí)，載波信號(hào)的頻率也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化。這個(gè)過程被稱為頻率調(diào)制。經(jīng)過調(diào)制的信號(hào)被發(fā)送到天線，然后通過無線電波傳播到接收端。

2.接收過程：在接收端，F(xiàn)M收音機(jī)的天線接收到發(fā)射端發(fā)出的無線電波。接收到的信號(hào)首先經(jīng)過一個(gè)射頻放大器（RF Amplifier），對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。然后，信號(hào)進(jìn)入一個(gè)頻率變換器（Frequency Converter），將信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)中間頻率（Intermediate Frequency，IF）信號(hào)。這個(gè)過程有助于提高收音機(jī)的選擇性，使其能夠更好地接收特定頻率的信號(hào)。

3.解調(diào)過程：中間頻率信號(hào)經(jīng)過一個(gè)帶通濾波器（Bandpass Filter），去除了不需要的頻率成分。接下來，信號(hào)進(jìn)入一個(gè)解調(diào)器（Demodulator），將頻率調(diào)制的信號(hào)還原為原始的音頻信號(hào)。這個(gè)過程被稱為解調(diào)。

4.放大和輸出：解調(diào)后的音頻信號(hào)經(jīng)過一個(gè)音頻放大器（Audio Amplifier），對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。最后，信號(hào)通過揚(yáng)聲器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音，供人們收聽。


調(diào)頻收音機(jī)電路圖

元器件清單：

1）C1為可選（1-22pF）電容，也可不用，因?yàn)閂C1APad具有0-20pF電容；

2）C2為15pF、5%或10%陶瓷或銀云母電容；

3）C3、C4、C6、C7為0.001μF、5%或10%陶瓷或薄膜電容；

4）C5、C9為1μF、5%-20%薄膜或陶瓷電容；

5）C8為0.047μF、5%薄膜電容；

6）CR1為1N4002或任何1N4000系列整流器；

7）L1、L2為0.1μH、5%或10%固定或可變電感；

8）除非另有說明，所有電阻均為1/4W，5%；

9）R1為100Ω；

10）R2為1kΩ；

11）VC1A、VC1B為0-20pF雙聯(lián)可變電容和兩個(gè)0-20pF焊盤電容；

12）Y1為10.7MHz陶瓷諧振器鑒頻器(Murata Part Number CDALF10M7GA048-B0或Murata Part Number CDALF10M7GA040-B0)；

13）Mouser器件號(hào)分別為81-CDALF10M7GA048-B0和81-CDALF10M7GA040-B0(www.mouser.com)；www.digikey.com的替代型號(hào)為CDALF10M7GA096-B0；

14）F1為10.7MHz陶瓷濾波器，-3.3dB頻率為150-280kHz，阻抗為330Ω(www.digikey.com或www.mouser.com)，供應(yīng)商Murata或Toko；

15）典型器件編號(hào)為SFELF10M7LFTA-B0(280kHz)和SFELF10M7JAA0-B0(150kHz)；

（注意：陶瓷濾波器上的標(biāo)記可能有所不同，應(yīng)該讀取數(shù)據(jù)表以辨別引腳標(biāo)識(shí)）

16）U1為TA2003 IC（東芝或UTC）；

17）BT1為3V電源或兩節(jié)1.5V電池。

上圖所示為更容易構(gòu)建的FM收音機(jī)，該收音機(jī)使用許多可調(diào)節(jié)器件，如IF變壓器和雙鐵氧體磁心比率檢測(cè)變壓器。只有雙模20pF調(diào)諧電容及其微調(diào)電容（焊盤電容）需要調(diào)整，其他電路均不需調(diào)整。IF濾波器為陶瓷濾波器，可以通過使用150kHz帶寬濾波器以使得選擇更加清晰，但是調(diào)諧可能太過鋒利。通常，使用230kHz或280kHz濾波器，如果兩個(gè)或更多個(gè)串聯(lián)連接可以提供更好的交替通道選擇性，則推薦使用多個(gè)280kHz濾波器，如下圖所示。

調(diào)頻收音機(jī)天線接法

在20世紀(jì)50年代，F(xiàn)M仍然專門用于家庭內(nèi)的質(zhì)量接收。根據(jù)當(dāng)?shù)氐那闆r，定向屋頂天線要求或推薦用于質(zhì)量接收。對(duì)于高質(zhì)量的立體聲接收，甚至更為必要。

對(duì)于在家的FM接收，八木Uda天線（大多稱為八木天線）是非常合適的。這樣的天線由半波偶極子和平行于其的幾個(gè)寄生散熱器組成。這些寄生散熱器只是金屬棒，與天線的其余部分隔絕。它們的長(zhǎng)度只是稍大于或小于波長(zhǎng)的一半。這些寄生輻射器形成天線的方向圖。在這種情況下，水平極化的天線效果最佳。這就是偶極子和所有的寄生散熱器都是水平布置的。因此，荷蘭的FM發(fā)射機(jī)使用水平極化的發(fā)射天線。

對(duì)于接收本地電臺(tái)而言，二或三元素天線通常是足夠的，但是對(duì)于接收外地電臺(tái)而言，需要更多元素的八木天線。這樣的天線需要旋轉(zhuǎn)，所以它可以指向所需的（外部的）發(fā)射器。

20世紀(jì)70年代末有線電視引入時(shí)，大多數(shù)家庭不再有電視機(jī)的室外接收天線。至少在荷蘭，有線電視也有國(guó)內(nèi)和國(guó)外的廣播電臺(tái)，所以FM天線已經(jīng)不再需要了。顯然，來自電纜供應(yīng)商的FM信號(hào)的質(zhì)量低于通過良好的室外天線可以實(shí)現(xiàn)的質(zhì)量，但是比沒有室外天線可以拾取的更好。這些天FM廣播信號(hào)主要由便攜式和車載收音機(jī)接收，兩者都使用垂直天線。因此，這些天，F(xiàn)M發(fā)射機(jī)發(fā)射垂直極化信號(hào)。

與所有VHF頻率一樣，傳播主要受視線限制。把你的天線放在一個(gè)高大的桅桿上延伸你的視線。偶發(fā)性E傳播相當(dāng)頻繁，但并不像50Mhz那樣頻繁。零星E從1500到2000公里的距離輸入信號(hào)。這通常意味著荷蘭的西班牙電臺(tái)。

調(diào)頻收音天線的接法：在FM紅端子上接一根1米長(zhǎng)度的拖線即可，拖線的一端扒掉一段絕緣皮大約1厘米長(zhǎng)度，把露出的銅絲接著紅端子接線柱上面，另外一端線隨意拖著。調(diào)幅收音天線接法：在AM紅端子上面接一根3米（至少3米，多了不限）導(dǎo)線舉高到室外建筑物上面的一個(gè)絕緣子上即可。