【题目编号】MC1-1244
【题目】在 SSB 接收机的天线端口插入一段导线,导线的另一端靠近一个晶体管 LC 振荡电路去尝试接收。振荡器通电后,所收信号的音调会从低到高或从高到低持续变化。主要原因是:
【答案】A
[A]元器件通电发热使电路整体的 LC 参数不断变化,导致频率漂移
[B]晶体管正处在老化过程中。这种电路越用越稳定
[C]接收机将收到的声音回馈至电路板,为振荡器额外增添了能量
[D]射频能量不断对外辐射,致使电路的输出功率不断下降
考点速览
实验场景很具体:单边带接收机的天线口插一段导线,另一端靠近一只晶体管电感电容振荡电路,振荡器一通电,收到的信号音调就从低到高或者从高到低持续滑动。答案是元器件通电发热使电路的参数不断变化,导致频率漂移。这道题考的是谐振频率与温度的关系,以及几种相似现象怎么分辨。
谐振频率由谁决定
电感电容回路的谐振频率,等于二π乘以根号下电感量乘电容量,再取倒数。频率只跟电感量与电容量这两个量有关,跟输出功率、辐射强弱没有直接关系。频率对参数变化的敏感程度还与 Q 值有关:Q 值越高,回路储存能量与每周期损耗之比越大,同样的参数漂移引起的频率偏移就越小。石英晶体和温度补偿振荡器之所以稳,根子就在高 Q 值上。反过来,Q 值低的回路稍有一点参数变化,用耳朵就听得出来。
温度怎样改写电感与电容
通电之后元器件开始发热,温度一路爬升到热平衡为止。电感的磁芯磁导率随温度变化,线圈骨架与导线热胀冷缩,尺寸一改,电感量就跟着改。电容也一样:陶瓷介质的温度系数、极板间距、卷绕结构的松紧都会随温度漂移。晶体管结电容与极间电容同样随温度和功耗变化,而它们往往就是回路的一部分,等于直接参与了频率计算。几项因素叠加,振荡频率朝一个方向缓慢滑走。
用单边带接收机去听一个未调制的振荡信号,音调就会像口哨一样从低滑到高,或者从高滑到低,一直滑到温度稳定才停住。这就是老式可变频率振荡器要预热一段时间的原因。接收单边带信号时,接收机自身的差拍振荡器也在漂,两个漂移叠加,听起来变化更明显。
逐项辨析
选项 A 正确。发热使电感与电容的参数持续变化,谐振频率随之漂移,听感上就是音调连续单向地滑动。
选项 B 错。器件老化是另一条时间尺度上的现象,参数在几个月甚至几年里缓慢改变,不会在通电后的几秒到几分钟内制造出这种连续变调。老化的方向也不确定,「越用越稳定」的说法更解释不了温度引起的漂移。
选项 C 错。接收机把声音送回电路板为振荡器补充能量,这个机制站不住脚。声音是机械振动,能量极小,它影响的是回路的机械尺寸,而不是能量的供给。这类影响确实存在,但表现是频率的抖动或者颤动,会随敲击、移动而变化,不是通电后单调单向地滑走。
选项 D 错。射频能量向外辐射确实会带来一点损耗,但它影响的是输出幅度,辐射出去的能量占比很小,也不会随通电时间不断增大到把频率拉走。这个选项把幅度问题当成了频率问题。
微音效应与热漂移不是一回事
两种现象都会让频率动,分辨的方法看时间规律。热漂移是单向、缓慢、可重复的:每次冷机通电,频率都朝同一个方向滑,滑到热平衡为止,所以短波机器要预热,测频率要等机器热透。微音效应来自机械振动:敲一下机箱频率就抖一下,扬声器的声波打到高 Q 的回路上也会造成抖动,解决靠减振与屏蔽,而不是预热。此外还有电源电压引起的牵引效应,表现为发射瞬间或者负载变化时频率的快速跳变。三种现象的时间特征各不相同,靠听感和观察就能大致区分。
应试要点
判断顺序:单向缓慢滑动是热漂移;随敲击或音量变化是微音效应;随发射瞬间跳变是电压牵引。热漂移的根子在电感量与电容量随温度变化,对付它的办法是提高 Q 值、选用温度系数互补的元件、给振荡器加温度补偿或者恒温控制。