二次变频和像频干扰

当接收机使用磁场性天线如磁棒天线和框状天线时，为了测试方便，改用场强计量灵敏度，于是公式变成

h_e是天线的等效高度。磁性天线的等效高度是

其中 k是与线圈长度和位置有关的参数，f是频率，S 线圈截面积，N是线圈圈数，μ_CT是磁棒的轴心导磁率。

框型天线的有效高度是

h_ec=k·f·S·N

可见应用磁场性天线时，提高灵敏度除了减小天线等效电阻和降低噪声系数外还应尽可能提高天线的等效高度。因为在磁场性天线中天线和线圈合为一体，还应该从输入回路入手，减少LC回路的插入损耗，天线与输入回路的匹配等等。用这些方法才能设计出高灵敏度的机器，这在一次变频和二次变频的机器上都是适用的，而与变频次数无关。上世纪八十年代，超动态宽频响电路的发明人之一的曹锦馨老师，曾为边疆部队设计过一个一次变频的小型便携式中、短波收音机春雷3P5，它的20分贝灵敏度指标如下：

中波：0.06 mV/m  (200mm MX 磁棒)
短1：0.03～0.04 mV/m      (3.9～8.5MHz, 45mm NX40 磁棒+ 600 cm² 方框)
短2：0.022～0.035 mV/m　  (8.5～18MHz, 高Q线圈＋600 cm² 方框)
  2.2～3μV            (8.5～18MHz, 85cm 拉杆)
动态范围：不小于500 mV/m
单信号选择性：55～60 dB

这是一台比超动态宽频响廉价的优秀机器，虽然动态和频响不如前者，但灵敏度极高，结构极其简单，它的灵敏度指标不但使当时的军机和专业通讯机汗颜，即使现代的DSP接收机也甘拜下风。遗憾的是当年主管当局认为3P5偷听敌台太清楚了，没有批准生产。

7、二次变频与选择性的误区

认为二次变频能提高选择性的理由是它具有更多的选频回路，所以选择性好。严格地讲这种说法也是错误的。图3是描述超外差收音机选择性的唢呐模型。从模型看出，通频带最窄的位置是让有用信号通过，通频带较宽的位置是阻止邻频信号通过。为满足第一个功能，可以增加选频回路的数量，因为总选择性等于每个LC回路选择性值的分贝之和。

从表面上看，二次变频有较多的LC回路，但依靠LC数量提高的选择性只表明了对有用信号偏移中心频率的衰减能力，称单信号选择性，符合模型的第一功能。因为在收听广播时每个频道都可能有信号存在，我们不但要求处于通带中心的接收信号要清晰可闻，而且还要求偏离中心±9KHz或±10KHz的邻频信号不能与接收信号产生差拍啸叫，这是模型的第二个功能，而且是衡量选择性好坏的关键功能。于是在接收机指标中又定义了双信号选择性，用以衡量邻频对中心频率的互调程度。只有单信号选择性和双信号选择性都好的机器才能收台清楚，同时抑制邻频干扰的能力也强。

无论在一次和多次变频的接收机中，提高双信号选择性都是要设法减小混频电路之前的非线性，这比提高单信号选择性要困难得多。八十年生产的特级收音机红灯738，实测单信号选择性是60分贝，双信号选择性只有46分贝，这是做得好的实例；上无三厂的春雷3T9样机在测试中竟出现单信号选择性55分贝，双信号选择性只有3分贝的极端情况。在短波接收机中，无论采用一次或多次变频，双信号选择性一般至少比单信号选择性低12分贝，这4倍之差也是全世界短波机设计者艰难攀登的高峰。

图3、通频带的唢呐模型

8、二次变频的另类用途

今天，二次变频也是其它一些新技术的应用平台，在有些情况下，一种先进的技术只能在某一特定频率段上才能实现时，二次变频就变成了一个桥梁。在FM广播中，信噪比与频偏成正比，于是在高档FM调谐器中，把FM中频3倍频，偏频提高到3倍，不费吹灰之力信噪比就提高10分贝。当频偏大幅度增加后，原来常用的相位鉴频器和比例鉴频器没有这这么宽的线性范围，就必须采用直线鉴频特性的脉冲计数鉴频器。但是这种鉴频器的工作频率一般在3MHz以下，于是采用二次变频把高中频变成低中频，而频偏并没有改变，使脉冲鉴频器的优势得以发挥。例如，Technics ST-G7调谐器就是这样做的。

还记得那台NRD-545吗？它采用了三次变频技术，中放之后的信号用DSP处理，这就必须用一个带通Σ-Δ模数转换器把中频信号量化，而在1998年之前世界上还没有研究出这种ADC，市面上只有低通Σ-Δ模数转换器，于是采用三次变频把455KHz的二中频变成20.22KHz的三中频，就能用低通ADC把三中频量化。在这里三次变频成了数字处理的桥梁。类似的例子很多，二次变频的众多用途，使它的踪影在现代短波接收机中随处可觅。

9、抑制像频干扰的其它技术

在短波接收机历史上，除了二次变频技术外，我们的前辈们还想出其它方法抑制像频干扰，其中最著名的有可变中频和像频跟踪技术。