一个高人的设计

quanzx

一个高人的设计 [复制链接]

 

前几天，在浏览无线电世界网站时，看到了这个电路图。他不是按常规设计的，所以看起来很怪异。理解起来也很费劲。想了几天领悟到了一点，这位大师是一位真正吃透了模拟电路的高手。在七十年代的国产半导体器材的条件制约下，这个电路的灵敏度可以达到三十多微伏，但是在当时的历史条件下因为灵敏度太高而无法问世。
拿出这个电路的目的，是想和大家一起研究，提高我们的理论基础。看看谁能达到这样出神入化的程度，顺便说一下这位大师有一个“怪人”的外号。

西门

这张图在20年前我也有的,再次见到,倍感亲切.

quanzx

西门老师有关他的一些资料还能找到吗？

辛昕

上百度，能找到蛮多的资料。
一看，惊呆了！太牛了！
不知道这样的天才今天还有多少？有这样的天才，就不信我们超不过西方人和日本人。

dengjieee

只能用三个字来概括：我的神~~~~啊

dengjieee

还要加三个字的话：看不懂，那位高手了否解释一下啊。。。

随适

竟然是高手就要赞一下，不过看不懂

a1z26

西门，20年前？

zjzzyw

  我老公说太牛了

quanzx

这个图纸当年在工厂里也被当做怪物，因为这个不按常规设计出来的收音机，实在是不可理解。但是这张图纸确实反映出设计者的水平委实了得。
就拿检波电路来说，一般的设计都是一个中频变压器里两个线圈。次级的圈数很少，目的是减小二极管检波电路对前级的影响。但是这个机器里的检波电路是直接接到第二级中频放大器的高电位，集电极上。
大家知道二极管要导通是有条件的，就是输入电压大于二极管的死区电压。而在这个电路里，二极管是工作在线性区里，从而保证了检波后的音频输出的质量得到了切实的保证。

[ 本帖最后由 quanzx 于 2009-9-17 23:05 编辑 ]

yang_xian521

模电啊，高深莫测，向各位前辈致敬

仙猫

　
　检波原理是一样的吧？不同的是：一般做法是从中周次级接二极管检波，这个电路里用的中周是自耦式的，从集电极到有个抽头接外壳（地）之间的圈数应该很少，相当于普通中周的次级。
　检波二极管2AP9并非总工作在线性区，相对于接地的抽头，集电极电位也是交流的。

　附图是网上搜到春雷牌3P2收音鸡的检波电路（通常的做法）。
　

simonprince

弄下来研究下，相信对自己会有不少收获

quanzx

看来是我没有表达清楚，3P5与众不同之一就是检波电路。您可以比较一下3P2和3P5检波电路的不同之处。3P2的电路是属于常规或者说是“正统”的，为了保证Q值，次级的圈数是初级圈数的几分之一。在弱信号下为了让二极管有个良好的表现，许多产品在设计时给二极管加偏置电压，由此带来许多顽症。3P5标新立异的将2AP9接到二中放的集电极上，巧妙地解决了一直困扰收音机电路设计的一个难题。接力式的自动增益控制是3P5的又一特点。不知您看到了没有。

仙猫

　丝毫没有贬低这个奇特电路的意思，只是俺也确实没看出除互耦和自耦外，它和“典型的”检波电路有何不同之处。
　传统电路的中周次级一端接地，另一端接二极管阴极；在这个电路里中周的抽头接地，集电极（直流上就是地电位）接二极管阴极，结果是一样的。
　AGC的本质就是引出音频信号，经一个大大的低通滤波器后负反馈给增益控制，接不接力都不会影响这个控制原理的本质。俺更关心的是，既然说这个电路的灵敏度特别高，关键是在哪里，检波和AGC都不是提高灵敏度的手段。
　俺注意到这个电路用了稳压偏置（4个2DS1二极管），原因是高频部分采用了硅管，而硅管对电源电压下降特别敏感，如不处理的话新电池听1小时收音机就不响了。但不太明白的是前置低放也是硅管，为什么没用稳压偏置。

到处看看

春雷3P5的故事3P5的故事
一九七四年春，曹锦馨大师刚刚恢复工作，被分到上无三厂技术科总装车间搞技术指导。之前，他是714厂的军代表兼厂长，负责56式 军机的生产和检验，因思想右倾被关了多年。大师是忧国忧民之人，在厂里人缘很好。他一到总装车间，立即进行调查研究。当时，文革已进行了八年，人民的物质 生活极其困难，文化生活也很贫乏。收音机在当时是高档消费品，也是人们获得外界信息和娱乐的唯一工具。但是收音机太贵了，老百姓买不起。曹大师提出用三级 机的成本设计一个指标超过一级机的便携机，使广大劳动人民用上好收音机，也使远离内地的边疆战士能收到中央台的广播。目标制定以后，曹大师用卫星1000作参考样机，力争把中波灵敏度做到 0.1mV/m ，短波做到10微 伏以内。试制组分成短波高频，中波高频，中频和低频四个组，实际上每个组只有一个人。曹大师负责短波高频，开始大家齐心协力连做了四版，均以失败告终，到 了第五版指标才勉强达到部标二级机的水平，大家非常高兴，大师却不以为然。因为这不是他的目标，他的目标是超过一级机。然而，进一步做下去在技术和材料上 遇到了很大的困难，进展很慢，大家认为大师的要求太过分了，没有信心继续做下去，几个人陆续去作别的事情了，最后只有大师一个人坚持在做。
　　他先从提高磁性天线的有效高度入手，改进线圈的绕法、天线与线圈的耦合以及输入与低噪声高放的耦合方法，用200毫米的磁棒做到了0.05～0.06mV/m的中波灵敏度。在短波1（3.9～8.5MHz）用45毫米的磁棒配合框型天线做到了0.03～0.04mV/m的灵敏度。在短波2（8.5～18MHz），线圈的电感量小于2微亨，用磁棒已没有任何优势，他改用高Q线圈配合600平方厘米的框型天线（兼作提手），达到了0.022～0.035 mV/m的灵敏度。终于灵敏度指标全面超过一级机水平，高Q值的输入回路也带来了一次变频达到了30分贝的短波像频抑制比的好成绩。
　　接着去攻关中频。为了降低成本，大师决定用五只中周达到55分贝选择性，这就要求每只中周的Q值必须达到150以上。理论上讲采用导磁率更高的磁芯和更粗的导线绕线圈就可以解决问题，这在当时均不现实，大师只好自己设计中周。当他把图纸拿到专门生产线圈的上无二十八厂时，厂长看了设计后说，用普通材料这是不可能做到的，还拿出德国、日本的12×12的中周给曹大师看。说人家用特殊磁芯、大体积、粗无氧铜线才达到150，每只中周的价钱是25元。而国内10×10中周当时价钱是6角。二十八厂的一位女技术员在一旁看了图纸后说她试试看，结果按曹大师的设计，Q值达到了160，完全满足了要求。于是用5只10×10的中周，选择性做到了到57～62分贝，这些中周也为日后的超动态宽频响收音机的设计奠定了基础。
　　3P5解决了灵敏度和选择性问题后试制就算成功了，大师身边的朋友们很高兴。但大师一想起穷人在旧电池上钻孔灌盐水延长使用时间的情形，心里就高兴不起来了。他认为常规的变压器耦合式功放压降特性差、输出功率低、失真度大。他想在4.5V电压下输出1瓦的功率，失真度小于1％，电压降低到3伏也能工作。于是他又试成功一种交叉并联推挽放大器，这个电路不要求功率管的β配对，在极端情况下，如β相差10倍，失真度仍小于5％，配对良好时失真度是0.12％，3分贝频响12.5～15000Hz, 用16欧姆扬声器输出功率是722毫瓦。采用稳压恒流偏置后降压性能非常好，能使电池寿命延长18％。这个电路首先被介绍到北京无线电厂，用在牡丹牌收音机上。后来又被技术期刊广泛介绍，在三厂大家称之为曹氏功放。
　　一九七五年在北京电子工业展览会上二台春雷3P5样机首次亮相。总参的一位将军看到后，就不经意地让警卫员拿来听听。他是一位广播爱好者，拥有众多飞利浦和根德的短波机，只因体积太大，外出时警卫员一手提一个，实在太累。他接过3P5习惯地打开短波一听，马上愣住了！大白天在大厅里怎么能听到如此清晰的短波呢？他又重新确认了一下确实是短波信号时，就盛赞这台小小的3P5远远超过他拥有的所有进口机。展会结束那天，他和警卫员早早等在那里，闭馆时他把参展的样机拿去了。
　　曹老师在展会后希望3P5能早日投产，但遭到了来自各方的阻力。技术人员认为这是台不可思议的怪机器；厂长认为这个便宜而性能优异机器会冲击正在热销的3P2，一年里让他换了三次机壳就是不让上线。总工周恕是一位正直又有事业心的女专家，她和北京的邱绪环是我国当时电子行业仅有的二位女高级工程师。她想帮大师一把，决定自己先作一个听音评价，再向局里申请早日投产。于是她拿了一台样机晚上在家里去试听，她吃惊地发现3P5接收海外短波象本地广播一样清楚，甚至中波能轻松地收到VOA设在菲律宾的电台。周总由于早年留学国外，回国后深受海外关系之害，她潜意识的敏感心理使她意识到问题的严重性。一星期后一天早晨一上班，她就直奔到大师的屏蔽室，对他悄悄地说：
　　“你要死了！你要当心啊！”
　　“出什么事了？”
　　“小心公安局找你。”
　　“找我干什么？”
　　“干什么？你的这机器偷听敌台可是清清爽爽的。”
　　大师顿时无言可说。刚刚才从那边放出来，不能为了3P5再进去吧。于是他收拾好图纸和拆了另一台样机，再也不提投产的事了。从此春雷3P5的名字就从三厂销声匿迹了。
　　几年以后，将军的3P5耳机插座接触不良，借到上海开会之机，派警卫员到三厂修理。接待他的师傅接过收音机左看右看，感到很奇怪，厂里从来没生产过3P5 啊！这时一位总装车间的老师傅过来看了看说：“这不是那怪人的怪机器吗？请老曹出来。” 曹老师把机器修好递给警卫员时，警卫员悄悄地问：
　　“首长问厂里生产了多少台3P5？”
　　“一台也没有生产过，以后也不会再生产了。”
　　警卫员会心地笑了笑，拿着3P5高兴地走了。
　　直至今天，大师也不知道这位将军的是谁，但我非常羡慕他拥有世界上唯一的春雷3P5收音机。

richiefang

初中的时候在家翻出的旧书里面有。也是无线电技术一类的。

jxb01033016

看不懂,我晕倒了

jxb01033016

都是电子管的,年代久远,都快失传了.

quanzx

当时的中周Q值在70-110之间，但是这个电路里的中周的Q值在150以上。仙猫兄说看不出这个电路的突出之处，是不是忽略了一点。二中放是3AG1，而2AP9就接到了3AG1的集电极上。这样就无所谓什么二极管的偏置了，这种接法我认为就是让二极管处在高电位上，也就是二极管的线性工作区。如果我的看法是对的话，可以说二极管是工作在接近理想状态下。在矿石收音机论坛我看到一张图片，也许是曹大师的笔迹，-3DB时3P5的频响范围是15.5-15000赫兹，而3P2在同样的条件下是：100-5800赫兹。如果不是检波电路的差异，那还会是什么呢？