在一九五八年,Institute of High Fidelity(簡稱 IHF)對調頻調諧器(FM Tuner)或接收機(Receiver)的測試規格訂下 IHFM-T-100標準;經過三年後,即一九六一年商業用的調頻立體廣播開播,而在一九五八年所訂的標準並包含調頻立體調諧器或接收機的規格測試標準;一九七三年 IHF 有起草了新的「調諧器或接收機規格測試標準方案,到一九七五年 IHF 和 EIA(Electronic Industries Association), IEEE(Institute of Electrical and Electronic Enginners)等共同公佈了調頻調諧器或接收機新的規格測試標準,期新標準為 IHF-T-200及 IEEE 的 STD-185-1975;新規格測試標準手冊厚達35頁,本文只將對新標準的不同做個說明,同時對新的規格測試標準作詳細說明,最後把調諧器或接收機的好壞用心的規格測試標準加以區分,以讓讀者對調諧器或接收機的選購有所幫助。
一部調頻調諧器或接收機的說明書上,究竟需要多少詳細的規格呢?.一般來說應要有如表一中所列的十項,如果要更詳細的話,那就要包括表二中的八項,在這十八項中,有十四項規格是用來說明接收單聲的情況,對接收立體聲有十項規格,這些規格中只有單聲接收中的八項仍是舊的標準,有三項修改過,有三個項目是新的標準;而接收立體聲的十項全是新標準。
新標準與舊標準最大不同是在所用的單位,以往表示調諧器或接收機所用的信號大小試用uV(微伏)而新標準用dBf;uV是電壓大小的單位,1uV等於10⁻⁶伏特,dBf是參考於一個Femto watt, Femto watt是功率的單位,等於10⁻¹⁵瓦特(watt);對調諧器或接收機來講uV是個很含糊不清的單位,因調諧器或接收機的天線輸入阻抗有的是300歐姆,也有75歐姆,而在一般廠商的說明書上所稱的靈敏度(Sensitivity)有多少uV,並未指明是在天線阻抗為多少的情況下,例如在同一地點有兩部調諧器,一部天線的阻抗為300歐姆,另一部有75歐姆的天線阻抗;由公視P=E²/Z來計算,公式中Z為天線兩端的輸入阻抗,E為天線兩端所感應的信號電壓,P為調頻廣播電台所發射出來的功率經由天空傳播到達調諧器天線時的功率,則300歐姆的天線阻抗為P=E1²/300,75歐姆為P=E2²/75,因在同一地點所以P都相等,故E1²/300=E2²/75,可見阻抗75歐姆的調諧器的靈敏度比300歐姆的調諧器好二倍。所以新標準為了消除這含糊不清的定義,而改用接到的功率做標準,在公式中,若用P表示的話,那就不必考慮Z的值。一般uV換成dBf只按下列公式計算即可:
表三為uV與dBf摘要的互換表。
舊標準中的 IHF 靈敏度(IHF Sensitivity)是把400Hz的音頻信號調制(Modulation)在RF信號,然後送至調諧器的天線,在調諧器的輸出端接上一個適合400Hz的消去濾波器(Null Filter),再接至測試儀器上,衰減天線端輸入的信號,直至消去濾波器的兩端有30dB的差別時,量出天線兩端的電壓即為「IHF靈敏度」或「最少有用的IHF靈敏度(Least Usable IHF Sensitivity)」,
圖一中的 IHF 靈敏度為11.2dBf(2uV);目前廠商把他們的產品公佈的 IHF 靈敏度值愈來愈少,有的11.2dBf(2uV)、10.77dBf(1.9uV)或10.3dBf(1.8uV),一般購買者對於這麼低的規格直很難去分別到底哪個好哪個壞;若以信號雜音比為30dB,3%的諧波失真(Harmonic Distortion)的標準對今日Hi-Fi者來講是不可能滿足的;所以新標準用二種規格來補助說明 IHF 靈敏度的不足,使調諧器的靈敏度標準更嚴格。這兩種規格中一為信號雜音比在50dB時的靈敏度(50dB Quieting Sensitivity),把信號雜音比提高至另一標準,以目前來講50dB的信號雜音比是令人滿足的,若以圖一來講,其S/N之比為50dB的靈敏度為19.17dBf(5uV);另一為當調諧器或接收機所接收到的信號功率強度為56dBf(977uV)時的S/N之比贏為多少;有了這兩種規格說明,就使購買者更能分辨出調諧器或接收機好壞的區別;
在圖二中說明同時有兩部調諧器,都有很好而且相同的 IHF 靈敏度9.8dBf(1.7uV),但在50dBf的S/N比時的靈敏度時,B為14.74dBf(3uV),而A卻為22.09dBf(10uV),可見B比A好得多。
在新標準裡並沒把殘留失真(Residual Distortion)殘留雜音(Residual Noise)混合在一起,所以在測試時必須分開說明;接收信號功率強度在50dB的S/N比時的靈敏度和在65dBf(977uV)時的諧波失真,在說明書上必須表示出來,例如圖三中19.17dBf(5uV)時,整個諧波失真為1.2%,而在65dBf(5uV)時為0.4%。
在測試第三次諧波失真(THD)一般廠商都只用單一頻率1KHz,新標準規定用100Hz、1KHz和6KHz三個頻率所測得的結果用數值或曲線表示出來,在表示時分別記錄在接收信號功率強度S/N比為50dB時的靈敏度和65dBf時的THD曲線,例如在圖四中曲線分別表示在接收單聲時19.17dBf(5uV)輸入和45.19dBf(100uV)輸入時的THD情況。
捕獲率(Capture Ratio)的測試方法B和舊標準一樣,只有接收信號功率強度在45.19dBf(100uV)和65dBf(977uV)時所測得相同的結果公開而已。
相鄰頻道選擇性(Adjacent Channel Selectivity); 在舊標準裡只需表明相隔頻道選擇性(Alternate Channel Selectivity)即可,但在目前由於調頻電台增加了許多,為了要保證調諧器或接收機不論接收近的電台(強的接收信號功率強度)或遠的電台(弱的接收信號功率強度)都有很好的選擇性。在調頻廣播的頻帶是從88MHz至108MHz,共有20MHz的廣播頻寬,在這頻帶寬度裡能容納100個調頻廣播電台,則每個電台所佔的頻道寬度為200KHz;但一般調頻廣播電台所廣播的頻寬為±75KHz,即150KHz;在理想來講,我們所用的調諧器或接收機也要有±75KHz(150KHz)的接收特性,
如圖五中的曲線,所接收的信號與相鄰頻道衰減達120dB以上;事實上我們一般用的調諧器或接收機很難達到這種理想,因為調諧器或接收機中的通帶濾波器要設計得很理想是相當困難,這也就是中間頻率(IF)的設計問題;在圖六中曲線是個實例,
由圖中可看出所要接收的頻道對兩個相鄰頻道±200KHz的排斥只有20dB,而對兩個相隔頻道±400KHz的排斥為90dB。在新標準裡把相鄰頻道的選擇性和相隔頻道的選擇性同時要公開說明特性。
調幅抑制(AM Suppression): 在調頻調諧器或接收機能排斥調幅(AM)的RF信號的能力;新標準與舊標準的測試方法相同,唯一不同就標準是以RF的功率信號強度在45.19dBf(100uV)時所測的值,而新標準必須把在S/N之比為50dB的靈敏度時的功率信號強度值與45.19dBf(100uV)時的值同時公開說明。
在舊標準中無接收立體聲的規格測試標準說明,過去幾年中,許多的廠商已把接收立體聲的規格放在他們的說明書裡;依目前的技術來講,接收立體聲的規格與接收單聲的規格有很大的差別,以S/N之比來講就是一個很顯明的例子;只要是在立體廣播時需要較寬的頻帶,寬頻帶廣播很容易被干擾到。以下所要說明的是新標準中接收立體時調諧器或接收機的測試規格標準。
接收立體聲時的「最少有用的靈敏度」與接收單聲時相同的測試,但為了不使殘留載波信號(19KHz)與殘留雜音或殘留失真的讀數混在一起,必須在調諧器的輸出和測試儀器的輸入間加上通帶濾波器(Bandpass Filter);
若測得的曲線如圖七時為22.09dBf(7uV)。同樣的「S/N之比在50dB時的靈敏度」與「在S/N之比為50dB時的整個諧波失真」也必須測試並且公開說明,其曲線如圖八,從圖七和圖八中可見接收立體聲時的靈敏度和諧波失真比接收單聲時為高。
接收立體聲的THD測試也必須在接收信號功率「50dB Quieting」和65dBf的情況下,測100Hz、1KHz和6KHz的THD頻率響應仍和舊標準一樣,但在說明書上應分別說明接收立體聲和接收單聲時應為±?dB。
一般廠商在公佈他們的調諧器或接收機在接收立體聲時的分離度都用頻率在1KHz時有多少dB的分離度,但在新標準裡規定測試分離度必須用100Hz、1KHz和10KHz三個頻率,或是如圖九完整的分離度曲線圖,在此情況下100Hz為25dB,1KHz為40dB,而在10KHz時只有22dB。
調諧器或接收機在接收立體聲時,排斥立體聲的副載波19KHz的能力是很重要的,主要原因在調諧器或接收機輸出中如含有19KHz的成分在,納京電壓放大和功率放大後送至喇叭傳至耳裡,就有如錄音帶重播時的嘶聲(Hiss),所以唱商必須公佈調諧器或接收機對副載波(Subcarrier)信號排斥的能力有多少dB。
SCA排斥的能力,此67KHz是調頻廣播時,由廣播室內至發射台間所傳送調變載波的頻率。以上簡單地說明了調諧器和接收機新舊標準的不同,對這些說明書上規格標準有相當了解後,那麼要選購調諧器或接收機就很方便了;表四中(蘇桑註: 原文章中並未附表四),把調諧器和接收機的好壞分三等級,即普通貨,中級貨和高級貨[ II ],把各種規格的數值用新的單位和舊單位同時表示出來,此表的使用方法為從各種雜誌上的測試報告或廠商所提供的 資料數據中,與表四做一比較,即可分別是普通貨,中級貨還是高級貨,在參考價格和自己的能力所能負擔的情況下加以選擇。
轉載音響技術第4期APR. 1976 調諧氣和接收機的最新測試標準/吳吉源
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