相信很多同好都有這種經驗──有部分的調頻收音機能夠收聽到電視台的聲頻訊號!
一般市面出售的調頻收音機是採用美式頻道,其頻率範圍為88~108MHz,而目前國內的FM廣播電台都集中在100~108MHz這一段的高頻範圍內。100MHz以下照理說是收不到麼訊號的。可是有部分的收音機在100MHz以下,照樣可收到一些「奇奇怪怪」的電台。有電視台的廣播,有呼叫聲,也有一些雜音(不同於FM本身存在的那種沙沙聲),熱鬧的很呢!
如果您是住在台北附近的話,每當電視台開播之後,有些FM收音機在90MHz附近,會收到中視的聲音訊號,在96MHz附近會收到華視的訊號,聲音含含糊糊的並不很清楚。可是也有一些號稱「超高感度」(待考?)的收音機卻收聽的非常清楚。除此之外,在96MHz附近,還有一個美軍電台,其廣播內容和在AM波段1560KHz的那個美軍電台廣播內容完全相同。
關於這個90MHz附近的美軍電台,有許多性能非常好的收音機都能收到,可能不是諧波,筆者一直搞不懂它是在那裡發射的或是怎麼進來的?如果哪位「道友」知道的話,是否可以寫篇文章敘述一番,則感激之至(編者註:此係美軍台利用這個頻道做AM轉播之用,正如同軍中台未開播FM之前即利用FM作中繼一樣)。至於兩個電視台的聲頻訊號是否應該收到呢?能夠收到是否表示接收機的「性能優異」實在大有疑問。這些FM收音機為什麼會收聽到電視的音頻訊號呢?讓我們來研究一下。
在台北附近能夠看到的三家電視台,他們的聲音載波頻率(SC)分別是: 台視179.75MHz,中視191.75MHz和華視的203.75MHz,而FM接收機的頻率是88~108MHz,這兩種不同的頻率雖然都是以「調頻」的方式調制的,但是頻率相差很遠,可謂牛頭不對馬嘴,應該是「老死不相往來」的。今天FM的接收機竟然能夠「收聽」電視,豈非怪事,那麼他們之間的關係是怎麼扯上去的呢?且先從接收機的「性能檢討」談起。
平常工廠中的生產線,在調整站的末端皆有品管單位,對接收機來說,會做下列的特性測試:
1. 頻率範圍測試及刻度盤精確度測試。
2. 感度測試及S/N測試。
3. 失真度測試。
4. 限幅能力測試。(-3dB Limiting Sens.)
5. 中頻拒斥比測試(IF Rejection)。
6. 假像頻率拒斥比測試(Image Rejection)。
7. 輸出Level,消耗電流......等的測量。
若有MPX的機器,還加測更多的項目:
8. 分離度測量。
9. 19KHz和38KHz副載波意志力的測試......
其測試的順序前後可能不同,凡是不合格的應該退修至合格為止。測試的項目愈多,就表示品管愈嚴密,產品的水準自然也愈高。(當然,如果他定的合格標準不高的話那又另作別論啦!)
不過有些特性,如Capture Ratio、Spurious Rejection、反發射能力的測試......等,有的是因測試比較花時間,有的則是限於設備,一般品管多半不予測試,那麼這些特性的好壞,就由研究、設計的人員來負起測試比較及改善的責任了。像前面所述的那種現象──不該收到的訊號竟然能夠收到,就有可能是Image Rej. 或是Spurious Rej.不足之故。現在TV的載波頻率和FM相差太遠,倒不是Image Rej.不足的問題,而是Spurious Rej.的問題。所以,現在就以Spurious Rej.來討論。
Spurious Rejection有人稱它作輻射混附排斥比、混調變排斥比或是混附率排斥比。現在我姑且以「混附率排斥比」名之。
「混附率」這個辭真是譯的唯妙唯肖,依字面您可想像成「如影附身」,「鬼魂附身」......等。如果FM接收機能夠收到電視訊號,就是表示「有鬼」跑進來啦!那它到底是怎麼跑進來的呢?
茲以90MHz附近能夠收到中視為例說明,請參考圖一。
當接收機可變電容器置於90MHz附近的接收位置,希望信號F1為90MHz,本地振盪級就應產生(F2)100.7MHz的振盪頻率進入混波級之中。以達成10.7MHz的差頻輸出,這是超外差式的基本原理。
如果本地震盪的輸出波形,不是理想的正弦波,而是變了形狀的波形,依照數學上Fourier Series的分析,它就是由多次諧波所組成的,除F2是主波之外,還包括了2F2、3F2、4F2、5F2......等高次諧波了。現以2次諧波而論,就是201.4MHz,如果不幸RF放大級的選擇能力也不太高明,不該跑進來的F3(中視的聲頻載波191.75MHz)也被選入,比較F3和2F2(201.4-191.75=9.65MHz)和10.7MHz相近,又造成10.7MHz的差頻,一樣被放大,所以就能收到中視的聲頻訊號了。
在知道這種關係之後,我們可以倒算回去:
[(191.75+10.7)÷2]-10.7=90.525MHz
剛才筆者是以解釋方便而暫用90MHz舉例,現在依計算得知,「問題機」應該是在FM的90.525MHz附近收到中視的聲頻訊號的。
同理,可以推算出在96.525MHz附近「可能」會收到華視。這時F1為96.525MHz,則F3變成了203.75MHz了。
96.525+10.7=107.225MHz(Fosc,即F2)
振盪頻率的二次諧波是: 2F2=214.45MHz
2F2-F3 214.45-203.75=10.7MHz
恰巧也是10.7MHz
超外差式的接收機,其IF級只針對10.7MHz放大,因此,不論您這個10.7MHz是怎麼來的,只要有差頻輸出,IF級都一視同仁的放大。於是在這種情形下,中視、華視、呼叫聲......都一起被收到了。真可說是「風聲、雨聲、讀書聲、聲聲入耳」啦!
因此,您會發現,如果FM接收機會收到電視聲頻訊號並不是表示「性能優異,超高感度」,而是表示「混附率」的排斥能力不好。暴露出(1)本地振盪級的振盪波形含有高次諧波。(2)RF放大級的選擇能力不太高明,不是它應該接收的信號也讓它進來了。
這情形猶如一個不盡職的警衛一樣,「識別證」沒看清楚就放他一馬,誤打誤撞地就能收「聽」電視,如果您不認為這是缺點,其樂融融,能「一機兩用」倒也不壞的。
但是,筆者要追述一句: 並不是說FM收音機就一定不能收聽電視的聲頻訊號,「收到了就表示不正常」。事實上,有些多波段的收音機,除了常用的AM、FM、SW之外,還另有TV的頻道,其接收頻率可能從174~232MHz或是更高,如果像這種附有VHF波段的收音機,能夠收「聽」電視乃是理所當然的事,我以上所說的因「混附率排斥力」不好而收到電視訊號的,並不是指這種有TV(或VHF)波段的收音機,請注意分辨,不能一概而論的。
相信許多「道友」一定在電器行看到下列的廣告招貼:
「超高感度,保證能收聽台視、中視、華視!」
「性能優異,特價品大優待,保證......」
當您看到這些廣告時,請您先不要被這些廣告所誘惑,看清楚他所標榜的是什麼樣的產品再說。如果確實含有TV頻道的,能收「聽」電視是應該的,不能收聽反而是不正常了!但是如果只有普通FM範圍的88~108MHz而已,那麼這種標榜實在沒有什麼意義。徒然暴露這台收音機的特性不太高明,派駐本機的「張天師」(傳說中的捉「鬼」專家)道行不高,捉「鬼」]的能力不強,願知者一笑!
(至於收聽台視?那請注意一點: 能夠收聽的愈多,表示Spurious Rej的能力愈差!還有,用上述方法計算,Spurious Rej不好的收音機,應該在84.525附近收到台視,已經遠低於FM波段的最低頻率88MHz,怎麼算也算不攏,恐怕還要將電視的IF→4.5MHz一併計算進去吧?原諒筆者算術不及格,歡迎讀者一同來做「加減乘除」的遊戲,並請告訴我,您是怎麼算出來的?)
因此,當您以後在聽到有人稱讚他的收音機能收「聽」電視時,不知您的反應如何?您不會再認為它是「超高感度」了吧?
如果「不幸」您現有的收音機,其調頻頻道能夠收到電視聲頻訊號的話,我想也用不著煩惱。奉勸讀者千萬不要自尋煩惱的想「改善」它。因為Spurious Rej的改善也不是很簡單的事。至少不會簡單道能夠用「徒手」就能修正!
事情皆是一體兩面的,就看您是站在哪一面說話;商人們會以「能收聽電視」為號召來賺錢,您也不妨當作是「額外的功用」來自娛,不也是很好的嗎?
（後記: 自從上次祭出「如何修改日本頻道」後,蒙唐老編垂青,囑余再寫此篇,並提示諧波差頻要點,經精密實驗果與推論相符,乃不揣簡陋再度提筆,文中如有錯誤,敬請各方高手不吝指正。並謝謝唐老編給我的鼓勵及指導。)
轉載音響技術第32期 AUG. 1978 為什麼調頻機會收到電視聲?/王海慶
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