TinySA频谱仪在收音机维修中的应用初探（三）

叶叶黄

5. 典型故障诊断与维修实例
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1 Y& v. }7 I2 s) `5.1 复杂本振电路故障诊断案例

在一次典型的收音机维修案例中，一台飞利浦 AQ5160 收录机出现了AM 和SW波段无声的故障，而FM波段工作正常。初步检查发现，该机使用 TEA5711T数字调谐芯片，在之前的维修过程中因表笔误碰导致芯片烧毁，更换新芯片后AM和SW波段仍无法正常工作。

使用TinySA频谱仪进行深入检测，首先检查AM波段的本振信号。将收音机调谐到702kHz电台位置（理论本振频率应为 702kHz+455kHz=1157kHz），使用TinySA设置为低输入模式，中心频率1157kHz，分辨率带宽3kHz或 30kHz。通过感应探头靠近振荡线圈，发现频谱仪上没有出现预期的 1157kHz本振信号，说明本振电路确实存在故障。
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8 @! u, h& B  Z9 R% @4 C6 k进一步检查发现，AM中频变压器（中周）内部的瓷管电容发黑失效，容量严重变小。同时，波段转换开关内部触点发黑生锈，导致接触不良。更换中周内部的180pF C0G贴片电容，并清理打磨波段开关触点后，再次使用 TinySA检测本振信号，这次在1157kHz位置出现了清晰的信号峰值，但信号幅度偏低且有轻微抖动。
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通过分析频谱图，判断可能是振荡线圈磁芯位置偏移导致。使用无感螺丝刀小心调整振荡线圈磁芯，观察TinySA上的本振信号幅度变化，当调整到某一位置时信号幅度达到最大且稳定性改善。随后进行频率覆盖校准，将收音机调谐到低端530kHz位置，测量本振频率应为985kHz，实测为982kHz，存在3kHz偏差。通过微调振荡线圈的电感，使本振频率精确到985kHz。同样方法调整高端1605kHz位置，使本振频率为2060kHz。

2 H4 d; X# L5 E/ O7 \+ h4 D最后进行统调，使用TinySA的信号发生功能产生600kHz、1000kHz、1500kHz的标准AM信号，依次注入天线输入端，通过调整天线线圈在磁棒上的位置和补偿电容，使各个频率点的输出信号幅度达到最大。经过全面调试后，AM和SW波段恢复正常接收，声音清晰且灵敏度良好。

5.2 中频电路调试优化案例
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一台德生BCL-3000收音机出现中频偏移故障，表现为接收电台时声音小、噪声大，特别是在弱信号区域几乎无法正常收听。初步判断是中频变压器失调导致中频信号增益下降。
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使用TinySA进行中频调试，首先使用其信号发生功能产生465kHz 标准中频信号，通过电容耦合方式注入到中频电路的输入端。将TinySA设置为频谱分析模式，中心频率465kHz，频率跨度100kHz，分辨率带宽30kHz。在中频电路的输出端检测信号，发现输出幅度比正常情况低约20dB，说明中频增益严重不足。
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该收音机采用三级中频放大电路，使用TinySA逐级检测各级的增益。在第一级中放输入注入465kHz信号，输出端检测到信号幅度增加约15dB，说明第一级工作正常。在第二级中放输入检测到信号幅度为 - 45dBm，输出端为 - 40dBm，增益仅为5dB，明显偏低。正常情况下第二级中放应有20-30dB的增益。
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检查第二级中放电路，发现中周T2的磁芯位置明显偏移。使用无感螺丝刀调整T2磁芯，同时观察TinySA上的信号幅度变化。当调整到某一位置时，第二级输出信号幅度达到 - 25dBm，增益恢复到20dB。继续检测第三级中放，输入信号为 - 25dBm，输出信号为 - 5dBm，增益为20dB，工作正常。
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, C: I9 \! _. P& Q" F. H4 a# L% f随后进行中频频率特性测试，使用TinySA的扫频功能从400kHz 到 530kHz扫描，观察整个中频通带的频率响应。发现通带中心频率偏移到 470kHz，带宽变窄。通过调整各个中周的磁芯，使通带中心频率回到 465kHz，3dB带宽达到8kHz左右，符合 AM 中频滤波器的设计要求。调整过程中需要反复测试，确保各个中周的调整相互协调。

' d6 Z7 U( W/ _+ J% P( y最后进行整机性能测试，接收不同频率的电台，声音质量明显改善，灵敏度和选择性都恢复到正常水平。使用TinySA检测各个电台的中频信号，幅度稳定在 - 10dBm到 - 5dBm范围内，说明中频电路工作正常。
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# Q- j# U7 ]" l) f! ~% b5.3 频率校准与统调综合案例

4 T# R' j" n' Q. f一台熊猫 B802-1型八管超外差式收音机需要进行全面的频率校准和统调。该机使用时间较长，频率刻度已经不准确，且接收灵敏度明显下降。
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5 L1 Q( _2 v  n4 i: `首先进行频率覆盖校准。使用TinySA测量AM波段的本振频率范围。将收音机调谐到刻度盘最左端（理论频率 530kHz），计算本振频率应为 995kHz。使用TinySA设置为低输入模式，中心频率995kHz，分辨率带宽 30kHz。通过感应探头检测本振信号，发现实际频率为980kHz，偏低15kHz。调整振荡线圈T1的磁芯，使本振频率精确到995kHz。同样方法调整高端 1710kHz位置，本振频率应为2175kHz，实测为2160kHz，调整后达到 2175kHz。

接下来进行统调。传统的统调方法需要使用信号发生器在600kHz、1000kHz、1500kHz三个频率点进行调试。使用TinySA的信号发生功能产生这些标准信号，依次注入天线输入端。在600kHz频率点，调整天线线圈L1在磁棒上的位置，使输出声音最大；在1500kHz频率点，调整补偿电容C1b，使输出声音最大；在1000kHz频率点进行检查，如有偏差则微调L1和C1b。重复上述步骤2～3次，直到三个频率点都达到最佳状态。

. U. }7 P$ [* M7 }, b2 h6 X! {6 U为了提高统调精度，使用TinySA观察整个频段的频率响应。使用信号发生器功能产生扫频信号（530kHz～1710kHz），通过收音机后用频谱仪观察输出信号的幅度变化。理想情况下，频率响应曲线应该在整个频段内保持平坦。如果发现某些频率点的响应偏低，说明该频率点的跟踪不好，需要进一步调整。

在调试过程中发现，600kHz附近的响应比1500kHz附近低约6dB。通过分析，这可能是因为天线线圈的Q值降低或分布电容变化导致。使用Q表测量天线线圈，发现Q值确实偏低（正常应大于 80，实测约 60）。通过清洁线圈和调整磁芯位置，Q值恢复到75左右。再次进行统调，频率响应的平坦度得到明显改善。

最后进行中频校准。使用TinySA产生465kHz标准中频信号，注入到中频电路的输入端，在输出端检测信号。发现中频增益正常，但通带特性略有偏移。通过调整三个中周 T4、T5、T6 的磁芯，使中频通带的中心频率精确到465kHz，3dB带宽达到8kHz。调整过程中要注意，三个中周的调整会相互影响，需要反复调整直到达到最佳状态。

经过全面调试后，使用标准信号发生器测试收音机的各项性能指标：灵敏度达到 1mV/m 以下，选择性优于20dB，频率覆盖准确，统调误差在 ±10kHz以内。用户反馈收音机的接收性能完全恢复，甚至比原来更好。

! H3 P8 U; m7 |% j6 I# b; a" j6. 小结

在选择使用 TinySA 时，需要考虑以下因素：维修的收音机类型和复杂程度；故障的类型和难度；测试环境和条件；个人的技术水平和经验。对于简单的故障，如本振停振、中周失调等，TinySA 完全可以胜任；对于复杂的数字电路故障，可能需要配合其他工具使用；对于初学者，TinySA 是一个很好的入门工具，可以帮助快速掌握射频电路的基本原理。

) h+ }2 j8 i% c2 K" j3 z/ C0 C通过对 TinySA 频谱仪在收音机维修中应用初步表明，TinySA 频谱仪作为一款便携式、低成本、多功能的频谱分析设备，在收音机维修领域具有革命性的应用价值。

（本文同时得到坛界收音机元老元脉雪城老师和TinySA中国“TinyRFLab”店频谱仪专家孔群教授的技术指导，在此深表感谢！）
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长波

很实用的知识！

火星大饼

学习了，感谢老师分享！

元脉雪城

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                                     频谱仪与收音机维修……
0 M4 @$ T! V) x) A: ]1 x4 @; }   现在的物质条件对比几十年前大大提高，业余爱好者维修传统的模拟收音机，完全可以掘弃几十年前一块万用表打天下的思路，采用一些仪表，让维修有的放矢。借助仪表可以获得数据，利用数据去分析电路，最终用仪表确认结果，维修就从感性进入到理性。由于电路原理的相通性，还可以举一反三和移花接木，实践中掌握的技术不仅可以用来维修收音机，还可以用于其他电器设备的维修，让技术得到升华！
         有人也许会问，不就是收音机吗，还弄得这么复杂，还用上了频谱仪！其实，即使是传统的模拟收音机，一旦是多波段、全波段、多功能，只凭万用表检修好就有点难。收音机作为无线电接收机，需要处理和放大微弱的高频信号、要将信号进行放大、频率变换、频率选择、电路中要产生新的信号……，万用表能够起到作用的就是测量直流电阻、电压、电流等。
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! z" X1 j# `2 ^( o) |* u) r9 f   对于万千变化的信号，如果能够看到它们、知道它们如何在变化、能够测试信号的量……，我们就能心中有数，就能根据电路原理验证设备或电路是否在正常工作。仪器设备是我们了解信号的眼睛和驾驭信号的工具，由于各种电子设备都是用来处理电信号的，信号本身是一种信息，虽然种类繁多，但是归纳起来有时分多址、频分多址、码分多址几种信号，经典的测试仪器示波器常常用来处理时分多址信号、频谱仪用来处理频分多址信号、逻辑分析仪用来处理数字编码信号。
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7 m6 b: L; U- [2 \$ ~$ H   收音机中的信号，用示波器测试是很不错的，根据示波器的原理，屏幕上水平轴代表时间、垂直方向代表信号的幅值，信号在屏幕上的轨迹曲线称作波形。许多信号都是周期性的，示波器只要显示一个完整的波形，就可以知道这个信号的全貌。不同的电路产生不同的信号波形，不同的电路具有不同的属性，一样的波形在经过不同的电路后，因为响应不同而产生的波形形状也各异……。除了常见的正弦波、方波、三角波……，还有许许多多形状各异的波形。所谓的波形，就是信号随时间变化在屏幕上的轨迹，这个轨迹的不同时间点对应的幅值都有自身的属性，作用于不同的电路时，波形就会产生不同的变化，虽然变化万千，但是是有规律的，是可以解析的……。有别于周期信号，现代数字示波器可以捕捉瞬时产生的单次信号并存储下来，人们就可以重新调取进行查看和分析。现代示波器的存储功能，可以用来记录变化很慢的信号……。
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: w9 l5 P7 e( s' [6 l   频谱仪为频域测试仪器，从频率的角度测试分析信号，信号经过频谱仪变换后，屏幕水平方向代表频率轴，垂直方向代表信号的强度，在扫描和扫频状态，不同频率的信号依次出现在屏幕上，在一段时间内，这个时间段代表扫频宽度，这个频率范围内的信号就可以像谱线一样出现在屏幕上……。每根谱线都在对应的频率轴上，每根谱线都有各自的高度（功率值）。行业内称频谱仪为射频万用表。由于频谱仪的电路比较复杂，工厂仪器比起示波器更贵，普通业余爱好者很少涉足。而TinySA频谱仪的出现，低廉的价格和不错的性能，是爱好者不可多得的好工具！
     
   TinySA频谱仪可以工作在信号发生器模式，可输出1KHZ-350MHZ的AM和FM信号，频率精度高（比那些模拟信号发生器高几个量级）；电平幅度精细可调（爱好者常用的信号发生器都不具备）；调制度定量可调（简易信号发生器做不到）……。

  

   TinySA工作在频谱仪模式时，可以良好的工作在100KHZ至350MHZ（低波段），这个波段由于采用高中频电路架构，在100KHZ-350MHZ范围内，干扰很少，指标接近产品仪器。高波段可覆盖240MHZ-960MHZ,由于仍然使用了低波段的433.9MHZ中频，架构为低中频方式，一些镜像和杂散信号无法避开，屏幕上会有相应的干扰，操作者需要小心的读取数据。

   频谱仪是一种宽带无线电接收机，能够看到或听到信号，能够对被测信号的频率参数、功率参数、谐波参数等定量显示，用来测试收音机中的信号十分方便。毫无疑问，知道了这些参数，就能根据电路原理、收音机的原理去判断电路工作的好坏。由于他的灵敏度高，频率范围宽，可以替代许多专门的仪器，如射频毫伏表（微伏表），场强仪，频率计、功率计、调制度测试仪、波形分析仪……，这些功能节省了投资，操作者的驾驭能力也会得到很大提高！

收音机电路中的信号，包括接收的无线电信号、收音机自己产生的本振信号，变频处理后的中频信号、外界混进来的干扰信号、变频产生的杂散信号、电路非线性产生的信号，解调出来的音频信号……。

   

   收音机接收的信号，来自于空间的电磁波，信号功率非常小，一般仪器无法测试，专业可采用选频微伏表表、测试接收机、再就是频谱仪了、其实这三种都是基于无线电接收机原理的设备，与收音机原理是相似的。能够感知和测试到微弱信号的关键，电路中的滤波器功不可没，滤波器可以滤除频带外的信号，就像一扇门，门越窄，干扰都被限制在带外，频谱仪接收到信号后，经过频率选择。放大、变换….，看似十分弱小的信号也会在屏幕上显示出来。扫频式频谱仪可以在一定时间扫过很宽的频率范围，这个范围内的信号都会被过问，出现在屏幕上，这些信号的频率值、功率值…就出来了。通用仪器是无法完成的。通用频率计灵敏度有限，一般需要几十毫伏才能让频率计显示。毫伏表因为是宽带，因为噪声干扰灵敏度能在几百微伏就不错了。不难看出，频谱仪测试信号幅值和频率值的能力，通用仪器测试不了。

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   收音机电路中的本振信号，大部分都是可调频率的正弦波信号，都有一定的幅度，频谱仪测试本振信号非常好用，通常不需直接接入电路，对振荡器不会构成负载效应，方便、精确！可以用来测试本振的强度（电压值）、本振的稳定性、本振的纯净度、本振的可调频率范围、本振的频谱纯度…。当然也可以用数字频率计测试频率、用高频毫伏表测试功率，只是这些仪表需要接入电路，负载效应会影响电路的正常工作，也许会导致本振频率发生变化、甚至导致停震。本振信号的频谱纯度会影响接收机的性能，失真大的信号谐波含量多，混频之后杂波更多，测试谐波含量时，只要根据信号的频率设置合适的扫频宽度，高次谐波就会同时出现在屏幕上，根据屏幕上显示的谱线可得知谐波的频率和电平数据，良好的正弦波高次谐波分量很少。

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青木君

感谢二位老师的分享，学习了~~~

元脉雪城

青木君 发表于 2025-12-18 17:36
感谢二位老师的分享，学习了~~~

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