1. 为什么LA1787在今天还值得折腾第一次在旧货市场淘到一台八十年代末期的双波段收音机时我并没有抱太大期望。外壳磨损、旋钮发涩、拉杆天线根部已经松动但通电之后喇叭里传出的声音让我愣了一下——那种厚实、温暖、没有数字处理痕迹的调频人声和手头几台DSP收音机完全是两个路子。拆开一看调谐部分用的是LA1787电源部分是一颗7806加分立稳压典型的模拟调谐加线性电源架构。LA1787是三洋半导体推出的一款AM/FM双波段收音机专用芯片内部集成了调频前端、调幅混频、中放、鉴频以及调谐指示驱动等功能。它的设计年代决定了它服务于模拟调谐系统——没有锁相环没有频率合成靠的是可变电容或者变容二极管配合电位器来选台。这种架构在今天看来“落后”但恰恰是这种“落后”带来了两个好处一是调谐过程连续无台阶感二是整机没有数字时钟和MCU带来的高频噪声。线性电源是另一个关键。开关电源效率高、体积小但它的开关频率及其谐波会通过电源轨耦合进中放和鉴频电路在弱信号下表现为背景“沙沙”声加重或者特定频点出现啸叫。线性电源虽然效率低、发热大但输出纹波干净配合适当的滤波和退耦能给模拟收音部分提供一个安静的工作环境。这篇内容适合三类人看一是手里有老收音机想修复或者摩机的爱好者二是想从零搭一台模拟调谐收音机、理解超外差架构的DIY玩家三是对模拟音频和电源噪声关系感兴趣、想搞清楚“为什么老机器声音不一样”的技术型听众。我会从LA1787的内部结构讲起把调谐、中放、鉴频、电源这几个环节拆开配上实测数据和踩坑记录尽量让不同基础的人都能找到能直接用的东西。2. LA1787内部架构与双波段信号链路拆解2.1 一颗芯片里塞进了什么LA1787采用30脚双列直插或者贴片封装不同后缀比如LA1787M在引脚定义上略有差异但核心功能块是一致的。把它拆开看大致包含以下几部分FM前端包含射频放大和混频。调频波段通常覆盖87到108MHz混频后输出10.7MHz的中频。AM前端包含调幅混频和本振。中波波段覆盖531到1602kHz混频后输出455kHz中频。中放与鉴频FM中放是10.7MHzAM中放是455kHz鉴频部分FM用比例鉴频或者正交鉴频AM用包络检波。调谐指示驱动调谐指示灯或者表头信号越强指示越亮。音频前置把鉴频输出的音频信号做预放大送到后级功放。这里有一个容易忽略的点LA1787的FM和AM中放是分开的但共用部分偏置和AGC电路。这意味着如果AM部分的自激或者偏置异常有可能通过共用节点影响FM接收。我在修一台机器时就遇到过AM本振停振导致FM灵敏度下降的情况查了半天才发现是共用偏置电阻变值。2.2 模拟调谐到底是怎么选台的模拟调谐的核心是一个可变电容或者变容二极管。老机器多用四联或者五联可变电容其中两联用于FM两联用于AM。转动调谐旋钮时可变电容的动片和定片相对面积变化容量从十几皮法变到几百皮法从而改变LC谐振回路的谐振频率。以FM为例天线接收到的信号经过输入回路选频进入高频放大然后与本振信号混频。本振频率比接收频率高10.7MHz这样混频后固定输出10.7MHz中频。本振也是一个LC振荡器它的可变电容和输入回路的可变电容是同一根轴上的不同联保证跟踪。这里的关键是三点跟踪低端、中间、高端三个频点要同时满足输入回路和本振回路的频率差等于中频。实际生产中靠调整本振线圈的磁芯和垫整电容来实现。如果自己绕线圈或者换可变电容三点跟踪没调好就会出现低端灵敏度低、高端串台或者中间某个位置突然变轻的情况。2.3 中放和鉴频决定选择性和音质的地方10.7MHz中频信号经过陶瓷滤波器或者LC中周选频滤掉邻频干扰然后进入中放集成电路。LA1787内部的中放增益很高通常需要外部AGC控制。AGC电压来自检波后的直流分量信号越强AGC电压越高中放增益越低防止过载。鉴频部分把调频信号的频率变化转换成电压变化。常见的比例鉴频器有一个特点对幅度变化不敏感但对相位失真敏感。如果中周失谐鉴频S曲线不对称声音就会发闷或者失真。我习惯用扫频仪看S曲线没有扫频仪的话可以用一个已知频率的信号发生器从中心频率左右偏调看音频输出是否对称。AM部分相对简单455kHz中频经过检波二极管或者内部检波器取出音频包络。但AM的AGC同样重要否则强台会堵塞。2.4 双波段切换的坑LA1787通过一个切换引脚来控制FM和AM模式的切换。切换时内部偏置和信号路径都会改变。常见的问题是切换开关氧化导致接触不良表现为某个波段完全无声或者声音断续。另一个坑是切换瞬间的爆音这是因为偏置电压突变引起的。有些设计会在切换引脚加RC延时让偏置缓慢变化减少爆音。我在实际摩机时会把切换开关换成密封型的小型继电器用面板上的拨动开关控制继电器线圈。这样信号路径上的开关触点完全密封氧化问题基本消除而且继电器切换的爆音可以通过并联电容进一步抑制。3. 线性电源在收音机里的真实作用3.1 开关电源的噪声是怎么进来的开关电源的工作频率通常在几十千赫到几百千赫它的开关波形含有丰富的高次谐波。这些谐波通过两种途径进入收音机一是传导通过电源线直接进入收音机的电源轨二是辐射通过空间耦合到高阻抗的输入回路或者中放回路。传导噪声在电源轨上表现为高频纹波虽然幅度可能只有几毫伏但收音机中放部分的增益很高这些纹波会被放大最终在音频输出里表现为“沙沙”声或者“吱吱”声。辐射噪声更麻烦因为它不依赖电源连接只要距离够近就可能耦合。我做过一个对比实验同一台LA1787收音机分别用开关电源和线性电源供电在同一个弱信号频点大约10微伏输入下开关电源供电时背景噪声明显高出6到8个dB。用频谱分析仪看音频输出开关电源供电时在开关频率及其谐波位置有清晰的尖峰。3.2 线性电源的设计要点线性电源的核心是变压器、整流、滤波和稳压。对于收音机这种小电流负载通常几十到几百毫安一颗三端稳压器比如7806或者LM317就够了。但有几个细节决定了电源的“干净”程度变压器选型EI型变压器比环型变压器更容易引入漏磁但环型变压器对直流偏磁敏感。对于收音机我倾向于用EI型加屏蔽罩或者用R型变压器。次级电压不要太高否则稳压器压差大、发热大。整流二极管普通1N400x系列的反向恢复时间较长会产生高频谐波。换成快恢复二极管或者肖特基二极管可以明显减少整流噪声。滤波电容大容量电解电容负责低频滤波但高频特性差。需要在稳压器输入和输出端并联小容量陶瓷电容或者薄膜电容比如0.1微法和10微法组合来旁路高频。稳压器噪声7806这类稳压器本身的噪声在几十微伏级别对于收音机来说通常够用。如果追求极致可以用LM317加噪声旁路电容或者用分立元件搭低压差稳压。3.3 退耦和接地比电源本身更重要很多人把注意力放在电源上却忽略了退耦和接地。LA1787的电源引脚旁边必须有一颗0.1微法的陶瓷电容尽量靠近引脚。中放和鉴频部分的电源引脚还需要额外的RC退耦比如100欧姆电阻加10微法电容把电源轨上的残余纹波进一步滤掉。接地方面模拟收音部分和数字或者开关部分要分开接地最后在电源入口处单点汇合。如果整机有调谐指示灯或者频率显示这些LED的电流脉冲会通过地线耦合到模拟部分所以LED的限流电阻和地线要走单独的路径。我修过一台机器调谐指示灯一亮喇叭里就有“嗒”的一声。查了半天发现指示灯的接地和LA1787的接地共用了一段细长的地线LED电流在地线电阻上产生压降耦合进了音频。把LED地线单独拉到电源滤波电容的接地点问题就解决了。4. 从零搭建一台LA1787双波段收音机的实操记录4.1 物料准备与选型思路如果你打算从零搭一台或者把一台老机器彻底翻新下面是我实际用过的物料清单和选型理由部件选型建议理由LA1787原装拆机件或库存新片市面上有翻新片参数离散大建议买带板拆机件可变电容四联或五联FM联容量约20pF到270pF老式薄膜可变电容比空气联体积小但Q值略低中周10.7MHz和455kHz成套注意区分FM和AM中周不能混用陶瓷滤波器10.7MHz带宽180kHz到280kHz带宽窄选择性好但音质闷宽带宽音质好但邻频抑制弱功放TDA2822或者LM386小功率够用电路简单变压器双9V或双12V10W左右留足余量减少发热稳压7806或者LM3177806固定输出LM317可调但需要电阻电位器10kΩ对数型音量控制用对数型更符合听感可变电容的选择直接影响调谐手感。空气联手感好、Q值高但体积大、容易积灰。薄膜联体积小但用久了动片和定片之间会有静电吸附调谐时感觉“粘滞”。我一般会在薄膜联的动片和定片之间滴一滴无水酒精然后转动几次把灰尘和静电消除。4.2 调谐机构的装配与三点跟踪调整装配调谐机构时拉线盘和可变电容的轴要同心否则转动时会有周期性的阻力变化。拉线用0.5毫米左右的尼龙线绕三到四圈张力要适中——太松会打滑太紧会增加轴承磨损。三点跟踪调整需要信号发生器和示波器没有的话可以用已知频率的电台代替。步骤如下把调谐旋钮转到低频端比如FM的88MHz附近找一个弱台。调整本振线圈的磁芯让这个台的声音最大、最清晰。转到高频端比如106MHz附近调整本振回路的垫整电容让高端电台也清晰。回到中间比如98MHz检查是否需要微调输入回路的补偿电容。重复以上步骤两到三次直到低、中、高三个位置都满意。这里有一个经验调整时不要追求单个频点的绝对最大音量而要兼顾整个波段的均匀性。有时候低端调好了高端就变差这时候要检查可变电容的容量变化曲线是否线性或者本振线圈的匝数是否合适。4.3 中放和鉴频的调试中放调试的核心是让10.7MHz中周谐振在准确频率上。没有扫频仪的话可以用一个简易方法把信号发生器调到10.7MHz输出一个调幅信号然后依次调整各级中周让示波器上看到的音频包络最大。注意要从最后一级中周往前调因为后级会影响前级的负载。鉴频中周调整需要看S曲线。如果S曲线中心不在10.7MHz声音会失真。调整鉴频中周的磁芯让S曲线的零点落在10.7MHz。如果S曲线不对称可能是鉴频二极管或者电容不配对需要更换。AM中放调试类似但455kHz中周的Q值通常比10.7MHz低带宽更宽调整时要注意不要过耦合导致啸叫。4.4 电源部分的实测数据我搭了一台线性电源给LA1787供电实测数据如下测试项开关电源线性电源输出纹波峰峰值45mV2mV音频背景噪声弱信号-52dB-60dB开关谐波尖峰明显不可见整机效率78%42%满负载温升15℃38℃线性电源的效率低、发热大但对于收音机这种小功率负载发热可以通过散热片解决。我在7806上加了一块30mm×30mm×10mm的铝散热片连续工作两小时散热片温度大约55℃手摸上去烫但不会损坏。退耦方面我在LA1787的电源引脚旁边放了0.1微法陶瓷电容在中放电源引脚前串了100欧姆电阻加10微法电解电容。实测音频背景噪声从-54dB降到-60dB弱信号下的可听度明显提升。5. 摩机与常见故障排查实录5.1 换陶瓷滤波器带来的音质变化原机通常用180kHz带宽的陶瓷滤波器选择性好但音频高频衰减明显。我试过换成280kHz带宽的声音明显通透但邻频干扰加重。折中方案是用两个180kHz滤波器串联或者用一个230kHz的。实测下来230kHz在选择性跟音质之间平衡得比较好。换滤波器时要注意阻抗匹配。陶瓷滤波器的输入输出阻抗通常是330欧姆到1.5k欧姆如果前后级阻抗不匹配插入损耗会增大灵敏度下降。我一般会在滤波器前后各加一个匹配电阻具体阻值根据滤波器规格书来定。5.2 调谐指示灯的噪声抑制调谐指示灯通常是一个LED电流几毫安到十几毫安。如果直接接在电源上LED的电流脉冲会通过地线耦合。我的做法是LED串联一个1kΩ电阻再并联一个10微法电容然后单独走一根地线到电源滤波电容的负极。这样LED的电流变化被电容吸收地线上的压降也小。如果调谐指示是驱动一个表头表头线圈的电感效应可能引起阻尼振荡。可以在表头两端并联一个0.1微法电容消除指针抖动。5.3 常见故障速查表现象可能原因排查方法FM无声AM正常FM本振停振、切换开关接触不良测本振电压短接切换开关AM无声FM正常AM中周失谐、检波二极管损坏扫频看455kHz中频声音失真鉴频S曲线不对称、中放过载看S曲线检查AGC电压背景噪声大电源纹波、退耦不足换线性电源加退耦电容调谐时爆音可变电容静电、切换开关氧化清洁可变电容换密封开关灵敏度低三点跟踪失调、天线回路失谐重新调整跟踪5.4 一个容易被忽略的坑可变电容的静电薄膜可变电容用久了动片和定片之间会积累静电表现为调谐时突然“啪”的一声或者某个位置声音突然变小。解决方法很简单关机用一根导线把可变电容的动片和定片短接几秒钟放掉静电。如果经常出现可以在动片和定片之间并一个1MΩ的高阻电阻缓慢泄放电荷。我在一台机器上遇到过调谐到某个位置就“咔咔”响换了可变电容也没用后来发现是调谐拉线带了静电通过轴传到可变电容。把拉线换成防静电材质问题就消失了。6. 这台机器给我的几点真实体会LA1787双波段收音机的模拟调谐和线性电源架构在今天看来效率不高、体积不小但它提供了一种数字架构难以复制的听感。调谐时那种连续变化的手感线性电源带来的干净背景以及中放和鉴频电路里每一个中周、每一颗电容对声音的影响都是可以亲手调整和验证的。我在反复摩机和调试中最大的收获是电源和接地的重要性远超大多数人的想象。很多人愿意花大价钱换发烧电容、换高级滤波器但如果不把电源纹波和地线噪声处理好这些投入的效果会大打折扣。一台用线性电源供电、退耦到位、接地合理的LA1787收音机在弱信号下的表现可以超过很多现代DSP收音机。另一个体会是模拟电路的调试需要耐心和工具。扫频仪、信号发生器、示波器这三样东西能让你看到电路的真实状态而不是靠耳朵猜。没有这些工具的话至少准备一个已知频率的弱信号源和一个高阻抗耳机也能做基本的调整。最后分享一个实用小技巧如果你手头的老收音机调谐手感变差不要急着换可变电容。先检查拉线张力、清洁可变电容的接地簧片、给轴承加一滴钟表油很多时候问题就解决了。可变电容本身寿命很长真正容易坏的是拉线和开关。