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AM/FM收音機(jī)耳機(jī)環(huán)形天線

發(fā)布時(shí)間:2011-03-21

中心議題:
  • 環(huán)形天線的功能與作用
  • 拉線耳機(jī)的天線修改
解決方案:
  • 鐵氧體棒形或鞭形/線形天線
  • 增加兩個(gè)微型阻抗變換器

適合用于接收頻率范圍在522至1,700kHz之間的AM收音機(jī)信號的天線通常為鐵氧體磁棒形天線。這些高度靈敏的鐵氧體天線體積較大,通常需要在最后組裝時(shí)加以調(diào)整。安裝鐵氧體磁棒時(shí)必須格外小心,以防其在日常使用時(shí)脫落或破碎。而且,這些部件極占空間。此外,內(nèi)置鐵氧體天線更容易拾取其所在設(shè)備發(fā)出的干擾信號。
  
耳機(jī)線中的地線通??捎米鹘邮誇M收音機(jī)信號的天線。那么為何不能也用此線接收AM信號呢?想想看,耳機(jī)線長約75厘米,其作用相當(dāng)于一根接收FM信號的λ/4天線。而如果要用一根λ/4天線接收AM信號,那就意味著這根線要長達(dá)75米……,那樣真的不方便。如果接上一個(gè)高阻抗射頻功率放大器(有源天線),那么線的長度就可以大幅縮短。
  
但問題在于,如果那樣做,這種天線就會接收電磁波中的其他電信號成分。對于FM收音機(jī)接收而言,這種解決方案可以令人滿意。但是,由于AM收音機(jī)信號的解調(diào)方式不同,因此AM收音機(jī)更易受到干擾。尤其是在室內(nèi)使用天線時(shí),很容易拾取無關(guān)信號。
  
除使用鐵氧體棒形或鞭形/線形天線接收AM收音機(jī)信號外,還有一種可能就是使用環(huán)形天線。環(huán)形天線同樣也能接收電磁場的磁場成分。適合接收AM收音機(jī)信號的鐵氧體磁棒的導(dǎo)磁率是125,而空氣的導(dǎo)磁率是1。因此,環(huán)形天線圍繞的面積至少應(yīng)該是鐵氧體磁棒所占區(qū)域的125倍,才能維持相同的性能。
  
使用環(huán)形天線接收AM收音機(jī)信號本身并無新奇之處,但是,將AM/FM天線與耳機(jī)融為一體則是獨(dú)一無二的創(chuàng)意。
  
環(huán)形天線
  
將AM鐵氧體磁棒從應(yīng)用產(chǎn)品中移出并置于外部,其優(yōu)勢在于這樣做能縮減最終應(yīng)用產(chǎn)品的體積。某些收音機(jī)制造商能夠?qū)⒁粋€(gè)可選的拆卸式鐵氧體磁棒連接在外殼上,用于接收中波/長波。而憑借這種AM耳機(jī)天線,鐵氧體磁棒可以完全從去除,且對性能沒有大的影響。
  
耳機(jī)環(huán)形天線集接收AM信號的磁性天線與接收FM信號的電性天線于一體。該天線最初開發(fā)用于TEA5777AM/FM接收器,但經(jīng)過些許改進(jìn),可用于其他類型的接收器。由于單圈繞組的阻抗較低,環(huán)形天線中因外部干擾而產(chǎn)生的電壓同樣較低。此外,天線信號的處理方式可以消除絕大部分的電噪音。
  
一根用于移動設(shè)備的環(huán)形天線,通過與耳機(jī)融為一體,解決了內(nèi)置AM天線面臨的空間和靈敏度問題。
  
環(huán)形天線與調(diào)諧電路之間的阻抗調(diào)整分為幾個(gè)階段完成。由于這種調(diào)制方式,只要改變諧振階段的特性,該耳機(jī)同樣可以用于其他頻段(短波)。而外部耳機(jī)環(huán)形天線保持不變。
  
耳機(jī)改裝
  
標(biāo)準(zhǔn)頸帶式耳機(jī)需要進(jìn)行改裝以增添AM收音機(jī)接收功能。頸帶導(dǎo)線用于形成一個(gè)截獲磁場線的環(huán)形回路。穿過耳機(jī)頸帶的單根天線足以形成一條面積約200平方厘米的環(huán)形天線?,F(xiàn)在,該天線置于殼體外,所以很少或根本不會受到承載電子設(shè)備的干擾。
  
頸帶需要提供一條接地導(dǎo)線,而三芯插頭必需換成同樣常見的4芯插頭。插頭上增加的引腳用于將回路兩端接入阻抗變換器。請注意,耳機(jī)線中不含任何調(diào)諧電路。
  
增添AM/FM天線電子設(shè)備需要添加額外的組件。其中包括兩個(gè)微型阻抗變換器。這些變換器的組件高度最低可至3毫米。布局這種獨(dú)立應(yīng)用只需不足四平方厘米的PCB面積。若采用外部時(shí)鐘,該面積將進(jìn)一步減小。
  
TEA5777AM/FM收音機(jī)接收器
  
TEA5777的封裝為HVQFN48(8×8mm)或LQFP32(10×10mm),設(shè)計(jì)用于各種移動應(yīng)用。除接收AM和FM收音機(jī)信號,它還能夠接收長波波段(144-288KHz)。
  
耳機(jī)天線與TEA5777AM/FM收音機(jī)接收器的結(jié)合,確保對AM和FM信號高度靈敏。其他能夠接收AM/FM收音機(jī)信號的設(shè)備至少需要進(jìn)行一項(xiàng)調(diào)整以便天線能與接收器“匹配”。
  
而耳機(jī)天線與TEA5777匹配時(shí)的誤差產(chǎn)生的性能損失是如此之小,以至于該系統(tǒng)無需任何校準(zhǔn)。該耳機(jī)屬于寬帶接收天線類型。選擇接收哪部分射頻頻段可在稍后階段決定。本例中,選擇在諧振階段進(jìn)行。放大器將其能量注入到諧振變壓器。
  
多個(gè)諧振階段及其之間的切換取決于需要接收那部分收音機(jī)頻譜,這樣就可避免使用多根鐵氧體棒形天線。由于鐵氧體天線僅針對收音機(jī)頻譜的某一預(yù)定頻帶進(jìn)行配置,因此如果需要覆蓋更寬的頻段,就需要使用多根鐵氧體天線。

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