盡管無(wú)處不在的LM386 IC被設(shè)計(jì)為用作音頻放大器,但它具有許多未記錄的特性,可用于創(chuàng)建簡(jiǎn)單的無(wú)線電接收器電路,從而提供令人驚訝的高性能。這些電路可用于接收中波和短波波段的AM,CW和SSB RF傳輸,而無(wú)需外部天線。
仔細(xì)觀察圖1所示LM386的內(nèi)部原理圖,可以發(fā)現(xiàn)其電壓增益由其內(nèi)部反饋電阻與可選的(外部)旁路電阻的比值決定。如果未添加旁路電阻,則該器件的單輸入電壓增益等于15,000 /(1350 + 150)= 10。當(dāng)在差分模式下使用時(shí)(輸入到引腳2和3),其增益將是該值的兩倍。
圖1此LM386原理圖摘自Texas Instruments數(shù)據(jù)表。
當(dāng)在引腳1-8上放置一個(gè)10 F電容器時(shí),它將旁路1350 Ohm反饋電阻,從而導(dǎo)致單輸入增益變?yōu)?5,000 / 150 = 100。將旁路電容器在引腳1和地之間移動(dòng)可有效繞過(guò)負(fù)反饋電阻,該電阻完全確定了AC音頻。這會(huì)導(dǎo)致15,000 /?的極高的不確定音頻增益,但可以通過(guò)在10μF旁路電容上串聯(lián)一個(gè)小電阻來(lái)定義。值為10歐姆的電阻將獲得15,000 / 10 = 1,500的增益。在這種配置中,可以實(shí)現(xiàn)的最大電壓增益超過(guò)70 dB。
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一個(gè)簡(jiǎn)單的TRF接收器
LM386作為無(wú)線電接收器的潛力是在幾年前發(fā)現(xiàn)的,當(dāng)時(shí)他在調(diào)查使用這些設(shè)備之一的接收器中的異常行為。在故障排除過(guò)程中,很明顯LM386充當(dāng)了高增益RF包絡(luò)檢波器,只需將調(diào)諧電路連接到其輸入端,它就可以用作AM接收器。事實(shí)證明,通過(guò)實(shí)現(xiàn)前面提到的LM386的兩個(gè)功能并在輸入端使用調(diào)諧的標(biāo)準(zhǔn)MW鐵氧體棒狀電感器,可以創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的調(diào)諧射頻(TRF)接收器。盡管不是很敏感,但在城市環(huán)境中使用時(shí),它可以在不使用外部天線的情況下接收一些本地電臺(tái)。該接收器的電路如圖2所示。
圖2LM386可用作調(diào)諧射頻接收器。
再生中波接收機(jī)
LM386的數(shù)據(jù)表表明,在超過(guò)1 MHz的頻率下,其增益大于1(10 dB)(圖3)。因此,LM386能夠在中波AM波段(540至1600 kHz)中振蕩,從而有可能將其用作中波AM再生接收器。這顯著提高了TRF版本的靈敏度和選擇性。結(jié)果如圖4所示。
圖3此電壓與頻率的關(guān)系圖取自Texas Instruments數(shù)據(jù)表。
圖4此示意圖顯示了如何將LM386用作中波再生接收器。
如果取消了再生控制,則該電路將成為Colpitts振蕩器。儲(chǔ)罐兩端需要的兩個(gè)Colpitts反饋電容器是LM386引腳3上的固有輸入電容,與從引腳1到地的220 pF電容器串聯(lián)。通過(guò)將一個(gè)扼流圈與一個(gè)10μF電容器串聯(lián)來(lái)最大程度地提高音頻增益地面。它的值可能在1到10 mH之間。較高阻值的扼流圈將具有一定的內(nèi)部電阻,這將稍微降低最大音頻增益。如果使用較小值的扼流圈,并且音頻增益過(guò)大,則可以在扼流圈上串聯(lián)一個(gè)較小值的電阻(10至100歐姆)。與10μF電容器串聯(lián)的扼流圈繞過(guò)內(nèi)部反饋電阻,該內(nèi)部反饋電阻確定放大器在音頻頻率下的增益,但對(duì)RF頻率具有高阻抗,因此該電路可以用作Colpitts RF振蕩器。為了控制增益,以便可以改變振蕩器的再生能力,使其能夠用作再生接收器,一個(gè)10K可變電阻器會(huì)改變引腳7上的電壓,從而降低了同相引腳3上振蕩晶體管汲取的電流,反過(guò)來(lái),降低了振蕩器的增益。
再生短波接收器
基于LM386的接收器的短波版本如圖5所示。使用具有高L / C比的3英寸鐵氧體棒,當(dāng)使用9V電源時(shí),該電路能夠以超過(guò)8 MHz的頻率工作。振蕩電路由一個(gè)3英寸鐵氧體棒上的20匝匝和一個(gè)100 pF可變電容器組成,其調(diào)諧范圍約為3.5至6.5 MHz。可以通過(guò)使用較大值的可變電容器并從電感器上去除幾匝來(lái)增加上限調(diào)諧范圍。使用National Semi或Samsung制造的LM386進(jìn)行構(gòu)造時(shí),此配置可以同時(shí)接收高達(dá)8 MHz的80米和40米業(yè)余頻段。
圖5LM386可用于創(chuàng)建短波再生接收器。
接收器的性能出奇地好,具有出色的靈敏度和選擇性,可與使用其內(nèi)置鞭狀天線的最佳商用手持式短波接收器相媲美。它可以引入許多北美短波,而無(wú)需外部天線以及80米和40米業(yè)余頻段上的許多CW和SSB傳輸。如果需要,可以使用纏繞在鐵氧體棒上的單匝鏈環(huán)將外部天線寬松地耦合到接收器(以防止振蕩器加載)。可以使用單個(gè)JFET或晶體管RF緩沖器來(lái)隔離天線,并且由于使用了鐵氧體棒狀電感器,還可以將其電感耦合到大型環(huán)形天線。與直接轉(zhuǎn)換接收器不同,
更高的頻率和更多的功能
可以通過(guò)添加基本上是單個(gè)晶體管Q乘數(shù)的器件來(lái)實(shí)現(xiàn)在較高接收頻率下使用LM386的高增益和RF包絡(luò)檢波器特性。圖6所示的最后一組電路在Colpitts振蕩器配置中添加了一個(gè)晶體管,該晶體管與LM386的高增益和RF包絡(luò)檢測(cè)屬性一起,產(chǎn)生了高性能的再生接收器。當(dāng)與鐵氧體棒狀電感器一起使用時(shí),它們能夠在超過(guò)14 MHz的頻率下振蕩,并在接收強(qiáng)大的商用SW電臺(tái)時(shí)產(chǎn)生分耳的音量。示意圖顯示了帶有2N3906通用PNP晶體管的電路,但2N2907和2N4403也已成功使用。
在電路1、2和3中,LM386輸入直接連接到振蕩電路兩端,并將LM386用作RF包絡(luò)檢波器。具有較大耦合電容值的電路4使用LM386作為音頻放大器和RF包絡(luò)檢波器,兩個(gè)信號(hào)均出現(xiàn)在前端晶體管的發(fā)射極上。電路5具有一個(gè)較小值的輸入耦合電容器,并使用LM386作為RF包絡(luò)檢波器,該檢波器僅檢測(cè)前端晶體管發(fā)射極上的RF。電路6充當(dāng)RF包絡(luò)檢波器,并且通過(guò)將LM386的差分輸入連接在一起而消除了對(duì)輸入耦合電容器的需求。這樣可以防止晶體管的發(fā)射極上存在的直流輸入電壓(約0.6V)使LM386飽和。
圖6使用高增益和RF包絡(luò)檢波器模式創(chuàng)建LM386短波再生接收器。
在8英寸的3英寸鐵氧體棒上構(gòu)建一個(gè)振蕩電路,兩個(gè)成組的標(biāo)準(zhǔn)MWpolyvaricon可變調(diào)諧電容器使電路6的調(diào)諧范圍約為3.5到10.5 MHz,覆蓋80和40米的業(yè)余頻段。當(dāng)接收器振蕩且再生控制發(fā)生變化時(shí),頻率會(huì)有輕微的偏移,這在接收SSB信號(hào)時(shí)實(shí)際上是一項(xiàng)資產(chǎn),因?yàn)樵偕刂瓶捎糜谖⒄{(diào)。
施工注意事項(xiàng)
盡管這些電路已經(jīng)成功地在塑料原型板上制造,但是它們的高增益卻表明它們最好使用曼哈頓型或可靠的蟲(chóng)子式組件布局在良好的銅接地板上構(gòu)建。注意,對(duì)于這些電路,重要的是要防止輸出引腳5上的任何RF泄漏回饋到鐵氧體棒狀電感器的可能性。如果使用的物理布局在音頻嘯叫方面造成了問(wèn)題,則值得在耳機(jī)中串聯(lián)一個(gè)值在1到10 mH之間的扼流圈。
接收器可以與標(biāo)準(zhǔn)的32歐姆立體聲耳塞耳機(jī)配合使用。它們可以并聯(lián)使用以獲得更大體積的16歐姆負(fù)載阻抗,也可以串聯(lián)使用64歐姆阻抗。當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)的32歐姆立體聲耳塞時(shí),可以通過(guò)使用立體聲輸出插孔而不連接接地線來(lái)實(shí)現(xiàn)。
純粹主義者可能會(huì)希望增加電壓調(diào)節(jié)和變?nèi)?a target="_blank">二極管微調(diào)以提高電路的可用性,但是我發(fā)現(xiàn),即使以最簡(jiǎn)單的形式,其性能也足以滿足隨意聆聽(tīng)的需要。
馬丁·麥金尼(Martyn McKinney)是一名電氣工程師,現(xiàn)已退休,曾在IBM,Collins Radio和Motorola工作,并在加拿大多倫多的一所社區(qū)大學(xué)教授電子理論,通信和匯編語(yǔ)言編程。
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