適合用于接收頻率范圍在522至1,700kHz之間的AM收音機信號的天線(xiàn)通常為鐵氧體磁棒形天線(xiàn)。這些高度靈敏的鐵氧體天線(xiàn)體積較大,通常需要在最后組裝時(shí)加以調整。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,內置鐵氧體天線(xiàn)更容易拾取其所在設備發(fā)出的干擾信號。
耳機線(xiàn)中的地線(xiàn)通?捎米鹘邮誇M收音機信號的天線(xiàn)。那么為何不能也用此線(xiàn)接收AM信號呢?想想看,耳機線(xiàn)長(cháng)約75厘米,其作用相當于一根接收FM信號的λ/4天線(xiàn)。而如果要用一根λ/4天線(xiàn)接收AM信號,那就意味著(zhù)這根線(xiàn)要長(cháng)達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(xiàn)),那么線(xiàn)的長(cháng)度就可以大幅縮短。
但問(wèn)題在于,如果那樣做,這種天線(xiàn)就會(huì )接收電磁波中的其他電信號成分。對于FM收音機接收而言,這種解決方案可以令人滿(mǎn)意。但是,由于A(yíng)M收音機信號的解調方式不同,因此AM收音機更易受到干擾。尤其是在室內使用天線(xiàn)時(shí),很容易拾取無(wú)關(guān)信號。
除使用鐵氧體棒形或鞭形/線(xiàn)形天線(xiàn)接收AM收音機信號外,還有一種可能就是使用環(huán)形天線(xiàn)。環(huán)形天線(xiàn)同樣也能接收電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)成分。適合接收AM收音機信號的鐵氧體磁棒的導磁率是125,而空氣的導磁率是1。因此,環(huán)形天線(xiàn)圍繞的面積至少應該是鐵氧體磁棒所占區域的125倍,才能維持相同的性能。
使用環(huán)形天線(xiàn)接收AM收音機信號本身并無(wú)新奇之處,但是,將AM/FM天線(xiàn)與耳機融為一體則是獨一無(wú)二的創(chuàng )意。
環(huán)形天線(xiàn)
將AM鐵氧體磁棒從應用產(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用產(chǎn)品的體積。某些收音機制造商能夠將一個(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(cháng)波。而憑借這種AM耳機天線(xiàn),鐵氧體磁棒可以完全從去除,且對性能沒(méi)有大的影響。
圖1所示耳機環(huán)形天線(xiàn)集接收AM信號的磁性天線(xiàn)與接收FM信號的電性天線(xiàn)于一體。該天線(xiàn)最初開(kāi)發(fā)用于TEA5777 AM/FM接收器,但經(jīng)過(guò)些許改進(jìn),可用于其他類(lèi)型的接收器。由于單圈繞組的阻抗較低,環(huán)形天線(xiàn)中因外部干擾而產(chǎn)生的電壓同樣較低。此外,天線(xiàn)信號的處理方式可以消除絕大部分的電噪音。

圖1:一根用于移動(dòng)設備的環(huán)形天線(xiàn),通過(guò)與耳機融為一體,解決了內置AM天線(xiàn)面臨的空間和靈敏度問(wèn)題。
環(huán)形天線(xiàn)與調諧電路之間的阻抗調整分為幾個(gè)階段完成。由于這種調制方式,只要改變諧振階段的特性,該耳機同樣可以用于其他頻段(短波)。而外部耳機環(huán)形天線(xiàn)保持不變。
耳機改裝
標準頸帶式耳機需要進(jìn)行改裝以增添AM收音機接收功能。頸帶導線(xiàn)用于形成一個(gè)截獲磁場(chǎng)線(xiàn)的環(huán)形回路。穿過(guò)耳機頸帶的單根天線(xiàn)足以形成一條面積約200平方厘米的環(huán)形天線(xiàn),F在,該天線(xiàn)置于殼體外,所以很少或根本不會(huì )受到承載電子設備的干擾。
頸帶需要提供一條接地導線(xiàn),而三芯插頭必需換成同樣常見(jiàn)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,耳機線(xiàn)中不含任何調諧電路。
以下結構圖顯示兩根地線(xiàn)(紅色)用于將回路兩端接入阻抗變換器。音頻線(xiàn)(藍色和綠色)連接到濾波階段。該濾波階段包括一個(gè)低通濾波器,以防止高于音頻信號頻率的信號耦合進(jìn)入該天線(xiàn)。
增添AM/FM天線(xiàn)電子設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。布局這種獨立應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。

圖2:左圖為改裝前的耳機,右圖為改裝后的耳機。
TEA5777 AM/FM收音機接收器
TEA5777的封裝為HVQFN48(8×8mm)或LQFP32(10×10mm),設計用于各種移動(dòng)應用。除接收AM和FM收音機信號,它還能夠接收長(cháng)波波段(144-288KHz)。
耳機天線(xiàn)與TEA5777 AM/FM收音機接收器的結合,確保對AM和FM信號高度靈敏。其他能夠接收AM/FM收音機信號的設備至少需要進(jìn)行一項調整以便天線(xiàn)能與接收器“匹配”。
而耳機天線(xiàn)與TEA5777匹配時(shí)的誤差產(chǎn)生的性能損失是如此之小,以至于該系統無(wú)需任何校準。該耳機屬于寬帶接收天線(xiàn)類(lèi)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頻譜,這樣就可避免使用多根鐵氧體棒形天線(xiàn)。由于鐵氧體天線(xiàn)僅針對收音機頻譜的某一預定頻帶進(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(xiàn)。

圖3:AM/FM收音機的模塊圖。
數字調幅廣播
由于采用先進(jìn)的AM調制方式—正交調幅(QAM),數字調幅廣播(DRM)可通過(guò)現有AM發(fā)射器進(jìn)行廣播。利用QAM,信息不僅可以包含在振幅內,而且包含在收音機信號的相位中。
因此,該耳機天線(xiàn)同樣適合用于接收DRM,DRM不僅可以在限定的AM頻道帶寬(歐洲9KHz,美國10kHz)內,傳送具有FM品質(zhì)的數字音樂(lè ),而且可以通過(guò)多頻道服務(wù)(Multi Channel Service)在不同頻道中傳送信息或文件。文件類(lèi)型如鈴聲或新聞/天氣/交通信息。
如果DRM應用區域較小,并采用更為先進(jìn)的數字發(fā)射器(其運行頻率通常要高得多),那么這些特性就尤為實(shí)用。 |