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使用LM386音频放大器创建无线电接收电路

文章作者:Martyn McKinney

使用LM386的未记录的属性来创建简单的高性能再生接收器。

虽然无处不在的LM386 IC被设计为音频放大器，但它有许多未记录的特性，可以用来创建简单的无线电接收电路，提供惊人的高性能。这些电路可以用于接收AM, CW和SSB射频传输在中短波波段，而不需要外部天线。

仔细观察如图1所示的LM386内部原理图，可以发现它的电压增益是由内部反馈电阻和一个可选(外部)旁路电阻的比值决定的。如果不增加旁路电阻，设备的单输入电压增益为15,000/(1350+150)=10。当在差分模式下使用时(引脚2和3的输入)，其增益将是这个值的两倍。

图1LM386原理图取自德州仪器数据表。

当一个10 μF电容被放置在引脚1-8，它绕过1350欧姆反馈电阻，导致单输入增益改变为15000 /150=100。在引脚1和地之间移动旁路电容有效地旁路负反馈电阻，确定交流音频完全。这将导致一个极高的未确定音频增益为15000 /?，但它可以定义为与10 μF旁路电容串联增加一个小电阻。10欧姆的电阻器增益为15000 /10= 1500。在这种配置中，可以实现的最大电压增益超过70 dB。

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一个简单的TRF接收器

LM386作为无线电接收器的潜力是在数年前发现的，当时研究了使用其中一种设备的接收器的异常行为。在故障排除过程中，很明显，LM386是作为一个高增益射频包络检波器，它可以作为AM接收器，只需将调谐电路连接到其输入端。结果证明，通过实现前面提到的LM386的两个特性，并在输入端使用调谐的标准MW铁氧体棒电感，可以创建一个简单的调谐射频(TRF)接收器。虽然不是非常敏感，但当在城市环境中使用时，它能够在没有外部天线的情况下接收到一些本地电台。这个接收器的电路如图所示图2。

图2LM386可以用作调谐射频接收器。

一种再生中波接收器

LM386的数据表表明，其增益大于单位(10 dB)在频率超过1 MHz (图3)。由于这个原因，LM386能够在中波调幅波段(540到1600千赫)振荡，使得它可以作为中波调幅再生接收器使用。这显著提高了TRF版本的灵敏度和选择性。结果显示在图4。

图3电压与频率的关系图取自德州仪器数据表。

图4这个原理图显示了如何使用LM386作为中波再生接收器。

如果再生控制被移除，电路成为科尔皮茨振荡器。整个油箱需要的两个Colpitts反馈电容是LM386的3脚上的固有输入电容，以及从1脚到地的220pf电容。通过将一个扼流圈与一个10 μF的电容串联到地，音频增益达到最大。它的值可能从1到10 mH。较高值的扼流圈会有一些内阻，这将略微降低最大音频增益。如果使用较小的值扼流圈和音频增益过高，一个小值电阻(10到100欧姆)可以与扼流圈串联。扼流圈与10 μF电容串联，绕过决定放大器音频增益的内部反馈电阻，但对射频频率呈现高阻抗，因此电路可以作为一个Colpitts RF振荡器。为了控制增益，使振荡器的再生可以改变，使其用作再生接收器，一个10K可变电阻改变引脚7上的电压，这减少了由非反相引脚3上的振荡晶体管拉出的电流，反过来，降低了振荡器增益。

一种再生的短波接收器

一个短波版本的接收器基于LM386显示图5。使用高L/C比的3英寸铁氧体棒，当使用9V电源时，电路能够在超过8 MHz的频率下工作。一个槽电路，由一个3英寸铁氧体棒上的20匝和一个100 pF可变电容组成，其调谐范围约为3.5到6.5 MHz。可以通过使用一个更大的值可变电容器和从电感去除几圈来增加上调谐范围。当与国家半导体或三星制造的LM386一起构建时，这种配置可以接收80米和40米业余波段高达8兆赫。

图5LM386可以用来制造一个短波再生接收器。

该接收器的性能是惊人的好，具有极好的灵敏度和选择性，可与使用其内置鞭状天线的最佳商用手持短波接收器相媲美。它可以在不需要外部天线的情况下接收许多北美短波，也可以在80米和40米业余波段接收许多连续波和单边带传输。如果需要，外部天线可以松散耦合到接收器(以防止振荡器加载)使用一个单匝环绕在铁氧体棒上。可以使用单个JFET或晶体管RF缓冲器来隔离天线，由于使用了铁氧体棒电感器，因此也可以将其电感耦合到一个大回路天线。不像一个直接转换接收器，强SW信号是“软捕获”，这使得更容易调谐和最小化任何频率漂移的环境原因。

更高的频率和更多的能力

在更高的接收频率上使用LM386的高增益和射频包络检波器特性可以通过添加一个基本上是单晶体管的q倍增器来实现。中显示的最后一组电路图6在Colpitts振荡器配置中添加一个单晶体管，再加上LM386的高增益和射频包膜检测属性，从而产生高性能的再生接收器。当与铁氧体棒电感一起使用时，它们能够在超过14兆赫兹的频率振荡，并在接收强大的商业SW电台时产生震耳欲聋的音量。原理图显示了2N3906通用PNP晶体管的电路，但2N2907和2N4403也已成功使用。

在电路1、2和3中，LM386输入直接通过箱体电路连接，并使用LM386作为射频包络检测器。电路4，具有相对较大的值耦合电容，使用LM386作为音频放大器和射频包膜检波器，两种信号都出现在前端晶体管的发射极。电路5有一个较小的值输入耦合电容，并使用LM386作为射频包膜检测器，它只检测前端晶体管发射极上的射频。电路6作为射频包络检测器，通过将LM386的差分输入连接在一起，消除了对输入耦合电容的需要。这可以防止晶体管发射极上的直流输入电压(大约0.6V)使LM386饱和。

图6创建使用高增益和射频包络检测器模式的LM386短波再生接收器。

用一根3英寸铁氧体棒和两组标准毫瓦做一个8圈的坦克电路Polyvaricon可变调谐电容器给电路6一个大约3.5到10.5 MHz的调谐范围，涵盖了80米和40米的业余乐队。有一个轻微的频率偏移时，接收器振荡和再生控制是变化的，这是一个特性，实际上是一项资产时，接收SSB信号，因为再生控制可以用于微调。

施工记录

虽然这些电路已经成功地在塑料原型板上制造，但它们的高增益决定了它们最好是在一个好的铜接地上使用a曼哈顿——或者死bug-style组件的布局。注意，对于这些电路，重要的是要防止输出引脚5上的任何射频泄漏反馈到铁氧体棒电感的可能性。如果使用的物理布局造成了声音咆哮的问题，那么在耳机中添加一个1到10 mH的阻流器是值得的。

该接收器与标准32欧姆立体声耳机配合良好。它们可以用于负载阻抗为16欧姆的并联，或用于阻抗为64欧姆的串联。当使用标准32欧姆立体声耳机时，可以使用立体声输出插孔，不连接接地线。