让耳机线“打两份工”

出处:厂商供稿 发布于:2022-09-01 16:14:29

    我们可以将天线想象成麦克斯韦方程所定义的自由空间中的电磁能与限制在导体或波导中的射频电压和电流之间的双向换能器。但工程师们总是在尝试获得某个单一路径或互联方式,以服务于另一种不相干的功能。典型例子如,将非屏蔽耳机导线重复用作 FM 天线。
    早的便携式 AM/FM 收音机使用两根天线:一根是缠绕在铁氧体磁芯上的内置长导线,用于较低频率的 AM 波段(550-1600 千赫 (kHz));一根是长约一到两米的“鞭状”天线,用于 FM 波段(88 至 108 MHz)。随着无线电变得越来越小、越便携,有些厂家假定用户使用耳机或有线耳塞,则完全取消了内置扬声器。

    这样做也实现了一个简单取消 FM 鞭状天线的技术,即简单地重复利用无线电上的耳机插孔来实现天线功能。当时这种方法也扩展到了 MP3 播放器上,因为 MP3 也带 FM 无线电功能(图 1)。这项技术目前仍为许多带 FM 无线电功能的电子设备的设计师所采用。

    SanDisk Clip Jam MP3 播放器的尺寸仅为 55 mm × 35 mm × 10 mm,充电可工作 20 小时;其内置的 FM 无线电使用必备的耳机线作为天线。(图片:Lifewire)

    基本非屏蔽耳机电缆包含三根导线。左右声道由耳机放大器驱动,将信号传递到左右音频线上,而公用音频线则用作音频的返回路径。同样的导线也可以起到 FM 天线的作用,使用一根导线阻止射频信号接地,同时仍让音频信号有一个接地回路。图 2 中所示的电路是围绕 Skyworks Solutions Si47xx AM/FM 接收器而构建的。

    图 2:这一基本布置能够让耳机电线起到 FM 天线作用,只需少数几个附加无源元件即可实现。(图片:Skyworks Solutions, Inc.)
    用一个小电容器就可以让天线射频传递到接收器前端,同时阻断天线输入的音频信号。铁氧体磁珠在耳机放大器和耳机之间提供一个低阻抗的音频路径和一个高阻抗的射频路径。

    实际电路要复杂一些,需要一些额外的元件来进行保护和放电,并确保信号只传到其应该去的地方。图 3 中的设计使用了专门为这个功能配置的 Texas Instruments LM4910 耳机功率放大器,同时附带任何需要的天线信号连接/隔离电路。

    图 3:这个 LM4910 耳机放大器通过配备一些外加无源元件,可将耳机引线用作 FM 天线。(图片:Skyworks Solutions, Inc.)
    三线、左/右音频耳机插孔接收来自 LM4910 的放大音频信号,而由耳机屏蔽层/地线拾取的分离 FM 信号则通过一个 100 皮法拉 (pF) 电容器输送到接收器前端。只要任何静电放电 (ESD) 超出耳机放大器和接收器的额定值,二极管 D1、D2 和 D3 就会提供保护。
    这项技术看起来不应该只限于 FM 波段的广播信号(88 至 108 MHz),应该对 AM 无线电(550 于 1550 kHz)也有效。理论上,只要耳机线长度合适,对 AM 波段也有用。它之所以适用于 FM 频段,是因为长度在一米到一点五米之间的耳机线大约是广播频段 FM 信号波长的一半,因此可以在该频段产生效果和作用。对于 AM 波段,耳机线需要长到 100 米才有用,显然这是不切实际的。
    结语
    工程师们一直在寻求利用像电线这样可作多用途使用的资源。将耳机线用作 FM 天线就是一个实例。综上所述,只要配置一个合适的功率放大器、少数几个控制信号路径的无源元件和以及用于保护的二极管即可实现这种功能。
关键词:电子

版权与免责声明

凡本网注明“出处:维库电子市场网”的所有作品,版权均属于维库电子市场网,转载请必须注明维库电子市场网,https://www.dzsc.com,违反者本网将追究相关法律责任。

本网转载并注明自其它出处的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品出处,并自负版权等法律责任。

如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

扫码下载APP,
一键连接广大的电子世界。

在线人工客服

买家服务:
卖家服务:

0571-85317607

客服在线时间周一至周五
9:00-17:30

关注官方微信号,
第一时间获取资讯。

建议反馈

联系人:

联系方式:

按住滑块,拖拽到最右边
>>
感谢您向阿库提出的宝贵意见,您的参与是维库提升服务的动力!意见一经采纳,将有感恩红包奉上哦!