快捷搜索:  xxx  as  推理研究所  幼幼  侦探研究所

波音bbin真正官网:基于LM386音频功率放大电路的调频电台接收设计



为什么通俗的音频功放在某些环境下可以直接管听到调频电台的声音?它是若何将空间传播的高频电磁波放大年夜检波之后,还原出声音的呢?

要理解这一点,必要轻细比在大年夜学讲义中先容的运算放大年夜器(Operational Amplifier:OPAMP)的特点更深入懂得一下它的事情环境,并在此根基上懂得运算放大年夜器的“电磁滋扰一抑制比”(Electromagnetic Interference Ejection Ratio:EMIRR)的观点和防治。

这一点之以是紧张,是由于现在电路事情情况中该高频电磁滋扰徐徐增多,例如设备中的高频开关电源、WiFi、Bluetooth、ZIgbee无线通信模块等。在设计电子旌旗灯号疗养电路时假如不防治 EMI,就有可能让外部的高频电磁滋扰侵扰到电路中,以致是电路无法事情。

LM386 基础特点

LM386 是一款音频功率放大年夜电路,有很宽的事情电压范围(4~18V),供给大年夜约 500mW 的输出功率,电压增益在 20~200 之间。

1、LM386 内部布局

下图是从 TI 公司孕育发生的 LM386 内部等效电路图。它包括有前级差分输入、电压放大年夜以及功率推挽输出。因为内部已经有电阻负反馈回路,以是事情在单电压下,输出级会自动偏置在部分。

TI 公司的 LM386 内部等效电路图

LM386 的事情道理与通俗运放相似。为了前进电路在深度负反馈下的事情的稳定性,在电压放大年夜级的三极管的集电极和基极之间会存在寄生的电容,当频率增高是低落电路的增益,前进电路事情增益稳定裕量。

2. LM386 的频率特点

为了钻研 LM386 受到高频旌旗灯号的影响,必要懂得它的频率特点,即跟着输入旌旗灯号的频谱不合,运放的幅度增益和相位变更。下面经由过程一个简单的实际电路,实测 LM386 的频率特点。

将 LM386 设置设置设备摆设摆设成增益为 200 的放大年夜器的形式,输入的旌旗灯号从 PIN3 经由过程电解电容 10 耦合到电路中来。

LM386 实验电路

在实验电路中,输入 10mV 阁下的旌旗灯号。频率从 1kHz 增添到 2MHz,输出旌旗灯号的幅度跟着频率的变更而呈现变更。鄙人图中还记录了 LM386 输出管脚的直流分量的变更环境,当频率高的时刻输出点的直流分量也呈现变更。

经由过程扫频得到 LM386 的幅频特点和在不合频率下输出偏移量

上面的幅频曲线显示 LM386 是一个低通滤波器的特点。输出增益下降到原本的的时刻,所对应的频率为 LM386 的截止频率。

LM386 的低通截止频率大年夜约为:

频率不仅影响输出旌旗灯号的波音bbin真正官网幅值增益,同时还会引起输出旌旗灯号的相位移动。下面显示了输入输出波形之间关系跟着频率不合而变更。

在不合频率下 LM386 的输入,输出波形与输入波形之间的关系

将输出旌旗灯号的幅度以及它与输入旌旗灯号之间的相位差绘制出来,可以清楚看到频率引起的变更。跟着旌旗灯号频率的增添,输出旌旗灯号的幅值下降,相位在慢慢后进。

不合频率下输出的幅值以及相位差

3. 为什么高频旌旗灯号会引起 LM386 输出直流偏置电压变更?

早年 LM386 的内部机构和基础的频率特点可以看出,当输入旌旗灯号的频率对照低的时刻,LM386 的电压放大年夜倍数对照大年夜,输入输出的相位差小,IC 内部负反馈电阻收集使得输入差分放大年夜级的输入旌旗灯号与反馈旌旗灯号基础上出现平衡,抵消后实际感化在输入三极管基极 - 发射极上的交变旌旗灯号量对照小,此时三极督事情在线性放大年夜状态。

当输入旌旗灯号的频率增添之后,跨越截止频率(550kHz)之后,LM386 的电压增益下降,使得反馈旌旗灯号徐徐低于输入旌旗灯号。同时因为反馈旌旗灯号的相位徐徐后进于输入旌旗灯号,也进一步加大年夜了输入旌旗灯号和反馈旌旗灯号的区别。终极前进了感化在输入级三极管基极 - 发射极上的交流电压分量。当该交流电压分量跨越必然幅值,因为三极管基极导通出现非线性整流感化,是以就会孕育发生附加的整流电波音bbin真正官网压。该电压颠末放大年夜之后,就慢慢影响到输出级的直流电压,从而改变 LM386 的直流偏置。

下面可以经由过程几组不合频率的旌旗灯号,慢慢改变它们的幅值,察看 LM386 直流分量的变更环境。

通带内的频率:1kHz, 50kHz

过渡带的频率:250kHz

阻带内的频率:1000kHz

不合频率输入旌旗灯号对 LM386 直流偏置的影响

1. 频率为 1kHz 正弦旌旗灯号

设置输入旌旗灯号为 1kHz 的正弦波,输入 LM386。旌旗灯号的有效值幅度从 0.01 慢慢升高到 1.00V,对应的 LM386 的输出以及输出直流偏移量变更如下:

输入旌旗灯号幅值增大年夜与输出旌旗灯号幅值、输出直流偏移量之间的关系

LM386 输出波形的变更

2. 频率为 50kHz 正弦旌旗灯号

在输入旌旗灯号的频率为 50KHz 下,输出旌旗灯号的有效值和直流偏移量跟着输入旌旗灯号的有效值从 0.01V 变更到 1.0V 的历程中对应的变更环境。

在 50kHz 下 LM波音bbin真正官网386 的输出旌旗灯号幅度和直流偏移量跟着输入旌旗灯号的幅值增添变更的环境

在 50kHz 下输出波形跟着输入旌旗灯号有效值幅值从 0.01V 增添到 1V 的变更环境

3. 频率为 50kHz 正弦旌旗灯号

在 250kHz 下,输入旌旗灯号增大年夜所引起的输出旌旗灯号和输出偏移量之间的关系

在 250kHz 频率下 LM386 输出波形变更环境

4. 频率为 1MHz 的正弦波旌旗灯号

在 1MHz 下,LM386 输出幅值和直流偏移量之间的关系

在 1MHz 频率下,LM386 的输出旌旗灯号跟着输入旌旗灯号有效值从 0.01 增添到 1.00V 的变更环境

5.波音bbin真正官网 不合频率旌旗灯号结果比较

在不合的频率下,输出的旌旗灯号在开始的时刻都是跟着输入旌旗灯号的幅值增添而上升。然则跟着频率越过了 LM386 的频率范围。输出的旌旗灯号的幅值在高于必然值之后,反而下降。下降的 缘故原由经由过程下面的输出直流分量的变更可以看出来。

在四种不合的频率下运放的输出是输入旌旗灯号的幅度之间的关系

直流分量的变更如下图所示。对付超过跨过 LM386 截止频率之外的旌旗灯号,输出直流偏质量跟着输入旌旗灯号的幅值增添而下降。从而影响了输出旌旗灯号的的动态范围,这也使得输出旌旗灯号中的交流分量低落了。

比较在四种频率下,跟着输入旌旗灯号的幅值增添所引起的输出直流偏移量的变更

从上面的实验可以看出,频率的上下切实着实是影响 LM386 直流偏移量的主要缘故原由。同时输入旌旗灯号的幅值也会影响到输出直流偏移量。

当输入旌旗灯号的有效值低于 0.1V 的时刻,LM386 直流偏移量变更不大年夜,这阐明低级的整流效果还不显着。当输入旌旗灯号的幅值增大年夜,输入级的整流效果增添,就带动输出直流分量下降。

6. 两组扫频实验结果

第一组 :输入有效值为 0.1Vrms 下图比较了在输入相同的环境下,跟着频率的增添输出直流量的变更。

输入 0.1Vrms 下不合频率对应的输出和直流偏置量的变更

输入 0.1Vrms 下,不合频率对应的 LM386 竖立偏移量的变更

第二组:在 0.2Vrms 输入频谱对输出的影响

设置输入旌旗灯号的有效值为 0.2V,测试输入旌旗灯号的频率对付输出旌旗灯号的幅值、输出直流偏质量的影响。

输入旌旗灯号的频谱对输出旌旗灯号和直流偏置的影响

在输入 0.2Vrms 的环境下,旌旗灯号的频率对输出和偏移量的影响

将前面两个实验的直流偏移量跟着频率的增添而变更的环境绘制在一路。

可以看到当输入旌旗灯号的幅值增大年夜时,频率的增添会使得直流偏移量的变越发倍显着。

比较在两种输入点好的电压下,输入频谱对付运放直流偏移量的影响

经由过程前面实验数据阐明,当输入旌旗灯号幅值增大年夜,频率增大年夜时,LM386 的前级整流效果越显着。

前面同砚制作的 LM386 功放假如可以收到当地调频电台的节目,根据前面阐发,这必要有两个前提:

前提 1:在 LM386 的输入端口进入的高频电磁波的幅值足够大年夜,就会引起 LM386 输出整流后的低频旌旗灯号;

前提 2:在输入回路中还应该有一个谐振回路,它的中间点与相近调频电台的频率很靠近。这一方面会增添接管旌旗灯号的幅值,另一方面使用谐振特点曲线,将接管到的调频旌旗灯号的幅值也进行改变,进而有后级的 LM386 整流、放大年夜输出响应的调制音频旌旗灯号。

运算放大年夜器的 EMIRR

早年面阐发来看,施加在运算放大年夜器输入级的高频旌旗灯号,并不会由于运放的低通感化而被打消。相反,当该旌旗灯号幅值大年夜于必然程度之后,它会被运放前级整流,进而影响运放的直流事情点波音bbin真正官网。

输入高频电磁滋扰会引起输出直流电压变更

虽然从运放的输入端、电源端和输出端进入的高频滋扰旌旗灯号都邑影响到输出直流偏置电压,但从输入端进入的滋扰孕育发生的影响最大年夜。

将输入高频滋扰旌旗灯号的幅值与它所引起的运放输出直流的变更之比称为运放的电磁滋扰抑制比(EMIRR)。

将运放设置设置设备摆设摆设成电压跟随器的形式,衡量正输入真个高频滋扰旌旗灯号与它所引起的运放输出直流变更的比值定义为:EMIRR IN+。EMIRR 和 EMIRRIN+

详细的谋略公式如下:

这个数值运放的数据手册中会给出,它注解了运放对外部电磁滋扰抑制的能力。假如电路事情电磁情况恶劣,在设计初期就必要选择 EMIRR 高的运放设计电路。

假如自己选择的运放 EMIRR 数值不高?而又恰好事情在高频滋扰繁杂的情况中,那该怎么办?

此时就必要在电路系统的电磁防护上多下些功夫了。经由过程增添电路输入输出高频滤波电路,对敏感电路区域增添有效樊篱,对高功率部分增添隔离等。终究谁也不盼望自己的电路随时能够收听本地调频电台的广播内容。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

您可能还会对下面的文章感兴趣: