社区导航

 
查看: 928|回复: 13

[讨论] 继网友“万有引力平台”:DIY之手机收音机便携天线的再研究

[复制链接]

288

TA的帖子

4

TA的资源

版主

Rank: 6Rank: 6

发表于 2018-9-10 18:22:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
继网友“万有引力平台”:DIY之手机收音机便携天线的再研究
之前看了网友“万有引力平台”的帖子:
失败DIY之手机收音机便携天线
http://bbs.eeworld.com.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=918130&fromuid=1014845
(出处: 电子工程世界-论坛)
之前我就想探究一下这个手机耳机充当天线的问题,没想到网友抢先一步做出了探究,我只好站在巨人的肩膀上,再DIY一次。
智能手机上的收音机,有的需要插上耳机充当天线才可以用,之前一直搞不明白,就在百度上百度,下面是之前百度到的结果:
1、为什么耳机可以当天线用?
答案1FM信号,为88~108MHz的高频电磁波。手机接收这个信号时,是需要天线的。然而,局限于手机的体积,加装固定天线装置,会增加成本,且不美观。
  根据导线可感生高频电磁波的电流特性,利用较长的耳机导线,加一高频通路电容器,即可将耳机线上感应的FM信号,送给FM收音模块的信号输入端,完成FM信号接收任务。
答案2:手机、MP3等包含的收音机都是调频广播,需要一根电线作为它的接收天线,只要任何一根金属导线都可以,通常都是用耳机线代替的,为避免耳机线上的音频信号串进来,中间需要加装一个电路,将音频信号隔离,只允许调频段的信号通过,因此可以用耳机线做收音机天线。
答案3:当收音机信号不好的时候。把天线靠在水管上(金属)信号就会好的多。老的电视机也是这样。因为信号在进房子的时候。无线电会损耗很多。但是无线电可以在金属中传播。你耳机作天线。耳机线卷起来的时候和耳机线拉直的时候信号也会差很多。
        专业知识不多说。收音机信号本身就是宽频信号。波长很长。耳机线就相当于一个展开的电视信号线。
搜了这么多答案,我好像认识了一点,因为本人比较笨,理解的不深,下面就实践测试一下。
一:实验材料
图片1.png 图片2.png 图片3.png
金属耳机(音频)接头               天线                    耳机
二:实验步骤
第一,我先测试用耳机作为天线的收音机效果
图片4.png
测试效果:耳机的效果当然很好呀!!!!
第二,我再用耳机(音频)接口作为天线的收音机效果
图片5.png
测试效果:效果比较差,收音机收的台比较少,而且音质很差,刺啦刺啦的声音很严重。
第三,我在第二步的基础上,在耳机(音频)接口处外界天线。
图片6.png

确定


测试效果:效果增强了许多,收音机电台也增加了不少,音质也有改善,但是不如耳机的效果。
我在附上测试视频,欢迎感兴趣的网友指点。视频我无法上传,请到资源页查看
下面的内容来自于百度!!!!!!!
用于FM接收的耳机天线
Si484x FM接收机支持耳机天线。长度为1.1~1.45米的耳机天线可以应用在FM接收机中,因为这个长度接近FM波长的一半(FM波长大约是3米)。



1.  耳机天线的设计
典型的耳机线须包含有3根(2根音频线和1根公共线)或更多的导线。Si484x输出的左右声道信号,经过耳机功放驱动后,连接到耳机的左右声道音频线上,而耳机的公共线可作为音频返回通路和FM天线。耳机中的其它导线可能是用于麦克风,开关或者其它功能。在某些应用中,FM天线是耳机线中一根独立的导线。图9所示为典型耳机天线的应用电路。
图片7.png
9. 典型耳机天线的应用电路
2.  耳机天线原理图
图片8.png
10. 耳机天线原理图
耳机天线的应用至少需要器件LMATCH,C4,F1,和 F2。ESD保护管和耳机功放一般也是收音芯片电路所需要的器件。
LMATCH 为匹配电感,选择正确的电感值,可以在整个FM波段上获得最大的电压增益。LMATCH 在100MHz的Q值应不小于15且其直流阻抗尽量小。
C4 为交流耦合电容,起到隔直的作用。LNA输入电容为4~6 pF,为尽可能减少由C4引起的损耗,C4取值要尽可能大,推荐值为100pF ~1nF。
磁珠F1和F2放在耳机功放和耳机之间,提供低阻抗的音频通路和高阻抗的RF通路。除了FMI和用作天线的耳机公共线,其它的耳机导线连接处都要加磁珠,如左右音频线,麦克风音频线,开关线等。如图10所示的例子中,左右音频线的连接点处都加了磁珠。磁珠应选用100MHz时阻抗为2.5 kW或者阻抗更大的磁珠,比如 Murata 的BLM18BD252SN1。100 MHz时的高阻值磁珠可以最大化RSHUNT和RP。参考“AN383:Si47xx Antenna, Schematic,Layout, and Design Guidelines”附录A“FM Receive Headphone Antenna Interface Model”,可详细了解RSHUNT, RP等的详细解释。
如果设备的ESD要求超出了耳机功放和Si484x的ESD级别,推荐使用ESD保护二极管D1、D2和D3。ESD保管二极管的结电容最好小于1pF,比如California Micro Devices的CM1210,此二极管的小结电容值可以最小化CSHUNT和CP。如果D1和D2的结电容大于1pF, 需要将其放置在磁珠F1/F2和耳机功放之间来减小CSHUNT,当然,这样会减小ESD保护的效率。D3的位置不能改变,所以该二极管的结电容要小于1 pF。每个ESD保护二极管封装里都包括两个二极管,分别保护正负ESD冲击。
C9、C10(125 μF)为交流耦合电容,起到隔直的作用。
R5、R6 为可选的放电电阻,在耳机拔出后,用来使交流耦合电容C9,C10放电。
C5、C6为可选的高频旁路电容,放置在耳机功放输出的左右音频线上,减少串到天线的数字噪声,其推荐值为100 pF或者更大。设计者在选用该电容值时,要确认耳机功放有足够的驱动能力,允许输出端并接这样的电容。
上述原理图使用了National Semiconductor的耳机功放 LM4910,LM4910器件规格书中推荐使用R1~R4、C7、C8。左右音频声道放大器放大倍数为R3/R1
R4/R2,可以通过改变电阻R3和R4的阻值改变放大倍数。根据耳机本身具有的电声增益,通常推荐设置耳机功放的放大倍数为0.6~1.0。交流耦合电容C7
C8和电阻R1、R2分别组成高通滤波器,设置音频放大器的低频率门限。左右音频放大电路的高通滤波器拐点频率计算如下:
图片9.png
公式2. 高通滤波器拐点频率计算
使用图10中的器件,根据公式2可以计算出,耳机功放的拐点频率大概为20 Hz.
C1 是LM4910的电源旁路电容。LM4910的第3脚是低电平关断使能脚,加低电平给第3脚时,可以关断LM4910。LM4910的第3脚的低电平门限值为0.4V
,高电平门限值电压为1.5V。
10对应的BOM如表10所示。对于电阻电容的供应商,用户可自行选择。
3.  耳机天线电路原理图
BOM表10.耳机天线BOM
图片10.png
4.  耳机天线PCB Layout
匹配电感LMATCH和耳机插座J24应靠近放置,同时远离噪声源,如时钟,数字电路等等。
为了最小化CSHUNT和CP,磁珠F1、F2尽可能靠近耳机插座。
为了最大化ESD管的保护效率,二极管D1, D2和D3尽可能的靠近耳机插座。如果D1、D2的结电容大于1 pF, 需要将其放置在磁珠F1/F2和耳机功放之间来减小CSHUNT。
收音机芯片尽可能的靠近耳机插座,减少芯片到耳机插座间的走线长度,并使走线宽度变窄,尽可能的远离GND平面,减小走线的电容 CPCBANT。另外也要减少该走线上的过孔,只在顶层或底层走线。该走线附近不应铺铜,也不需要一定设计成50W 。
为了减少串到天线的数字噪声, 高频旁路电容C5、C6 可以放置在耳机功放输出的左右音频线上。推荐值为100 pF或者更大。但是用户在选用电容时,要确认耳机功放是否有足够的驱动能力,允许输出端并接这样的电容。
5.  耳机天线设计检查明细
天线长度应为 1.1 ~1.45米。n
使用匹配电感 LMATCH ,提升整个FM波段信号强度。n
匹配电感 LMATCH Q值不小于15,且直流阻抗尽可能小。n
匹配电感 LMATCH靠近耳机插座,并远离干扰源。n
Si484x尽可能的靠近耳机插座,减少芯片到耳机插座间的走线长度。这样可以减小线路的寄生电容CPCBANT和噪声源对天线的干扰,以便得到最佳的FM
接收性能。
磁珠 F1、F2 应选用在100MHz时阻抗为2.5 kW或阻抗更大的磁珠,以增大RSHUNT和Rp值。n
磁珠 F1、F2 尽可能靠近耳机插座。
ESD二极管 D1~D3 应选用结电容值小的二极管。
ESD二极管D1~D3 尽可能靠近耳机插座,最大化ESD保护效率。n
可选的高频旁路电容放置在耳机功放输出的左右音频线上,减少串到天线的数字噪声。



回复

使用道具 举报

301

TA的帖子

8

TA的资源

一粒金砂(高级)

Rank: 3Rank: 3

发表于 2018-9-10 20:17:31 | 显示全部楼层
这思路是什么,我一直没太看懂?手机上的收音机APP不是有内置的天线吗?两者不会错软吗?

点评

那一款 什么型号的手机是有内置收音机天线的?  详情 回复 发表于 2018-9-10 23:11


回复

使用道具 举报

288

TA的帖子

4

TA的资源

版主

Rank: 6Rank: 6

 楼主| 发表于 2018-9-10 21:00:53 来自手机 | 显示全部楼层
有的智能手机没有内置天线,需要接入外设,现在集成度可能比较高了,手机里面内置了天线,我的没有内置天线,所以做了上面的探索


回复

使用道具 举报

1659

TA的帖子

0

TA的资源

版主

Rank: 6Rank: 6

发表于 2018-9-10 23:11:16 | 显示全部楼层
挺厉害的啊,点个赞


回复

使用道具 举报

2355

TA的帖子

0

TA的资源

五彩晶圆(中级)

Rank: 8Rank: 8

发表于 2018-9-10 23:11:48 | 显示全部楼层
lehuijie 发表于 2018-9-10 20:17
这思路是什么,我一直没太看懂?手机上的收音机APP不是有内置的天线吗?两者不会错软吗?

那一款 什么型号的手机是有内置收音机天线的?

点评

当时联想k3,自带fm  详情 回复 发表于 2018-9-11 08:40
在酱缸文化里,一个敢在圈子里说真话的是不受喜欢的,会被老大老二老三老四老六老七老八和一些滥人等往死里整,嘿嘿!


回复

使用道具 举报

2355

TA的帖子

0

TA的资源

五彩晶圆(中级)

Rank: 8Rank: 8

发表于 2018-9-10 23:19:39 | 显示全部楼层
多数FM方案采用耳机作天线时,耳机插孔都分别接有一颗1500欧@100MHz的磁猪。虽然现在收音机的RF输入阻抗也大约是1500-3000欧,看似外接的所谓信号放大器在利用磁猪作为RF的地回路,影响貌似不大。
不过,这是肤浅的看法。这些方案的RF端接的LC并联回路其特性阻抗只有几十欧,直接插耳机当天线刚好匹配。但若在耳机端子上挂外接的信号放大器,LC上的幅频响应曲线就成个塔形,玩玩可以,别当真。
在酱缸文化里,一个敢在圈子里说真话的是不受喜欢的,会被老大老二老三老四老六老七老八和一些滥人等往死里整,嘿嘿!


回复

使用道具 举报

2355

TA的帖子

0

TA的资源

五彩晶圆(中级)

Rank: 8Rank: 8

发表于 2018-9-11 00:05:21 | 显示全部楼层
睡了又爬起来。也就是说,本来这里是利用“共模”,磁猪本来是用于阻挡耳机线上感应到的RF信号被旁路的并联元件,你偏偏要强行搞成“差模”,让它成为阻碍“放大”后的信号的串联元件。
FM IC的RF输入端一般都是100nH的电感,并一颗二十几pF的电容,特性阻抗60欧,大至上与天线阻抗相近,Q非常低,带宽极宽,中心频率偏了也无所谓,所以能实现“免调”,不同的方案略有不同,但悬殊不大。
在酱缸文化里,一个敢在圈子里说真话的是不受喜欢的,会被老大老二老三老四老六老七老八和一些滥人等往死里整,嘿嘿!


回复

使用道具 举报

301

TA的帖子

8

TA的资源

一粒金砂(高级)

Rank: 3Rank: 3

发表于 2018-9-11 08:40:53 | 显示全部楼层
PowerAnts 发表于 2018-9-10 23:11
那一款 什么型号的手机是有内置收音机天线的?

当时联想k3,自带fm

点评

K3的FM是网络FM收音机,电脑上也有类似的应用软件,比如大名鼎鼎的PC版龙卷风收音机  详情 回复 发表于 2018-9-11 12:42


回复

使用道具 举报

2355

TA的帖子

0

TA的资源

五彩晶圆(中级)

Rank: 8Rank: 8

发表于 2018-9-11 12:42:40 | 显示全部楼层
lehuijie 发表于 2018-9-11 08:40
当时联想k3,自带fm

K3的FM是网络FM收音机,电脑上也有类似的应用软件,比如大名鼎鼎的PC版龙卷风收音机

点评

我记得当时是在没联网的情况下,有没有插耳机我忘了,但是没联网时也可以用的。  详情 回复 发表于 2018-9-11 17:35
在酱缸文化里,一个敢在圈子里说真话的是不受喜欢的,会被老大老二老三老四老六老七老八和一些滥人等往死里整,嘿嘿!


回复

使用道具 举报

301

TA的帖子

8

TA的资源

一粒金砂(高级)

Rank: 3Rank: 3

发表于 2018-9-11 17:35:57 | 显示全部楼层
PowerAnts 发表于 2018-9-11 12:42
K3的FM是网络FM收音机,电脑上也有类似的应用软件,比如大名鼎鼎的PC版龙卷风收音机

我记得当时是在没联网的情况下,有没有插耳机我忘了,但是没联网时也可以用的。

点评

联想工程师作证  详情 回复 发表于 2018-9-11 21:36


回复

使用道具 举报

2355

TA的帖子

0

TA的资源

五彩晶圆(中级)

Rank: 8Rank: 8

发表于 2018-9-11 21:36:56 来自手机 | 显示全部楼层
lehuijie 发表于 2018-9-11 17:35
我记得当时是在没联网的情况下,有没有插耳机我忘了,但是没联网时也可以用的。

联想工程师作证
Screenshot_2018-09-11-21-29-49.png


回复

使用道具 举报

866

TA的帖子

2

TA的资源

版主

Rank: 6Rank: 6

发表于 2018-9-12 08:41:18 | 显示全部楼层
厉害了,又学了一招,谢谢分享
一直搞软件,对高频不太了解,
专注智能产品的研究与开发,专注于电子电路的生产与制造……QQ:2912615383,电子爱好者群: 422240210


回复

使用道具 举报

494

TA的帖子

21

TA的资源

版主

Rank: 6Rank: 6

发表于 2018-9-12 23:13:48 | 显示全部楼层
这个厉害了,很久以前我的步步高手机也是需要插耳机,我还记得有时候收台不清楚的时候就动一下耳机线,就清楚了,这是不是说明耳机线的形状或者朝向对信号强度也有影响呀

点评

嗯嗯,是的,耳机作为天线,天线接收信号,调整天线就可以调整信号  详情 回复 发表于 2018-9-13 09:46
QQ:252669569


回复

使用道具 举报

288

TA的帖子

4

TA的资源

版主

Rank: 6Rank: 6

 楼主| 发表于 2018-9-13 09:46:58 | 显示全部楼层
lb8820265 发表于 2018-9-12 23:13
这个厉害了,很久以前我的步步高手机也是需要插耳机,我还记得有时候收台不清楚的时候就动一下耳机线,就清 ...

嗯嗯,是的,耳机作为天线,天线接收信号,调整天线就可以调整信号


回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

  • 论坛活动 E手掌握

    扫码关注
    EEWORLD 官方微信

  • EE福利  唾手可得

    扫码关注
    EE福利 唾手可得

小黑屋|手机版|Archiver|电子工程世界 ( 京ICP证 060456 )

GMT+8, 2018-11-21 07:57 , Processed in 0.428127 second(s), 20 queries , Gzip On, MemCache On.

快速回复 返回顶部 返回列表