第6节 无线电电路(修订中)
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(a) 水晶收音机。(b) 天线处的调制射频。(c) 二极管阴极处的整流射频，没有 C2 滤波电容。(d) 解调到耳机的音频。
天线接地系统、谐振电路、峰值检测器和耳机是图 (a) 所示晶体收音机的主要组件。天线吸收通过其他组件流向地面的发射无线电信号 (b)。C1 和 L1 的组合构成一个谐振电路，称为储能电路。其目的是从许多可用的无线电信号中选择一种。可变电容器 C1 允许调谐到各种信号。二极管通过 RF 的正半周，去除负半周 (c)。C2 的大小可过滤来自 RF 包络 (c) 的射频，将音频 (d) 传递到耳机。请注意，水晶收音机不需要电源。具有较低正向电压降的锗二极管提供比硅二极管更高的灵敏度。
虽然上面显示了 2000Ω 磁性耳机，但陶瓷耳机（有时称为水晶耳机）更为灵敏。除了最强的无线电信号外，陶瓷耳机是理想的。
下图中的电路产生比晶体探测器更强的输出。由于晶体管在线性区域没有偏置（没有基极偏置电阻），它只在射频输入的正半周期内导通，检测音频调制。晶体管检测器的一个优点是除了检测之外还可以放大。这种更强大的电路可以轻松驱动 2000Ω 磁性耳机。请注意，晶体管是锗 PNP 器件。由于 0.2V VBE 低于硅，这可能更敏感。但是，硅器件仍然可以工作。NPN 硅器件的反向电池极性。
TR 一，一个晶体管收音机。无偏置电阻器可用作检测器
2000Ω 耳机不再是广泛可用的物品。但是，当与合适的音频变压器配对时，可以替代便携式音频设备常用的低阻抗耳塞。
下图中的电路为晶体探测器增加了一个音频放大器，以获得更大的耳机音量。原始电路使用锗二极管和晶体管。可以用肖特基二极管代替锗二极管。如果根据表格改变基极偏置电阻，则可以使用硅晶体管。
带有一个晶体管音频放大器的晶体收音机，基极偏置
对于更多的晶体收音机电路、简单的单晶体管收音机和更先进的低晶体管数收音机。
Regency TR1：第一台大规模生产的晶体管收音机，1954 年
下图中的电路是一个集成电路 AM 收音机，在单个 IC 中包含所有有源射频电路。所有电容器和电感器以及一些电阻器都位于 IC 外部。370 pF 可变电容器调谐所需的射频信号。320 pF 可变电容器将本地振荡器调谐到射频输入信号以上 455 KHz。RF 信号和本地振荡器频率混合在引脚 15 处产生两者的和和差。引脚 15 和 12 之间的外部 455 KHz 陶瓷滤波器选择 455 KHz 差频。大部分放大在引脚 12 和 7 之间的中频 (IF) 放大器中。引脚 7 上的二极管从 IF 恢复音频。一些自动增益控制 (AGC) 被恢复并过滤到 DC 并反馈到引脚 9。
集成电路收音机
下图显示了射频输入调谐器的传统机械调谐 (a) 和带有变容二极管调谐的本地振荡器 (b)。双可变电容器的网状板构成庞大的组件。用变容调谐二极管代替它是经济的。增加反向偏置 Vtune 会降低电容，从而增加频率。Vtune 可以由电位器产生。
(a) 机械调谐与 (b) 电子变容二极管调谐的 IC 无线电比较。
下图显示了零件数更低的 AM 收音机。索尼工程师在 8 针 IC 中包含了中频 (IF) 带通滤波器。这消除了外部 IF 变压器和 IF 陶瓷滤波器。射频 (RF) 输入和本地振荡器仍需要 LC 调谐组件。不过，可变电容器可以用变容调谐二极管代替。
紧凑型 IC 无线电无需外部 IF 滤波器
下图显示了基于 NXP Wireless 的 TDA7021T 集成电路的低部件数 FM 收音机。笨重的外部 IF 滤波器变压器已被 RC 滤波器取代。电阻器是集成的，而电容器是外部的。该电路已根据 NXP 数据表中的图 5 进行了简化。有关省略的信号强度电路，请参见数据表的图 5 或图 8。简单的调谐电路来自图 5 测试电路。图 8 有一个更精细的调谐器。数据表 图 8 显示了带有用于驱动扬声器的音频放大器的立体声 FM 收音机。
IC FM 收音机，信号强度电路未显示
对于建设项目，推荐使用上图中的简化调频收音机。对于 56nH 电感器，在 0.125 英寸钻头或其他心轴上缠绕 8 匝 #22 AWG 裸线或漆包线。取下心轴并拉伸至 0.6 英寸长。调谐电容器可以是微型微调电容器。
下图是一个共基极 (CB) RF 放大器的示例。这是一个很好的说明，因为它看起来像一个缺少偏置网络的 CB。由于没有偏置，这是一个 C 类放大器。晶体管在输入信号的 180° 以下导通，因为 180° B 类至少需要 0.7 V 偏置。共基极配置在高射频频率下比共发射极具有更高的功率增益。这是与小信号放大器相对的功率放大器 (3/4 W)。输入和输出 π 网络分别将发射极和集电极与 50 Ω 输入和输出同轴终端匹配。输出 π 网络还有助于过滤 C 类放大器产生的谐波。不过，现代辐射发射标准可能需要更多部分。
C 类共基 750 mW 射频功率放大器。L1 = #10 铜线 1/2 圈，内径 5/8 英寸，高 3/4 英寸。L2 = #14 镀锡铜线 1 1/2 匝，内径 1/2 英寸，间距 1/3 英寸。
下图显示了一个高增益共基射频放大器的示例。与其他配置相比，公共基极电路可以推到更高的频率。这是一种常见的基极配置，因为晶体管基极通过 1000 pF 电容器为交流电接地。电容器是必需的（与 C 类不同，上图）以允许 1KΩ-4KΩ 分压器偏置晶体管基极以进行 A 类操作。500Ω 电阻器是发射极偏置电阻器。它们稳定集电极电流。850Ω 电阻器是集电极直流负载。三级放大器在 100 MHz 时提供 38 dB 的总增益，带宽为 9 MHz。
A类共基小信号高增益放大器
级联放大器具有像共基放大器一样的宽带宽和像共发射极布置一样的中等高输入阻抗。这个级联放大器的偏置（下图）在示例问题 Ch 4 中计算出来。
A类级联小信号高增益放大器
该电路在 BJT 第 4 章的“级联共栅”部分进行了仿真。使用射频或微波晶体管以获得最佳的高频响应。
PIN 二极管 T/R 开关在发射期间断开接收器与天线的连接
用于测向仪接收器的 PIN 二极管天线开关
PIN二极管衰减器：PIN二极管用作电压可变电阻器
PIN 二极管排列在一个 π 衰减器网络中。与单个串联二极管相比，反串联二极管消除了一些谐波失真。固定的 1.25 V 电源正向偏置并联二极管，这些二极管不仅通过电阻从地传导直流电流，还通过二极管的电容器将射频传导到地。控制电压 Vcontrol 会随着电流的增加而增加通过并联二极管的电流。这降低了电阻和衰减，将更多的射频从输入传递到输出。在 Vcontrol= 5 V 时衰减约为 3 dB。在 Vcontrol = 1 V 时衰减为 40 dB，频率响应平坦至 2 GHz。在 Vcontrol= 0.5 V 时，10 MHz 时衰减为 80 dB。但是，频率响应变化太大而无法使用。
相关练习：
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