对于150kHz导航信号放大接收模块测试实验

简 介： 由龙邱根据 测试基于2SK241的150kHz的高频放大器设计的导航信号放大检波模块测试结果。并根据传统AM接收机的电路讨论了几点增加接收电路灵敏度的方案。

关键词： 调幅接收，无线电，放大检波，再生，倍压检波，智能车竞赛，节能型表

 

§01 几种线圈接收信号

---

  今天看到由龙邱提供的仿照 测试基于2SK241的150kHz的高频放大器 中对于150kHz导航信号进行放大检波的电路性能测试的の结果。下图是放大电路的原理图。

^{▲ 直接放大与检波电路原理图}

1.工字型电感

  卓老师，这个是9.3mH//125pF工字电感，8*10mm。

天线参数配置：

电感（uH）： 9300 $\mu H$
线圈尺寸（mm） ：8×10
谐振电容（nF）：23.5 $nF$

^{▲ 使用8×10 9.3mH电感接收信号}

2.扁平空心线圈

  这个是50uH//23.5nF测试的线圈。根据计算f=150kHz，LC=1158(uH,nF)。

天线参数配置：

电感（uH）： 50 $\mu H$
线圈尺寸（mm） ：螺旋线圈，单圈。
谐振电容（nF）：1158 $nF$

^{▲ 使用测试灯线圈来接收150kHz交变磁场}

3.无线电能接收线圈

  那就用利兹线圈试试看，我们在焊接一个13uh的接收线圈

^{▲ 无线电能接收线圈}

现券基本参数：

电感（uH）： 13.79
电阻（Ω）：0.068
重量（g）：47
尺寸： 内径：7.1cm； 外径：10.9cm
匝数： 10匝

  下面测试，可以看到接收线圈达到了2米的距离范围了。

^{▲ 采用无线接收线圈接收感应信号}

 

§02 直放式放大检波电路

---

  直放式放大检波电路是一款 老式的直放式AM收音机 。

1.基本电路形式

  这种基本AM接收机的增益主要是由两方面组成：

• 接收天线的增益：包括天线谐振电路的等效天线高度，以及天线的Q值；
• JFET功率放大能力，主要是由JFET的 前向转移导纳 ,$\left|y_{fs}\right|$决定。

^{▲ 基于JFET直放式倍压检波调幅接收机}

  为了提高这种接收机的灵敏度，通常采用一下两种方法进行改进。

2.再生放大方式

  下图给出了再生式AM接收放大器形式。它通过正反馈线圈$L_1$缠绕在接收线圈$L_2$上，形成一定的正反馈，来提高接收回路的品质因子 Q。 通过电位器$R_3$调节正反馈量，使得整体电路的增益达到一定数值，并且不产生振荡。

^{▲ 再生式AM接收检波电路}

  电路的检波则是利用JFET三极管$Q_1$的非线性完成对于高频信号的检波，经过滤波电容$C_4$之后，驱动耳机$Z_1$（阻抗为2kΩ）输出音频信号。

3.增加前方电路

  通过前级LNA（低噪声放大器）对于来自天线的信号进行放大之后，接入后级的放大检波。

^{▲ 带有前置LNA电路的两管AM接收电路}

4.电路增益需求

  现在线圈发射模型是属于 磁偶极子 模型，所以它的磁环衰减是按照距离的三次方衰减。所以需要前端接收部分，线圈和谐振电容组成的谐振回路，Q值要高； 后级进行解调的过程中，死区要小。

  提高接收线圈的灵敏度：
  1. 需要增加线圈的体积；
  2. 需要增加谐振回路的Q值；

  这样会就可以利用前面的电路，实现 5米的范围，69mV，所以，远离到7米，达到10mV应该是没有问题。

 

※ 测试实验总结 ※

---

  根据LQ发送的测试数据和现象，初步达到的电鱼150kHz导航信号的接收预放大。但距离所希望的5米范围内的可靠接收还是有一定的差距。

  根据 测试基于2SK241的150kHz的高频放大器 中的建议，还需要在接收天线的体积以及绕制天线线圈Q值提高方面提高，从而提高整个接收检波电路的增益。

  前面电路中测试了直接利用无线电能接收线圈来完成信号的接收，的确有想法。如果能够实现这种结构，使得无线接收线圈达到一物两用，应该称得上设计的巧妙之处了。

 

---

■ 相关文献链接:

• 测试基于2SK241的150kHz的高频放大器
• 老式的直放式AM收音机
• 前向转移导纳