盡管無處不在的LM386 IC一開始是設計用作音頻放大器，但它有許多未記錄的特性，可用于設計簡單的無線電接收器電路，并且這些電路還能提供驚人的高性能。這些電路可用于接收中、短波波段的AM、CW和SSB射頻傳輸，而不需要外部天線。
仔細觀察圖1所示LM386的內部原理圖，可以發現其電壓增益由其內部反饋電阻和可選(外部)旁路電阻值的比值所決定。如果沒有添加旁路電阻，那么該器件的單路輸入電壓增益等于15000/(1350+150)=10。當使用差分模式(輸入到引腳2和3)時，其增益將是這個值的兩倍。
當在引腳1到8之間放置一個10μF的電容時，它會繞過1350Ω的反饋電阻，使單路輸入增益變為15,000/150=100。在引腳1和地之間移動該旁路電容，可以有效地繞過完全決定交流音頻的負反饋電阻。這會導致“15000/？”的極高的未確定音頻增益，但可以通過對10μF旁路電容串聯一個小電阻來確定它。值為10Ω的電阻的增益為15,000/10=1,500。在這種配置中，可以實現的最大電壓增益超過70dB。
一種簡單的TRF接收器
LM386作為無線電接收器的潛力是在幾年前在調查使用這些器件的接收器的異常行為時所發現的。在故障排除過程中，很明顯，LM386充當了高增益射頻包絡檢波器，只需將調諧電路連接到其輸入端即可用作AM接收器。事實證明，通過實現前面提到的LM386的兩個特性，并在輸入端使用調諧標準MW鐵氧體棒電感器，可以設計一個簡單的調諧射頻(TRF)接收器。雖然不是特別敏感，但在城市環境中使用時，它能在沒有外部天線的情況下接收少數本地電臺。這個接收器的電路如圖2所示。
圖2：LM386可用作調諧射頻接收器。
再生中波接收器
LM386的數據手冊表明，在頻率超過1MHz時，其增益大于單位1(10dB)(圖3)。因此，LM386能夠在中波AM波段(540至1600kHz)內振蕩，這就使其可以用作中波AM再生接收器。這大大提高了TRF版本的靈敏度和選擇性。結果如圖4所示。
圖4：此原理圖顯示了如何將LM386用作中波再生接收器。
如果去除再生控制，則電路變成Colpitts振蕩器。整個諧振電路所需的兩個Colpitts反饋電容是LM386引腳3上的固有輸入電容，以及與之串聯的從引腳1到地的220pF電容。通過將扼流圈與10μF電容串聯接地，音頻增益達到最大化。它的值可能在1到10mH之間。較高值的扼流圈會有一些內阻，這會略微降低最大音頻增益。如果使用較小值的扼流圈并且音頻增益過大，則可將較小值的電阻(10至100Ω)與扼流圈串聯。與10μF電容串聯的扼流圈會將確定放大器音頻增益的內部反饋電阻旁路掉，但對RF頻率呈現高阻抗，因此該電路可用作Colpitts RF振蕩器。為了控制增益，以便可以改變振蕩器的再生以使其可以用作再生接收器，電路中設置了一個10kΩ的可變電阻來改變引腳7上的電壓，這樣可以降低同相引腳3上的振蕩晶體管所吸收的電流，進而降低振蕩器的增益。
再生短波接收器
基于LM386的短波版接收器如圖5所示。在使用3英寸鐵氧體棒和高L/C比值的條件下，當使用9V電源時，電路能夠在超過8MHz的頻率下工作。由3英寸鐵氧體棒繞制20匝線圈和100pF可變電容所組成的諧振電路，其調諧范圍約為3.5至6.5MHz?？赏ㄟ^使用較大值的可變電容和從電感上移除幾匝線圈，增加上限調諧范圍。當使用National Semi或三星制造的LM386設計時，此配置可接收高達8MHz的80米和40米業余頻段。
圖5：LM386可用于設計短波再生接收器。
該接收器的性能出奇地好，具有極好的靈敏度和選擇性，可與使用內置鞭狀天線的最佳商用手持短波接收器相媲美。它可以在不需要外部天線的情況下接收許多北美短波，以及80和40米業余波段的許多CW和SSB傳輸。如果需要，可通過使用繞制在鐵氧體棒上的單匝線圈鏈路，將外部天線松散耦合到接收器(以防止振蕩器加載)?？梢允褂脝蝹€JFET或晶體管RF緩沖器來隔離天線；由于使用了鐵氧體棒電感，因此還可以將其以電感方式耦合到大型環形天線上。與直接轉換接收器不同，強烈的短波信號是“軟捕獲”的，這使得調諧更容易并最大限度地減少環境原因造成的任何頻率漂移。
更高的頻率和更多的功能
在較高接收頻率下使用LM386的高增益和RF包絡檢波器特性，可以通過添加基本上是單晶體管Q乘法器的東西來實現。圖6所示的最后一組電路在Colpitts振蕩器配置中添加了一個晶體管，其與LM386的高增益和RF包絡檢測特性一起，產生了高性能的再生接收器。當與鐵氧體棒電感一起使用時，它們能夠以超過14MHz的頻率振蕩，并在接收到強大的商業短波電臺時產生震耳欲聾的音量。這些原理圖顯示了采用2N3906通用PNP晶體管的電路，但2N2907和2N4403也已成功使用。
在電路1、2和3中，LM386輸入直接跨接在諧振電路上，并將LM386用作RF包絡檢波器。電路4具有相對較大的耦合電容，它使用LM386作為音頻放大器和射頻包絡檢波器，并且兩個信號都出現在前端晶體管的發射極。電路5輸入耦合電容的值較小，并且使用LM386作為射頻包絡檢波器，只檢測前端晶體管發射極上的射頻。電路6作為射頻包絡檢波器，并通過將LM386的差分輸入連接在一起，消除了輸入耦合電容的需要。這可以防止晶體管發射極上的直流輸入電壓(約0.6V)使LM386飽和。
圖6：使用高增益和RF包絡檢波器模式設計LM386短波再生接收器。
用3英寸鐵氧體棒上的8匝線圈和標準中波polyvaricon可變調諧電容的兩個組制作諧振電路，可使電路6獲得大約3.5至10.5MHz的調諧范圍，從而涵蓋80米和40米業余頻段。當接收器振蕩并且再生控制發生變化時，會有輕微的頻移，這一特性實際上是接收SSB信號時的一項有利條件，因為再生控制可用于微調。
設計注意事項
盡管這些電路已經用塑料原型板成功制造，但它們的高增益決定了它們最好是使用曼哈頓式或死蟲(dead bug)式的元器件布局以良好的銅地平面制作。請注意，對于這些電路，必須要防止輸出引腳5上的任何RF泄漏反饋回鐵氧體棒電感的可能性。如果使用的物理布局產生了音頻嘯叫的問題，那么就值得在耳機上串聯一個值為1到10mH的扼流圈。
將該接收器與標準的32Ω立體聲耳塞式耳機配合使用可以很好工作?？梢詫⑺鼈儾⒙撌褂?，得到16Ω負載阻抗而獲得更大音量；也可以將它們串聯使用，得到64Ω阻抗。當使用標準的32Ω立體聲耳塞時，這可以通過使用立體聲輸出插孔而不連接地線來實現。
純粹主義者可能希望添加電壓調節和變容二極管微調來提高電路的可用性，但我發現即使是最簡單的形式，其性能也足以滿足隨意的聆聽。
Martyn McKinney是一名電氣工程師，現已退休，他曾在IBM、Collins Radio和Motorola等公司工作，并在加拿大多倫多的一所社區學院教授電子理論、通信和匯編語言編程。
（原文刊登于EDN美國版，參考鏈接：Create radio receiver circuits with the LM386 audio amplifier，由Franklin Zhao編譯。）
本文為《電子技術設計》2022年6月刊雜志文章，版權所有，禁止轉載。免費雜志訂閱申請點擊這里。
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