CN108199798B - 一种收音机天线的供电电路 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种收音机天线的供电电路。供电电路包括：供电电源、高阶低通滤波单元以及陷波单元，所述高阶低通滤波单元的阶数为N，所述陷波单元包括(N‑1)个陷波滤波器，N≥2，所述高阶低通滤波单元，用于接收所述供电电源产生的电源信号，对所述电源信号进行滤波处理，得到第一滤波信号；所述陷波单元，用于接收所述第一滤波信号，对所述第一滤波信号的谐振峰进行抵消处理，得到第二滤波信号，为所述收音机天线供电。如此方案，有助于高效衰减调幅或调频频段附近的噪声。

Description

一种收音机天线的供电电路

技术领域

本公开涉及收音机技术领域，具体地，涉及一种收音机天线的供电电路。

背景技术

调频/调幅收音机是一种日常生活中较为常见的设备，被广泛集成在车辆、飞机等交通工具，或者手机等电子设备中，用户可以通过收音机收听各种广播节目，还可及时掌握路况、天气等信息。所以，收音机已经成为车载以及手机系统中必不可少的组成部分。但若收音机广播的声音中出现噪声，则会影响用户的使用体验。

以集成了收音机的汽车为例，随着车联网、自动驾驶、辅助驾驶等技术的不断发展，车机内部的功能模块越来越多，开关电源也随之增多。由实际应用可知，开关电源会产生音频噪声，故随着开关电源的增多，收音机天线的供电电源处的噪声能量越来越强、频段也越来越多，通常，这部分噪声的频段一般集中在调幅频段附近，且在调频频段附近也会存在噪声的高频分量，如此，供电电路为天线供电时，这部分噪声会随着电源信号进入收音机的选频网络以及数字tuner(中文：收音机调谐器)模块，对广播的声音产生干扰，即广播中存在噪声，需要对噪声进行滤波处理。

目前的滤波方案主要是通过电感进行滤波，但对噪声的衰减率低，仍会将调幅或调频频段附近的噪声引入选频网络以及数字tuner模块，影响去噪效果。这主要是因为，通常电感值越大滤波效果越好，但电感值越大，所占用的物理体积越大，由于供电电路芯片体积有限，因此进行滤波的电感的电感值不能太大。

发明内容

本公开的主要目的是提供一种收音机天线的供电电路，有助于高效衰减调幅或调频频段附近的噪声。

为了实现上述目的，本公开还提供一种收音机天线的供电电路，包括：供电电源、高阶低通滤波单元以及陷波单元，所述高阶低通滤波单元的阶数为N，所述陷波单元包括(N-1)个陷波滤波器，N≥2，

所述高阶低通滤波单元，用于接收所述供电电源产生的电源信号，对所述电源信号进行滤波处理，得到第一滤波信号；

所述陷波单元，用于接收所述第一滤波信号，对所述第一滤波信号的谐振峰进行抵消处理，得到第二滤波信号，为所述收音机天线供电。

可选地，所述高阶低通滤波单元的谐振频率f₁不大于所述收音机天线调幅频率的下限值。

可选地，所述陷波单元的谐振频率f₂＝k f₁，10≤k≤30。

可选地，所述高阶低通滤波单元包括第一电感和第一电容；所述第一电感一端与所述供电电源相连；所述第一电感另一端与所述陷波单元相连，且所述第一电感另一端经所述第一电容接地；

所述陷波单元包括第二电感和第二电容；所述第二电感一端与所述高阶低通滤波单元、所述天线相连；所述第二电感另一端经所述第二电容接地。

可选地，所述供电电路还包括信号抑制单元，所述信号抑制单元串联在所述陷波单元与所述收音机天线之间；

所述信号抑制单元，用于抑制所述收音机天线接收的调幅信号和/或调频信号进入所述供电电路。

可选地，所述信号抑制单元包括电感，

所述电感，用于增强所述供电电路对所述调频信号的阻抗，抑制所述调频信号进入所述供电电路。

可选地，所述信号抑制单元包括二极管，

所述二极管，用于增强所述供电电路对所述调幅信号的容抗，抑制所述调幅信号进入所述供电电路。

可选地，所述信号抑制单元包括电感和二极管，所述电感分别与所述陷波单元和所述二极管相连，所述二极管的另一端与所述收音机天线相连；

所述电感，用于增强所述供电电路对所述调频信号的阻抗，抑制所述调频信号进入所述供电电路；

所述二极管，用于增强所述供电电路对所述调幅信号的容抗，抑制所述调幅信号进入所述供电电路。

可选地，所述电感包括磁珠。

可选地，所述供电电路还包括旁路电容，所述旁路电容一端与所述供电电源、所述高阶低通滤波单元相连，另一端接地；

所述旁路电容，用于滤除所述电源信号中的高频成分，再输出至所述高阶低通滤波单元进行滤波处理。

本公开方案中，可以先由高阶低通滤波单元对供电电源产生的电源信号进行滤波处理，得到第一滤波信号，需要说明的是，高阶低通滤波单元可以将大部分频段的噪声都衰减下去，只有谐振频率附近的噪声能量会增强，形成谐振峰，故本公开方案还可设置陷波单元，由陷波单元对第一滤波信号的谐振峰进行抵消处理，降低谐振峰的影响，得到第二滤波信号，为收音机天线供电。如此方案，可以高效地衰减调幅或调频频段附近的噪声，基本上不会将调幅或调频频段附近的噪声引入选频网络以及数字tuner模块，尽量避免广播中出现噪声，提高用户使用体验。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1为本公开方案中收音机的电路结构示意图；

图2为本公开方案中收音机天线的供电电路的示意图；

图3为本公开方案中收音机天线的供电电路的另一种示意图；

图4为本公开方案中电路的幅频特性曲线示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

参见图1，示出了收音机的电路结构示意图。可以包括供电电路1、天线2、选频网络3、数字tuner模块4。其中，收音机天线2用于接收调幅信号(英文：Amplitude Modulation，简称：AM)或者调频信号(英文：FequencyModulation，简称：FM)；供电电路1用于给天线2内部的LNA(英文：LowNoise Amplifier，中文：低噪声放大器)供电，LNA用于放大天线2接收的AM/FM信号；选频网络3用于过滤非AM/FM频段的信号，相当于滤波器；数字tuner模块4用于解调AM/FM信号。

由上文介绍可知，随着开关电源的增多，收音机天线的供电电源处的噪声能量越来越强、频段也越来越多，为了提高对调幅或调频频段附近噪声的衰减率，本公开方案提供一种新的收音机天线的供电电路，具体可参见图2所示示例图。收音机天线的供电电路1可以包括：供电电源101、高阶低通滤波单元102、陷波单元103，三者可以顺序串接，由高阶低通滤波单元102和陷波单元103依序对供电电源101产生的电源信号进行滤波处理后，再输出至收音机天线，给天线内部的LNA供电。

具体地，滤波处理可以体现为：先由高阶低通滤波单元102接收供电电源101产生的电源信号，对电源信号进行滤波处理，得到第一滤波信号；再由陷波单元103接收第一滤波信号，对第一滤波信号的谐振峰进行抵消处理，得到第二滤波信号，为收音机天线供电。

作为一种示例，本公开方案可以采用具有更高衰减率的高阶低通滤波单元102进行滤波处理，有助于高效衰减噪声，其中，高阶低通滤波单元102的阶数为N，N≥2，即，可以体现为二阶低通滤波器，也可以体现为多阶低通滤波器，本公开方案对此可不做具体限定。此外，考虑到N阶低通滤波单元对电源信号进行滤波处理得到的第一滤波信号中存在(N-1)个谐振峰，为了降低谐振峰的影响，本公开方案中的陷波单元103可以体现为(N-1)个级联的陷波滤波器，每个陷波滤波器可用于抵消一个谐振峰的影响。陷波滤波器的级联方案，可以结合相关技术设计实现，本公开方案对此不做详述。

作为一种示例，本公开方案中的高阶低通滤波单元可以设计为有源低通滤波单元，例如，由放大器等组成的有源低通滤波单元。本公开方案中的陷波单元可以设计为有源陷波单元，例如，由放大器等组成的有源陷波单元。本公开方案对此可不做具体限定。

作为一种示例，高阶低通滤波单元102可以体现为由第一电感L1、第一电容C4构成的二阶低通滤波器，参见图3所示示例图，第一电感L1一端与供电电源101相连；第一电感L1另一端与陷波单元103相连，且第一电感L1另一端经第一电容C4接地。由图4所示幅频特性曲线可知，本公开方案增加高阶低通滤波单元后，噪声衰减率可达-40dB/十倍频，相较于现有技术只通过电感进行滤波处理的方案，噪声衰减率提高了一倍左右。

通常，FM的频率范围高于AM的频率范围，且AM的频率范围一般是500KHZ-2MHZ，为了在AM、FM频段之前，将噪声衰减下去，可对高阶低通滤波单元的谐振频率f₁做如下要求：可以设置f₁不大于AM的频率下限。以上文AM频率范围为例，谐振频率f₁可以设置为小于500KHZ，这样经高阶低通滤波单元102处理后，AM频段附近的噪声可以衰减至很低，FM频段附近的噪声也会衰减至更低。

图3所示二阶低通滤波单元的谐振频率可以体现为

其中，L₁表示第一电感L1的电感值，C₄表示第一电容C4的电容值，由于截止频率和谐振频率相差不大，因此工程上可以认为截止频率约等于谐振频率。在实际应用过程中，高阶低通滤波单元102的谐振频率f₁可以设定在1KHZ左右，如图4所示A点对应的频率；或者，也可以根据使用需求，结合AM信噪比、噪限灵敏度等性能指标设置f₁的取值，本公开方案对此可不做具体限定。

需要说明的是，在结合上述谐振频率f₁的要求确定L₁、C₄的取值时，还可以进一步考虑品质因数的影响。具体地，若L₁、C₄的乘积固定，则L1的电感值越大，品质因数越高、谐振峰影响的噪声频段范围越小、电压增益越大；反之，L1电感值越小，品质因数越低、谐振峰影响的噪声频段范围越大、电压增益越小。同理可以推论C4的电容值。由于谐振峰附近的电压增益都大于0，且增益越大噪声能量越强，故可以根据实际应用情况，综合f₁的要求、品质因数影响等，设定合适的L₁、C₄的取值。

由图4所示幅频特性曲线可知，电源信号经高阶低通滤波单元102处理后，大部分频段的噪声都被衰减下去了，只有谐振频率附近的噪声能量会增强，形成谐振峰，若这部分噪声进入选频网络3及数字tuner模块4，还是会对广播的声音产生干扰。为了降低谐振峰的影响，本公开方案设计了陷波单元103。参见图3所示示例图，陷波单元103可以体现为由第二电感L2、第二电容C3构成的陷波滤波器，其中，第二电感L2一端分别与高阶低通滤波单元102、天线2相连；第二电感L2另一端经第二电容C3接地。

对于陷波单元103来说，为了保证对第一滤波信号的谐振峰的抑制效果，可以对陷波单元103的谐振频率f₂做如下要求：可以设置f₂＝k f₁，10≤k≤30，可以达到大于-30dB/十倍频的较好衰减效果。参见图4所示幅频特性曲线，陷波单元103的谐振频率f₂可以体现为C点对应的频率。

需要说明的是，在结合上述谐振频率f₂的要求确定L₂、C₃的取值时，还可以进一步考虑品质因数的影响。具体地，若L₂、C₃的乘积固定，则L2的电感值越大，品质因数越高、谐振峰影响的噪声频段范围越小、电压增益越小(此处电压增益小于0，增益越小衰减能力越强)；反之，L2电感值越小，品质因数越低、谐振峰影响的噪声频段范围越大、电压增益越大(电压增益小于0，增益越大衰减能力越弱)。同理可以推论C3的电容值。故可以根据实际应用情况，综合f₂的要求、品质因数影响等，设定合适的L₂、C₃的取值。

参见图4所示幅频特性曲线，经陷波单元103处理后可能会出现2个凸起点，其中，凸起点B是抑制谐振峰A后得到的，由A点、B点的幅值可知，陷波单元103对谐振峰有较好的抑制效果；凸起点D是陷波单元103额外引入的，幅值较小对广播的影响不大。

在实际应用过程中，本公开方案中天线2接收到的AM/FM信号可能会进入供电电路1，例如，进入图3所示示例图的第一电容C4形成的低容抗回路，使得实际进入选频网络3以及数字tuner模块4的信号减小。针对于此，本公开方案的供电电路1还可以包括信号抑制单元104。参见图2所示示例图，信号抑制单元104串联在陷波单元103与收音机天线2之间，用于抑制收音机天线2接收的调幅信号和/或调频信号进入供电电路1。

作为一种示例，信号抑制单元104可以包括电感B1，用于增强供电电路1对调频信号的阻抗，抑制调频信号进入供电电路1。举例来说，B1可以体现为磁珠或者其他类型的电感，本公开方案对此可不做具体限定。FM信号的频段范围一般是80.6MHZ-108MHZ，可以将B1的特征阻抗点设置在FM频段附近，例如，可以选择100MHZ/1000欧姆的磁珠作为B1，该磁珠表示对100MHZ频段左右的信号阻抗是1000欧姆，且对其他频段的信号的阻抗较小。

作为一种示例，信号抑制单元104可以包括二极管D1。一方面，由于二极管的寄生电容特性，可以通过选取合适的二极管来增强供电电路1对调幅信号的容抗，抑制调幅信号进入供电电路1；另一方面，还可充分利用二极管的单向导电性。

作为一种示例，信号抑制单元104可以包括电感B1和二极管D1。二者的连接关系可以体现为：电感B1分别与陷波单元103和二极管D1相连，二极管D1的另一端与收音机天线2相连；二者所起作用可参见上文所作介绍，此处不再赘述。

在实际应用过程中，本公开方案的供电电路1还可以包括旁路电容C5，参见图3所示示例图，旁路电容C5一端分别与供电电源101、高阶低通滤波单元102相连，旁路电容C5另一端接地。旁路电容C5可用于滤除电源信号中的高频成分，然后再输出至高阶低通滤波单元102进行滤波处理。

综上，本公开方案的供电电路，可以高效地衰减调幅或调频频段附近的噪声，基本上不会将调幅或调频频段附近的噪声引入选频网络以及数字tuner模块，尽量避免广播中出现噪声，提高用户使用体验。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (9)

1.一种收音机天线的供电电路，其特征在于，包括：供电电源、高阶低通滤波单元以及陷波单元，所述高阶低通滤波单元的阶数为N，所述陷波单元包括(N-1)个陷波滤波器，N≥2，

所述高阶低通滤波单元，用于接收所述供电电源产生的电源信号，对所述电源信号大部分频段的噪声进行滤波处理，得到第一滤波信号，所述第一滤波信号包含只在所述高阶低通滤波单元的谐振频率附近形成的谐振峰；且所述高阶低通滤波单元的谐振频率f₁不大于所述收音机天线调幅频率的下限值；

所述陷波单元，用于接收所述第一滤波信号，对所述第一滤波信号的所述谐振峰进行抵消处理，得到第二滤波信号，为所述收音机天线供电；

所述供电电路还包括旁路电容，所述旁路电容用于滤除所述电源信号中的高频成分，再输出至所述高阶低通滤波单元进行滤波处理。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述陷波单元的谐振频率f₂＝k f₁，10≤k≤30。

3.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，

所述高阶低通滤波单元包括第一电感和第一电容；所述第一电感一端与所述供电电源相连；所述第一电感另一端与所述陷波单元相连，且所述第一电感另一端经所述第一电容接地；

所述陷波单元包括第二电感和第二电容；所述第二电感一端与所述高阶低通滤波单元、所述天线相连；所述第二电感另一端经所述第二电容接地。

4.根据权利要求1至3任一项所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括信号抑制单元，所述信号抑制单元串联在所述陷波单元与所述收音机天线之间；

所述信号抑制单元，用于抑制所述收音机天线接收的调幅信号和/或调频信号进入所述供电电路。

5.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述信号抑制单元包括电感，

所述电感，用于增强所述供电电路对所述调频信号的阻抗，抑制所述调频信号进入所述供电电路。

6.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述信号抑制单元包括二极管，

所述二极管，用于增强所述供电电路对所述调幅信号的容抗，抑制所述调幅信号进入所述供电电路。

7.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述信号抑制单元包括电感和二极管，所述电感分别与所述陷波单元和所述二极管相连，所述二极管的另一端与所述收音机天线相连；

所述电感，用于增强所述供电电路对所述调频信号的阻抗，抑制所述调频信号进入所述供电电路；

所述二极管，用于增强所述供电电路对所述调幅信号的容抗，抑制所述调幅信号进入所述供电电路。

8.根据权利要求5或7所述的供电电路，其特征在于，所述电感包括磁珠。

9.根据权利要求1至3、5至7任一项所述的供电电路，其特征在于，所述旁路电容一端与所述供电电源、所述高阶低通滤波单元相连，另一端接地。

Images