集多性能电路的实用的调频接收机电路设计

2008-12-12 15:04:43来源: 互联网

    本设计主要由以下三部分组成:

  一、音芯片CXA1691,它是集调幅、调频、锁相环、立体声解码等电路为一体的AM/FM立体声收音IC。二、相环芯片BU2614,通过合理设计环路滤波器,频率能够稳定在88~108MHz。三、DC-DC变换电路,实现了系统的低功耗和单电源供电。

  系统硬件电路设计

  1 接收电路设计

  CXA1691S的电源电压适应范围宽,2~10V范围内电路均能正常工作,此外,它还具有立体声指示LED驱动电路以及FM静噪等功能。由于本系统没有涉及到调幅,所以芯片中的16引脚(AM中频输入)、15引脚(波段选择)、10引脚(AM天线输入)和5引脚(AM本振)均悬空,也可接电容到地。将7引脚(FM本振)和12引脚(FM输入)与环路滤波器的输入相连,从而利用锁相环实现频率的可控。具体电路如图1所示。

 


图1 CXA1691收音电路
 


  2 锁相方案设计

  本设计的第二个主要部分是锁相环电路的设计。在这里考虑了以下几种方案。

   方案一:使用D/A控制压控振荡器产生可变的本振频率,该方案的调谐方式比较简单,很容易实现自动搜索功能,而且可以微调频率,使收音效果达到最佳状态。通过调试软件调试硬件,所以调试相对容易些。但它也有两个缺点:一是DAC产生的信号幅度是量化的,不能精确地锁定本振频率;二是没有环路控制,稳定性不及锁相环好。但是通过使用8位的DAC就可以使控制电压的步进为20mV,如果使用12位的DAC,则控制更精确。可见,上述两个缺点是可以克服的。


    方案二:采用PLL频率合成方式。PLL频率数字调谐系统主要由压控振荡器 (VCO)、相位比较器(PD)、低通滤波器(LE)、可编程分频器和高稳定晶体振荡器组成,其结构如图2所示。其中参考分频器、PD以及可编程分频器可以全部集成在芯片BU2614内部,VCO振荡器输出fosc作为本振频率。BU2614可以用单片机来控制。高稳定度的晶振使得本振频率稳定性极大地提高,而且通过单片机控制分频系数也可以实现频率步进扫描、预置电台、电台存储等多种功能。

 

图2 锁相原理图


 

  上述两种方案都是目前产品设计广泛使用的,为了使收音效果稳定并实现自动搜台的连续性,本设计采用了方案二,电路如图3所示。 
 
 

图3 锁相环电路 


 

  3 电源设计

  本系统的另外一个有特色的部分就是DC-DC变换电路的设计。尝试了很多方法后,最终选用MAX770作为3V转5V的电源,能够输出+5V,电流在1A完全满足设计要求,且纹波较小,低于100mV,若采用滤波措施效果更佳。它的电路简单,输出电压也相当稳定,电路如图4所示。 
 
 

 

 图4 3V转5V的电源设计


 

  4 时钟显示

  本设计采用的DS12887实时时钟芯片采用CMOS技术制成,具有内部晶振和时钟芯片备份锂电池,和常用的时钟芯片MC146818B、DS1287的引脚兼容。采用DS12887芯片设计的时钟电路无须任何外围电路和器件,并具有良好的微机接口。芯片内部含有128字节RAM单元与软件接口,其中14字节为时钟单元和控制/状态寄存器,114字节为通用RAM,可由用户使用,所有RAM单元数据都具有掉电保护,可用于实现掉电存储的功能。

  本系统还有其他非常有特色的地方,如自动搜台锁台和掉电存储等。

  结束语

  本设计是一款简单实用的调频接收机方案。其中CXA1691的应用大大降低了电路设计的复杂性,它将大部分电路集成在一起,增强了系统的稳定性。笔者曾利用NE564及一些辅助电路设计过收音电路,无论是收音的灵敏度还是信噪比都无法与本设计相媲美。另外它集成了音频功率放大电路使音质也有了质的飞跃。

  锁相环电路的设计在本设计中至关重要,尤其是环路滤波器的设计。笔者尝试过三极管电路,也尝试过LM358与LC电路结合,最终从频带宽度和稳定性上确定了本方案的设计。

 

关键字:性能  电路  实用

编辑:潘争 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2008/1212/article_1429.html
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