【正文】 OUT8FM OSC7AFC6AM OSC5VOL11AM RF4NF3DISCR12GND1GND16BAND17AM IF IN18FM IF IN19NC20METER21IF GND22AFC/AGC24DET OUT23AFC/AGC25AF IN26RIPPLE27VCC28AF OUT29GND30GNDC XA 1 0 1 9 SR6150 H Z H ZR1330C3R2 E710uFE6E510uFE4E310ufE2470uFC 10C1C2+ 5VE110uFL S ?S P E A K E RE9R510KR V 150KC93pFVD2C81000pFC715pFC4E810uFC63pFC A P V A RL2L1C51000pFVD1R4100KR3100KP M O S CB P FV D ( )+++++ ++ + 圖 2 由天線將高頻信號經(jīng) BPF 濾波器送到 CXA1019S 芯片的 13 腳（ FM 高頻輸入），在芯片內(nèi)部進行高頻放大，放大后的信號由接在 10 腳的 L CC5 和 VD1 選頻，通過改變變?nèi)荻O管 VD1 的反向偏置電壓，來改變變?nèi)荻O管的電容量，以達到頻率調(diào)諧的目的；接在 8 腳的 L C C8 和 VD2組成 FM 本振選頻網(wǎng)絡，同樣是通過調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管 VD2 的反向偏置電壓來改變本振頻率的；選頻后的調(diào)頻電臺信號在芯片內(nèi)部混頻，混頻后的 調(diào)諧信號在 15 腳輸出，通 過 R1（ 330）電阻送到 CF（ 陶瓷濾波器），經(jīng)其選頻后送到芯片的 18 腳進行 FM 中頻放大。如果采用帶有硬件構成的 WATCHDOG 系統(tǒng)，它的硬件部分完全獨立于 CPU之外，將大大地提高它的可靠性。另外采用串行的形式，能夠節(jié)省單片機的口資源。 4）、鍵盤電路 由于本設計中使用的按鍵較多，我們采用了功能鍵與數(shù)字鍵分開識別的方式，即功能鍵采用 查詢方式，數(shù)字鍵采用編碼動態(tài)掃描方式，這樣既可以減少掃描占用的時間，又可以簡化程序?，F(xiàn)在常見的頻率合成器芯片有 MC14515MC14515 MC145158 等，但它們工作的最高頻率只能達到 30MHZ，如果要用這些芯片來構成 100MHZ 左右的鎖相頻率合成器，則必須配合MC1202 MC12021 分頻器來完成，由于高頻經(jīng)過的線路越多越容易受到干擾。選臺和頻率顯示、存臺等由 單片機 AT89C52 和 MAX721 93C46畢業(yè)論文 芯片配合完成。 6 能實現(xiàn)數(shù)字化的自動搜臺、手動調(diào)臺、存臺和頻率顯示等功能。 2 調(diào)制信號頻率范圍 100HZ~15000HZ，最大頻偏 75KHZ。因此在頻率合成技術中采用鎖相環(huán)路可以產(chǎn)生頻率度和準確度很高的振蕩信號源。本文著重介紹了 SONY 公司生產(chǎn)的收音機集成芯片 CXA1019S 構成的 FM 調(diào)頻電路、頻率合成器芯片 BU2614構成的鎖相環(huán)電路和 MCS51系列單片機及其外圍電路組成的鍵盤、顯示和存儲電路。 關鍵詞 ：調(diào)頻 本振頻率 鎖相環(huán) 頻率合成器 單片機 The Design of Digital Frequency Modulation Tuner Liu FuHua (Class 9703, Automation Department) Abstract: According to the demand of my design, I utilized the digital frequency synthesizing technology to form the electric parts of the frequency modulation tuner. This tuner owns the functions of tuning and selecting channels, searching, storing and so on. In my paper, I emphasized on the FM frequency tuning circuit that consists of the ICs CXA1019S from Sony corp., the phase locking loop circuit formed by BU2614 PLL frequency synthesizer, MCS51 monolithic processor and the other circuits of keyboards, screen and storage. Keyword: Frequency tuning, oscillating frequency by itself, phase locking loop, frequency synthesizer, monolithic processor. 畢業(yè)論文 第一章 引 言 收音機的發(fā)展經(jīng)歷了從分立元件到集成化的過程 ，但作為收音機的重要組成部分調(diào)諧電路和本振電路一直采用了傳統(tǒng)的電容、電感手動調(diào)臺方式。現(xiàn)在利用這種振蕩信號源產(chǎn)生的頻率作為收音機電路的調(diào)諧頻率和本振頻率，則可以實現(xiàn)數(shù)字化收音。 3 最大不失真輸出功率 ≥ 100mW（負載阻抗 8Ω ）。 第二章 方案設計與論證 調(diào)頻收音機一般包括：天線、前端輸入回路、混頻、本振、中放、解調(diào)、放大和輸入等部分，本設計中高放、混頻、中放、解調(diào)等電路采用 SONY公司生產(chǎn)的 FM/AM 收音機集成芯片 CXA1019S；自動調(diào)諧、程控搜索、電臺載頻顯示等功能由自動調(diào)諧、程控搜索、電臺載頻顯示等功能由鎖相頻率合成器芯片 BU261 MCS51 系列單片機及相應的外圍電路配合完成。系統(tǒng)框圖如圖 1： 高頻調(diào)諧放大器選頻回路1 0 . 7 M 陶瓷濾波器混頻器 限幅放大器 解調(diào)C X A 1 0 1 9 S音頻放大器調(diào)諧電平指示本振 V CO調(diào)諧 V CO低通濾波器頻率合成器BU 2 6 1 4看門狗電路A T 8 9 C5 2鍵盤主控制器串行存儲器9 3 C4 6顯示 圖 1 各部分電路方案的設計 1）、收音單元 目前市場上收音機的集成芯片很多，但為了滿足本設計的各項性能要求，我們采用了索尼公司生產(chǎn)的集成芯片 CXA1019S，這種芯片運用于便攜式收音機及頭盔式收音機，具有接收靈敏度高、鏡像抑制性能好、外圍元件少、輸出功率大等優(yōu)點。因此應盡量選用一個芯片來完成鎖相頻率合成功能， ROHM 公司生產(chǎn)的鎖相頻率合成調(diào)諧集成芯片 BU2614 最高頻率可達到 130MHZ 完全滿畢業(yè)論文 足 要求，另外該芯片內(nèi)帶有高靈敏度 RF 放大器，支持 IF 計數(shù)功能。 5）關機數(shù)據(jù)存儲單元 根據(jù)本設計的要求，該機具有掉電后能夠保存所存儲電臺的功能。 6）、程序運行監(jiān)視單元 為了加強程序運行的可靠行，需要對程序的運行狀況進行監(jiān)視，以防止程序彈飛到一個臨時構成的死循環(huán)中，導致整個系統(tǒng)完全癱瘓。 7）、電源單元 由于 BU261 CXA1019S 以及單片機系統(tǒng)需要 5V電源電壓，而變?nèi)荻O管需要 9V以上的電壓，若采用單電源 +5V供電，則必須采用 DC— DC 模塊升壓得到 +12V電壓。放大后的FM 信號在其內(nèi)部進行鑒頻，鑒頻網(wǎng)絡接在 3 腳的 DICF 兩端的陶瓷帶通濾波器（ ）上，鑒頻后的音頻信號由 24 腳輸出，經(jīng)電容 E4 直接耦合到 25 腳。 （ 2）、 輸入調(diào)諧回路與本振回路參數(shù)選擇與計算 由所給資料 M235 變?nèi)荻O管在 ~6p~15p。 （ 1） BU2614 及外圍電路的分析 BU2614 PLL 頻率合成芯片工作于 FM波段，具有低發(fā)射的噪聲，低能耗的特點，并內(nèi)建有高靈敏度 RF 放大器，支持 IF 計數(shù)功能。 4） 提供以下 7 種步進頻率 25KHZ、 、 、 、畢業(yè)論文 . 5） 部頻率測量計數(shù)器。通過對可編程分頻系數(shù)進行預置和步進，可以在好的環(huán)路性能下實現(xiàn)電臺的程控搜索。而本振頻率通過電容耦合反饋到 BU2614 中使得頻率鎖定。這相位變化鑒相器中與參考晶體振蕩器的穩(wěn)定相位 (對應于頻率畢業(yè)論文 fr)相比較，使鑒相器輸出一個與相位誤差成比例的誤差電壓 Vd(t)，經(jīng)過低通濾波器，取出其中緩慢變動的直流分量 V0(t)。它的形式很多，但在頻率合成器中所采用的鑒相器主要有正弦波相位檢波器與脈沖取樣保持相位比較器兩種，由于脈沖取樣保持相位比較器輸出波紋電壓小，相位比較范圍在 360。其作用是：用來濾除鑒相器輸出電壓中的無用組合頻率分量及其它干擾分量，以保證環(huán)路所要求的性能，并提高環(huán)路的穩(wěn)定性。 根據(jù)題目要求為了保證搜索到所有電臺，標準頻率 fr 設定為 25KHz，本振輸出頻率fo 為 ~ ，可采用分頻方式，環(huán)路的可編程分頻器的分頻比 N由下式計算可得： N=fo/fr BU2614 分頻比變化范圍為： 畢業(yè)論文 394825 3m inm in ???? RLffN 474825 3m a xm a x ???? RLffN 平均分頻比為： 43482 m inm a x ??? NNN VCO 為本振壓控振蕩器，實際測得的 VCO 增益為： 76 ??????? ?? V C OV C OV C O U fK ? vsrad?/ BU2614 內(nèi)部鑒相器的增益為： ?? 4DDVK ? 環(huán)路總增益為： NKKK VCOa ?? 固有頻率為： NR CKKRCK V C Oan ??