【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 2 年來(lái)物質(zhì)生活水平的提高，人們相互之間交往所利用的通信手段也越來(lái)越多。人們不斷追求生活方式的多樣化和個(gè)性化；電子科學(xué)的發(fā)展和無(wú)線通信的快速發(fā)展給人們工作和生活注入了新的色彩；人們可以隨心所欲地享受著無(wú)線通信工具所帶來(lái)的樂(lè)趣。調(diào)頻模擬通信是最早的語(yǔ)音通信方式，廣播電臺(tái)就是它的一種形式，這種傳統(tǒng)的通信方式在今天依然有著廣泛的應(yīng)用，并且也向著多樣 化、個(gè)性化和微型化的方向發(fā)展 [3]；隨著時(shí)代的發(fā)展，它的作用也在發(fā)生著變化，廣播電臺(tái)雖然現(xiàn)在已經(jīng)不是人們獲取信息的一種主要手段，但是它在很多方面依然發(fā)揮著主要的作用，它已經(jīng)走進(jìn)了我們的生活，在我們小集體范圍內(nèi)如學(xué)生宿舍、賓館等場(chǎng)所，由于其使用方便、價(jià)格低廉、技術(shù)成熟、可進(jìn)行一對(duì)多的無(wú)線廣播等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以將依然會(huì)發(fā)揮重要作用。不僅如此，現(xiàn)在的人們都喜歡追求生活的個(gè)性化，它在家庭領(lǐng)域也將會(huì)給人們帶來(lái)很大的樂(lè)趣，利用一個(gè)小型的無(wú)線廣播臺(tái)和一個(gè)微型的收音機(jī)就可實(shí)現(xiàn)在家庭的任何角落播放自己喜歡的音樂(lè)，會(huì)給人們帶來(lái)無(wú) 限的樂(lè)趣。 在當(dāng)今社會(huì)，科技已經(jīng)高度發(fā)達(dá)，現(xiàn)在的調(diào)頻接收裝置更多的是以集成模塊的形式存在于一些大的電子設(shè)備中，例如手機(jī)、智能電視，這類裝置一般滿足年輕朋友的需求。而另外一種便攜式收音機(jī)能做到操作簡(jiǎn)單、較大功率輸出和聲音輸出，這類收音機(jī)主要滿足老年人的需求。 設(shè)計(jì)方法 本設(shè)計(jì)使用 EDA設(shè)計(jì)軟件 protel99se[4]。 protel99se 是所有電路畫 自動(dòng)調(diào)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3 圖軟件中使用最多的一種軟件， 采用設(shè)計(jì)庫(kù)管理模式 [5]。其可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開(kāi)放性及 3D模擬功能，是一個(gè) 32 位的設(shè)計(jì)軟件，可以 完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì) 32個(gè)信號(hào)層， 16個(gè)電源地層和 16個(gè)機(jī)加工層。本設(shè)計(jì) 以耳機(jī)充當(dāng)信號(hào)接收天線，由于集成芯片很難集成大容值的電容器件，所以在集成芯片 TDA7088 的周圍按一定的規(guī)則接入電容，組成相應(yīng)的功能電路 [6]。本設(shè)計(jì)的調(diào)試要點(diǎn) ,參照電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試 [7]。 尚待進(jìn)一步解決的問(wèn)題 雖然在國(guó)內(nèi)外調(diào)頻接收技術(shù)已經(jīng)得到長(zhǎng)足發(fā)展，但是依然存在一些問(wèn)題亟待解決。例如，接收機(jī)能夠接收到的頻道數(shù)非常有限；接收機(jī)的靈敏度不夠高，調(diào)頻廣播收音機(jī)的靈敏度一般為 5～ 30uV；調(diào)頻接收機(jī)的選擇性有待進(jìn)一步提高。 設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 本設(shè)計(jì)采用的是 TDA7088芯片作為處理的核心部分 [8]。 TDA7088是飛利浦公司開(kāi)發(fā)的 FM收音機(jī)集成塊，采用 16 腳雙列扁平封裝，工作電壓為 3V，包含了調(diào)頻收音機(jī)中天線接收、振蕩器、混頻器、AFC(頻率自動(dòng)控制 )電路、中頻放大器 (中頻頻率為 70KHz)、中頻限幅器、中頻濾波器、鑒頻器、低頻靜噪電路、音頻輸出等全部功能，還專門設(shè)有搜索調(diào)諧電路、信號(hào)檢測(cè)電路及頻率鎖定環(huán)路。經(jīng)過(guò)解調(diào)后的信號(hào)再經(jīng)過(guò)由三極管組成的低頻放大器，然后通過(guò)耳機(jī)輸出到 耳 朵 [9]。在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多問(wèn)題， 通過(guò)查閱各方資料，我將 自動(dòng)調(diào)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 4 所有問(wèn)題都一一解決 [10]。 2 任務(wù)分析與方案論證 任務(wù)分析 任務(wù)分析包括設(shè)計(jì)任務(wù)、基本要求和發(fā)揮部分要求三個(gè)部分。 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)自動(dòng)調(diào)頻接收機(jī)。 基本要求 （ 1）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)頻接收； （ 2）接收頻率范圍： 88MHz~108MHz； （ 3）最大不失真輸出功率大于或等于 10mW。 （ 4）接收靈敏度小于或等于 50uV。 發(fā)揮部分要求 （ 1）可實(shí)現(xiàn)多種自動(dòng)程控頻率搜索模 式（如全頻率范圍搜索，特定 頻率范圍內(nèi)搜索等）， 全頻率范圍搜索時(shí)間 ≤ 2分鐘； （ 2）能顯示接收頻率范圍內(nèi)的調(diào)頻電臺(tái)載頻值，顯示載波頻率的誤 差 ≤ 177。5kHz； （ 3）進(jìn)一步提高靈敏度； （ 4）可存儲(chǔ)已搜索到的電臺(tái)，存臺(tái)數(shù)不少于 20； （ 5）其它。 設(shè)計(jì)方案論證 方案一 本方案使用芯片 FS2020，其包含混頻器、中頻放大器、鑒頻器 自動(dòng)調(diào)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 5 和低頻功放模塊，從天線接收到的信息經(jīng)過(guò)高頻放大電路放大。然后再將信號(hào)送入 FS2020 中的混頻器，使該信號(hào)與本振信號(hào)混頻產(chǎn)生差頻信號(hào)，即得到中頻信號(hào)。接著將 中頻信號(hào)放大，再經(jīng)過(guò)鑒頻器的作用解調(diào)出調(diào)制信號(hào)，送入低頻功放模塊增大功率，驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲。通過(guò)以上信號(hào)的變化過(guò)程分析可知，本設(shè)計(jì)較自動(dòng)搜索電臺(tái)調(diào)頻接收機(jī)而言屬于普通調(diào)頻接收機(jī)。需要外加天線，還需通過(guò)調(diào)節(jié)可變電容的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。 方案二 自動(dòng)調(diào)頻接收機(jī)與普通調(diào)頻收音機(jī)的主要區(qū)別就在于它們的調(diào)臺(tái)方式不同。普通調(diào)頻收音機(jī)是利用輸入回路接收調(diào)頻信號(hào)，調(diào)節(jié)輸入回路電容，以手動(dòng)調(diào)諧的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)臺(tái)目的，而自動(dòng)搜索調(diào)頻收音機(jī)采用電調(diào)諧方式選擇電臺(tái)，省去了可變電容器。由于不使用可變電容器，所以使用壽命長(zhǎng) (可變電容器容易損壞 )，它的缺點(diǎn)是沒(méi)有頻率指示。 本方案使用 TDA7088 集成芯片，其能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)選臺(tái)操作。本電腦選臺(tái)調(diào)頻收音機(jī)設(shè)置了 “搜索 ”和 “復(fù)位 ”兩個(gè)輕觸式按鈕。使用時(shí)只要按下搜索按鈕，收音機(jī)就會(huì)自動(dòng)搜索電臺(tái)，當(dāng)它搜索到一個(gè)電臺(tái)后，會(huì)準(zhǔn)確地調(diào)諧并停止 下來(lái)。如果想換一個(gè)電臺(tái)，只需再次按下搜索按鈕，收音機(jī)就會(huì)繼續(xù)向頻率高端搜索電臺(tái)。當(dāng)調(diào)諧到頻率最高端后，就需要按下復(fù)位按鈕，讓收音機(jī)本振頻率回到最低端才能重新開(kāi)始搜索電臺(tái)。 這種 腦選臺(tái)自動(dòng)搜索調(diào)頻收音機(jī)使用方便，調(diào)諧準(zhǔn)確， 所以選用 自動(dòng)調(diào)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 6 方案二。 電腦選臺(tái)自動(dòng)搜索調(diào)頻收音機(jī)其核心器件是一塊 TDA7088集成電路，其內(nèi)部框圖見(jiàn)圖 。 集成電路中包含了調(diào)頻收音機(jī)中天線接收、振蕩器、混頻器、 AFC(頻率自動(dòng)控制 )電路、中頻放大器 (中頻頻率為 70kHz)、中頻限幅器、中頻濾波器、鑒頻器、低頻靜噪電路、音頻輸出等全部功能， 還專門設(shè)有搜索調(diào)諧電路、信號(hào)檢測(cè)電路及頻率鎖定環(huán)路。 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混混 混 混 混混 混 混 混本 機(jī) 振 蕩A F C 混 混混 混 混 混 圖 核心器件 TDA7088 集成電路內(nèi)部框圖 取代可變電容器的是變?nèi)荻O管，它是一種特殊的二極管。它的PN結(jié)電容隨著 PN結(jié)上的偏壓 (反向電壓 )變化而改變。偏壓增大， PN結(jié)變厚， PN結(jié)電容變小；偏壓降低， PN結(jié)變薄，則 PN結(jié)電容增大。因此改變 PN 結(jié)上的偏壓，就可以改變 PN 結(jié)的電容。電路中變?nèi)荻O管接在本機(jī)振蕩電路上，可以改變振蕩頻率。 3 原理分析 超外差接收機(jī) 本設(shè)計(jì)采用超外差 式接收機(jī)的工作原理，所謂超外差接收機(jī)即輸入信號(hào)和本機(jī)振蕩信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)固定中頻信號(hào)的過(guò)程。如果把接收機(jī)收到的廣播電臺(tái)的高頻信號(hào)，都變換為一個(gè)固定的中頻載波頻率（僅自動(dòng)調(diào)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 7 是載波頻率發(fā)生改變，而其信號(hào)包絡(luò)仍然和原高頻信號(hào)包絡(luò)一樣），然后再對(duì)此固定的中頻進(jìn)行放大、解調(diào)，再加上低頻放大器，就成了超外差式接收機(jī)。對(duì)于超外差接收機(jī)，由接受天線、高頻帶通濾波器、高頻放大器、本振、混頻、陶瓷濾波器、