【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 17F的輸出頻率。由于采用了集成芯片，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單， 系統(tǒng)可靠性高，并且利用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)可以使輸出頻率穩(wěn)定度進(jìn)一步提高。 所以本設(shè)計(jì)采用方案二。 頻率合成器的設(shè)計(jì)方案論證與選擇 頻率合成是整機(jī)的核心，為了得到高度穩(wěn)定的頻率輸出，并且輸出頻率可調(diào)，可以采用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)，輸出頻率穩(wěn)定度與晶振的穩(wěn)定度相當(dāng)，達(dá)到 105，頻率可以為任意值。此技術(shù)采用 撥碼開關(guān) 來實(shí)現(xiàn)控制。 方案一：模擬鎖相環(huán)路法，通過環(huán)式的減法降頻，將 VCO的頻率降低，與參考頻率進(jìn)行鑒相。優(yōu)點(diǎn)是：可以得到任意小的頻率間隔；鑒相器的工作頻率不高，頻率變化范圍不大，比較好做，帶內(nèi)帶外噪聲和鎖 定時(shí)間易于處理。不需要昂貴的晶體濾波器。頻率穩(wěn)定度與參考晶振的頻率穩(wěn)定度相同。缺點(diǎn)是分辨率的提高要通過增加循環(huán)次數(shù)來實(shí)現(xiàn)，電路超小型化和集成化比較困難。 方案二：數(shù)字鎖相環(huán)路法，如圖 23所示，通過數(shù)字邏輯電路，把壓控振蕩器 （ VCO） 的頻率降低到鑒相器的參考頻率上，采用的是除法降頻。除具有方案一的優(yōu)點(diǎn)外，克服了方案一的缺點(diǎn)，還能與靈活方便的數(shù)字電路結(jié)合，做成數(shù)控可變分頻，得到任意的頻率，并且便于集成化，大大簡(jiǎn)化電路連線，縮短電路制作時(shí)間，降低整機(jī)體積。 綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用方案二。 參考分頻器 晶振 鑒相器 環(huán)路濾波器 壓控振蕩器 可編程分頻器 參考 頻率 輸出 頻率 7 圖 數(shù)字鎖相環(huán)頻率合成原理 功率放大電路方案選擇與論證 方案一：采用集成功放，放大倍數(shù)比較理想，性能好，體積小，但是價(jià)格比較高 方案二：采用晶體管組建放大電路，放大倍數(shù)小，電路復(fù)雜，價(jià)格低廉。 由于本設(shè)計(jì)放大倍數(shù)要求不高，決定采用方案二。 電源方案選擇與論證 BH1417F 的正常 工作 電壓為 ＋ 5V 直流電壓，運(yùn)放和三極管則需要＋ 9V直流電壓，所以需對(duì)市電進(jìn)行變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓，為系統(tǒng)提供這兩種直流電壓。 方案一： 采用變壓器將 220V 交流電變換為 12V 交流電，再進(jìn)行全波整流、濾波，最后用三端穩(wěn)壓管 LM7809 和 LM7805 進(jìn)行穩(wěn)壓，可分別得到＋ 9V 和＋ 5V。 方案二： 采用電源模塊得到 12V 直流電壓輸出，再通過三端穩(wěn)壓集成芯片進(jìn)行穩(wěn)壓，得到兩種輸出電壓。 方案一簡(jiǎn)單易行，且成本低， 本設(shè)計(jì) 采用方案一。 第 3 章 器件及其選擇 本章介紹了調(diào)頻發(fā)射部分的器件及選擇。 8 調(diào)頻 立體聲 (1) 什么是 立體聲 一個(gè)雙耳健全的人坐在音樂廳內(nèi)，可以聽到交響樂隊(duì)演奏樂曲的旋律和強(qiáng)弱遠(yuǎn)近的變化，并能判斷出是何種樂器發(fā)出的聲音，甚至能判斷出各種樂器在舞臺(tái)上的位置，即便閉上眼睛，也可以用雙耳判定 聲音發(fā)出的大致方位及聲源的遠(yuǎn)近距離。由此我們認(rèn)識(shí)到：人們所感覺到的這種層次分明，具有立體感，方位感的音響效果，就是通常所說的立體聲。請(qǐng)注意，上述的“雙耳健全”這幾個(gè)字，如果你只用一只耳朵聽音樂會(huì)，那絕不會(huì)有立體聲的感覺，只有利用雙耳，才能判斷出聲源的位置，才能有聲音的立體感和方向感。所以立體聲是建立在雙耳效應(yīng)的基礎(chǔ)上的。 (2) 調(diào)頻立體聲及特點(diǎn)： 用兩個(gè)傳聲器分別檢拾左右兩部分聲音信號(hào)，并將左右兩個(gè)聲道的信號(hào)按一定方式進(jìn)行編碼，然后調(diào)制在同一副載波上，再用調(diào)頻的方式調(diào)制在主載波上并發(fā)送出。這樣的廣 播，一個(gè)電臺(tái)能同時(shí)播送左右兩個(gè)聲道的信號(hào)，稱為調(diào)頻立體聲廣播。由于調(diào)頻 (FM)方式比調(diào)幅(AM)方式具有抗干擾能力強(qiáng)、信噪比高、頻帶寬、音質(zhì)好、容量大等優(yōu)點(diǎn)，所以立體聲廣播的主載波采用調(diào)頻的方式。按照對(duì)副載波和主載波的調(diào)制方式，調(diào)頻立體聲廣播可分為 AMFM和 FMFM 方式。前者又分為導(dǎo)頻制和極化調(diào)制制兩種。但是，不論哪一種制式，都必須考慮能與單聲道調(diào)頻廣播兼容，即調(diào)頻單聲道收音機(jī)可以收聽調(diào)頻立體聲廣播，調(diào)頻立體聲收音機(jī)也可以收聽調(diào)頻單聲道廣播 (但沒有立體聲效果 )。只有調(diào)頻立體聲收音機(jī)收聽調(diào)頻立體聲廣播時(shí)， 才有聲音的立體感。目前，國(guó)際上較為普及的立體聲廣播都是雙聲道的，而且使用最多的是采用導(dǎo)頻制式，我國(guó)也采用這種制式。國(guó)際調(diào)頻廣播的標(biāo)準(zhǔn)頻段規(guī)定為 87～ 108MHz，我國(guó)、美國(guó)、歐洲一些國(guó)家就采用了這一標(biāo)準(zhǔn)頻段。也有些國(guó)家不采用這一頻段，如蘇聯(lián) (采用 ～ 73MHz)、日本 (采用 76～ 90MHz)及西歐的一些國(guó)家 (采用 ～ 104MHz)。 (3) 調(diào)頻立體聲廣播的實(shí)現(xiàn)： 在導(dǎo)頻制立體聲廣播中，為了實(shí)現(xiàn)兼容，廣播電臺(tái)須先將左 (L)、右 (R)兩聲道的信號(hào)，用矩陣電路變換成和信號(hào) (L+R)和差信號(hào) (LR)。和信號(hào)相當(dāng)于普通單聲道調(diào)頻廣播的信號(hào)。普通單聲道調(diào)頻收音機(jī)收到這個(gè)和、差信號(hào)之后，只能解調(diào)出和信號(hào)來，和信號(hào)已經(jīng)包括了節(jié)目的全部?jī)?nèi)容，但不是立體聲的，不能把左、右分離開。立體聲收音機(jī)收到這個(gè)和、差信號(hào)，通過的立體聲解調(diào)器 (解碼器 )，將左、右信號(hào)分離開，聽到的是具有立體感的節(jié)目。 9 調(diào)頻基本原理 調(diào)頻是模擬角度調(diào)制的一種，屬于非線性頻率變換。設(shè)高頻載波 tUu ccmc ?cos? ，調(diào)制信號(hào)為 )(tu? ， 調(diào)頻中 已調(diào)信號(hào)的頻譜與調(diào)制信號(hào)頻譜 之間不存在線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，而是產(chǎn)生出與頻譜搬移不同的新頻率分量，故呈現(xiàn)出非線性特征。 在連續(xù)波調(diào)制中，未調(diào)載波可以表示為： )co s()( ?? ?? tAtC C如果幅度不變，起始相位為 0，而瞬時(shí)角頻率是調(diào)制信號(hào)的線性函數(shù)，則這種調(diào)制方式稱為頻率調(diào)制。 其 瞬時(shí)角頻率偏移 為 ： )(tfKFM??? （ 31） 瞬時(shí)角頻率 L： )(tfK FMC ???? （ 32） 調(diào)頻信號(hào)表示為： ])(c os [)( ??? dttfKtAtSFMCFM ? （ 33） 若 tfAtAtf mmmm ?? 2c osc os)( ?? 則 ]s inc os []s inc os [)( m a x ttAttAtSmFMCmmCFM ??????? ????? （ 34） 其中調(diào)頻指數(shù)： mmmFMmFM ffAK m a xm a x ????? ???? （ 35） 展開（ 34）后再由第一類 n階貝塞爾函數(shù)作為三角級(jí)數(shù)的系數(shù)，可以得到 tnJAtS mCn FMnFM )c os ()()( ??? ?? ????? （ 36） 它的傅氏變換即為頻譜 )]()([)()( mCmCn FMnFM nnJAS ??????????? ?????? ????? （ 37） 可見調(diào)頻信號(hào)的頻譜中含有無(wú)窮多個(gè)頻率分量。 調(diào)頻發(fā)射芯片 表 31 BH1417F 引腳屬性表 引腳 屬性 電壓 引腳 屬性 電壓 1 左聲道信號(hào) 輸入端 1/2 CCV 22 右聲道信號(hào)輸 入端 1/2 CCV 10 21 加重時(shí)間調(diào) 整端 1/2 CCV 20 低通濾波器調(diào) 整端 1/2 CCV 4 濾波器端 1/2 CCV 5 復(fù)合信號(hào)輸出 端 1/2 CCV 6 地 GND 7 鎖相環(huán)輸出端 8 電源正極 CCV 9 高頻振蕩器輸 入端 4/7 CCV 10 高頻地 GND 11 高頻信號(hào)輸出 CCV 12 鎖相環(huán)電源 正極 CCV 1 14 晶體振蕩器輸 入端 15 傳送使能 CE 16 傳送時(shí)鐘 CK 17 傳送內(nèi)容 DA 18 靜音 MUTE 19 導(dǎo)頻信號(hào)調(diào) 整端 1/2 CCV 調(diào)頻還需要一些輔助電路，才能夠達(dá)到較好效果，所以 本設(shè)計(jì)選用了一款專用發(fā)射芯片BH1417F， 因?yàn)?它具有下列優(yōu)點(diǎn)： BH1417F 是一種無(wú)線音頻傳輸集成電路，它可以將計(jì)算機(jī)聲卡、游戲機(jī)、 CD、 DVD、 MP調(diào)音臺(tái)等立體聲音頻信號(hào)進(jìn)行立體聲調(diào)制發(fā)射傳輸，配合普通的調(diào)頻立體聲接收機(jī)就可實(shí)現(xiàn)無(wú)線調(diào)頻立體聲傳送。適合用于生產(chǎn)立體聲的無(wú)線音箱、無(wú)線耳機(jī)、 CD、 MP DVD、 PAD、筆記本計(jì)算機(jī)等的無(wú)線音頻適配器開發(fā)生產(chǎn)。這個(gè)集成電路是由提 高信噪比（ S/N）的預(yù)加重電路、防止信號(hào)過調(diào)的限幅電路、控制輸入信號(hào)頻率的低通濾波電路（ LPF）、產(chǎn)生立體聲復(fù)合信號(hào)的立體聲調(diào)制電路、調(diào)頻發(fā)射的鎖相環(huán)電路（ PLL）組成。 1）將預(yù)加重電路、限幅電路、低通濾波電路（ LPF）一體化，使音頻信號(hào)的質(zhì) 量比分立元件的電路（如： BA140 NJM2035等）有很大改進(jìn)。 2）導(dǎo)頻方式的立體聲調(diào)制電路。 3）采用了鎖相環(huán)鎖頻并與調(diào)頻發(fā)射電路一體化，合發(fā)射的頻率非常穩(wěn)定。 4）采用了撥碼開關(guān)直接頻率設(shè)定，可設(shè)定 70120MHz頻率，使用上非常方便。 11 圖 BH1417F 結(jié)構(gòu)原理圖 圖 元器件的尺寸以及封裝 表 32 BH1417 個(gè)管腳內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 12 腳位 屬性 電路 電壓 1 左聲道信號(hào)輸入端 1/2Vcc 22 右聲道信號(hào)輸入端 1/2Vcc 21 加重時(shí)間調(diào)整端 1/2Vcc 20 低通濾波器調(diào)整端 1/2Vcc 4 濾波器端 1/2Vcc 5 復(fù)合信號(hào)輸出端 1/2Vcc 6 地 —— GND 7 鎖相環(huán)輸出端 —— 8 電源正極 Vcc 13 9 高頻振蕩器輸入端 4/7Vcc 10 高頻地 —— GND 11 高頻信號(hào)輸出 12 鎖相環(huán)電源正極 —— Vcc 1 14 晶體振蕩器輸入端 —— 15 傳送使能 CE —— 16 傳送時(shí)鐘 CK 17 傳送內(nèi)容 DA 18 音頻靜音 MUTE 19 導(dǎo)頻信號(hào)調(diào)整端 1/2Vcc 14 （ 1）預(yù)加重電路 預(yù)加重電路是一個(gè)非線性音頻放大器，它的內(nèi)部工作點(diǎn)為 1/2 Vcc，因?yàn)樗欠蔷€性放大器，所以輸入阻抗取決為內(nèi)部電阻 R3=43KΩ，預(yù)加重時(shí)間取決于內(nèi)部電阻 R2= 和外部電容 C1=2200p。 圖 預(yù)加重電路 時(shí)間常數(shù)τ =C1R2 R1=1K 是一個(gè)限流電阻，防止自激的產(chǎn)生。 （ 2）限幅電路 圖 限幅電路 限幅電路是由二極管限幅的反相放大器組成，它的內(nèi)部工作點(diǎn)為 1/2 Vcc。 （ 3）低通濾波電路 低通濾波電路是 由二階低通反饋放大電路組成，它的分頻點(diǎn)為 15KHz。 15 圖 低通濾波電路 公式如下 : Cf=1/ω 0 Rf （ 38） C1=3Q Cf （ 39） C2=Cf/3Q （ 310） 運(yùn)算過 程如下： Q=、ω 0= 、 fc=15KHz R1=R2=R3=Rf=100KΩ Cf=1/ω 0 Rf=1/（ 2π ） = C1=3Q Cf ==144pF≈ 150pF C2=Cf/3Q=()=48≈ 50pF （ 4）立體聲調(diào)頻 音