【文章內容簡介】 頻廣播中干擾噪聲小。 4) 調頻波比調幅波頻帶寬 。 調頻廣播收音機的原理 一個典型的調頻廣播收音機的電路原理圖如下： 圖 調頻廣播收音機電路原理圖 一、 調頻高頻頭電路 i. 調頻高頻頭電路的組成與作用 調頻高頻頭電路主要包括輸入電路、高頻放大電路和變頻電路。調頻高頻頭的作用是選擇所要接收的調頻電臺信號，并將它放大、混頻，變成載頻為 的中 頻信號，然后輸送到中頻放大器。 ii. 輸入電路 調頻收音機輸入回路的作用是從天線接收到的各種高頻信號中選擇出調頻波段的信號，它分為固定調諧式輸入回路和可變調諧式輸入回路兩種電路形式。 iii. 高頻放大電路 高頻放大電路的主要作用是對高頻調頻信號進行放大，以提高調頻收音機的接收靈敏度。高頻放自動增益控制 高頻放大器 混頻器 中頻放大器 限幅器 鑒頻器 音頻放大器 調諧器 本地振蕩器 7 大電路一般采用共基放大電路，這是因為共基電路的截止頻率高，適用于高頻率放大，并且共基電路的輸入阻抗低，容易與天線的阻抗相匹配。 iv. 變頻電路 變頻電路的作用是把高頻調頻信號變換成載頻固定為 的中頻信號。 v. AFC 電路 AFC 電路是調制收音機的特殊電路，它的作用是當本振頻在工作過程中發(fā)生漂移時，能自動地控制本地振頻率回到原來的正確頻率上，使調頻收音機處于最付佳狀態(tài)。 二、 中頻放大電路 調頻收音機的中放電路與調幅收音機的主要區(qū)別：一是調諧回路的諧振頻率不同，二是調頻中放電路不加自動增益控制，使中放電路保持較大的增益，以便實現(xiàn)限幅。 三、 限幅器 限幅器的作用 限幅器的作用就是抑制這種寄生調幅干擾。 常用限幅器 分立元件電路中一般采用二極管限幅電路或三極管限幅電路，集成電路內部一般采用差動限幅電路。 四、 鑒頻器 鑒頻器的作用 鑒頻器的作用是對調頻信號進行解調，還原產生原調制信號，對調頻收音機來講，是從 的中頻信號中解調得到音頻信號。 鑒頻的方法 鑒頻過程分為兩步，先把等幅的調頻信號經線性變換電路轉換為幅度隨調頻信號的頻率變化規(guī)律而變化的調頻調幅信號，這時調頻信號的幅度變化就是解調所需的音頻信號，然后再用檢波器從調頻調幅波中把音頻信號解調出來。 8 2 方案論證與硬件選擇 本方案涉及到的硬件選擇 本設計采用模塊化設計，整個系統(tǒng)由控制模塊、 FM 模塊、電源模塊、顯示模塊和功 放模塊組成，系統(tǒng)的整體方案框圖如下 圖 ： 圖 系統(tǒng)方案設計框圖 FM 模塊 選擇 采用相關廠家生產的 TEA5767 模塊來實現(xiàn) 。 控制模塊選擇 采用宏晶科技生產的 STC89C52 芯片 來實現(xiàn)。 功放模塊選擇 TDA2822。 顯示模塊選擇 諾基亞 5110 液晶顯示當前收音機的頻率 。 電源模塊采用 二 種供電回路。 下面將一一介紹簡單硬件基本資料和選擇該硬件具體原因。 無線芯片的選擇 采用專用的芯片可以使整個系統(tǒng)體積小、 重量輕、可靠性好、 靈敏度高、 功耗低。 目前提供數(shù)字 FM Radio 解決方案的廠商很多，其中市場 反響非常好的就有 Philips 公司提供的 TEA5767，該芯片為低電壓、低功耗和低價位的全集成單芯片立體聲無線電產品，只需要極少的外部元器件，并9 且基本上不需要外部對高頻信號的手動調準，并且其頻帶范圍寬，可以完全免費調到歐洲、美國和日本的調頻波段。 TEA5767方案選擇 TEA5767 芯片，通過 I2C 協(xié)議與單片機進行通信。單片機按鍵對TEA5767 進行初始化輸入接收頻段的頻率， TEA5767 內部對信號濾波、放大、解調處理，輸出信號經過功放進行放大，插上耳麥即可收聽到電臺節(jié)目，接收頻率為 87M~108MHz 分別對應數(shù)據(jù) 為 9000、 0x339b。 （該芯片以及模塊的詳細介紹見第 3 章） 無線 芯片 選擇是本設計的關鍵，有兩種方案可以選擇： 方案（ 1）采用無線芯片 TEA5767，自己設計外圍電路。 方案（ 2）采用相關廠家生產的 TEA5767 模塊來實現(xiàn)。 很顯然，第一種方案需要自己設計電路、畫 PCB和焊接，而 TEA5767采用的是 FVQFN40（耐熱的薄型四腳扁平封裝）封裝，在短時間內和有限的條件下實現(xiàn)硬件功能的難度相當大。所以本設計采用第二種方案—— 使用現(xiàn)成的模塊。 TEA5767的 IIC 總線 I2C（ Inter－ Integrated Circuit） 總線是由 PHILIPS 公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設備。是微電子通信控制領域廣泛采用的一種總線標準。它是同步通信的一種特殊形式，具 有接 線少，控制方式簡單，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點。 控制模塊 控制模塊是本設計的核心，通過外圍電路和向 TEA5767 芯片寫入相關程序，控制部分要實現(xiàn)能夠改變收音機的接收頻率、工作模式、音量等各項參數(shù)的功能。因此必須需要一個微控制器才能達到要求，本設計采用 STC89C52 單片機作為系統(tǒng)的控制 核心。 10 STC89C52 外形和引腳 本設計采用宏晶科技生產的 STC89C52 芯片，芯片采用 40 腳雙列直插式封裝， 32 個 I/O 口，芯片工作電壓 ~ ，工作溫度 070176。C（商業(yè)級），工作頻率可高達 30MHz，芯片的外形和引腳見下圖 圖 STC89C52 芯片 外形 圖 STC89C52 芯片引腳圖 圖 外形和引腳圖 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng) 可編程 Flash 存儲器。使用高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè) 80C51 產品指令和引腳完全兼容。 STC89C52 具體介紹如下： ① 主電源引腳（ 2 根） VCC(Pin40)：電源輸入，接＋ 5V 電源 GND(Pin20)：接地線 ②外接晶振引腳（ 2 根） XTAL1(Pin19)：片內振蕩電路的輸入端 XTAL2(Pin1)：片內振蕩電路的輸出端 ③控制引腳（ 4 根） RST/VPP(Pin9)：復位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個機器周期的高電平將使單片機復位。 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號 11 EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內外部選通， 如果 接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內部程序存儲器讀指令。 PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號 。 ④可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） STC89C52 單片機有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P PP3 口，每個口有 8 位（ 8 根引腳），共 32 根。 PO 口（ Pin39～ Pin32）： 8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P1 口（ Pin1～ Pin8）： 8 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2 口（ Pin21～ Pin28）： 8 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ STC89C52 主要功能 STC89C52 主要功能 如 下表 所示 。 表 STC89C52 主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復擦寫 Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 共 6 個中斷 源 2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設置睡眠和喚醒功能 STC89C52的 控制電路 STC89C52 內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內部方式產生或外部方式產生。內部方式的時鐘電路如 圖 (a) 所示，在12 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接定時元件，內部振蕩器就產生自激振蕩。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在 ～ 12MHz 之間選擇，電容值在 5～ 30pF 之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調的作用。 外部方式的時鐘電路如圖 （ b） 所示， XTAL1 接地， XTAL2 接外部振蕩器。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 12MHz 的方波信號。片內時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產生一個兩相時鐘 P1 和 P2，供單片機使用。 （ a）內部方式時鐘電路 （ b）外部方式時鐘電路 圖 時鐘電路 （ 1）復位操作 復位是單片機的初始化操作。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復位鍵重新啟動。 除 PC 之外，復位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復位狀態(tài)如 下表 所示。 表 一些寄存器的復位狀態(tài) 寄存器 復位狀態(tài) 寄存器 復位狀態(tài) PC 0000H TCON 00H ACC 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0P3 FFH SCON 00H IP XX000000B SBUF 不定 13 IE 0X000000B PCON 0XXX0000B TMOD 00H （ 2）復位信號及其產生 RST 引腳是復位信號的輸入端。復位信號是高電平有效，其有效時間應持續(xù) 24 個振蕩周期 (即二個機器周期 )以上。若使用頗率為 6MHz的晶振，則復位信號持續(xù)時間應超 過 4us 才能完成復位操作。 產生復位信號的電路邏輯如 圖 所示： 圖 復位信號的電路邏輯圖 整個復位電路包括芯片內、外兩部分。外部電路產生的復位信號(RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內復位電路在每個機器周期的 S5P2時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進行采樣，然后才得到內部復位操作所需要的信號。 復位操作有上電自動復位 和 按鍵手動復位兩種方式。 上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的，其電路如圖 （ a） 所示。 這樣 ，只要電源 Vcc 的上升時間不超過 1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復位，即接通電源就成了系統(tǒng) 的復位初始化。 按鍵手動復位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復位是通過使復位端經電阻與 Vcc 電源接通而實現(xiàn)的，其電路如 圖 （ b） 所示；而按鍵脈沖復位則是利用 RC 微分電路產生的正脈沖來實現(xiàn)的，其電路如圖 （ c）所示。 14 （ a）上電復位 （ b）按鍵電平復位 （ c）按鍵脈沖復位 圖 復位電路 上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于 6MHz 晶振，能保證復位信號高電平持續(xù)時間大于 2 個機器周期。 本系統(tǒng)的復位電路采用圖 （ a） 上電復位方式。 功放模塊 一 般的集成功放電路外圍元件較多且需要較大的散熱器。本文介紹的功放電路簡單，自制方便。 TDA2822 集成功放電路常用在隨身聽、便攜式的 DVD 等音頻放音用；功率不是很大但 足 可以滿 足您的聽覺要求了，且有電路簡單、音質好、電壓范圍寬等特點，是 制作小功放的較佳選擇。 TDA2822基本信息 集成電路 TDA2822 為 8 腳雙列直插式封裝 。 下圖為 TDA2822的實物圖。 15 圖 TDA2822 TDA2822 是雙聲道音頻功率放大電路，適用于在袖珍式盒式放音機（ WALKMAN）、收錄機和多媒體音箱中作音頻放大器。 圖 TDA2822 引腳分布 表 3 TDA2822 引腳說明 引出端序列 符號 功能 引出端序號 符號 功能 1 OUT1 輸出端 1 5 IN2() 反向輸出端 2 2 VCC 輸出端 1 6 IN2(+) 正向輸入端 2 3 OUT2 輸出端 2 7 IN1(+) 正向輸入端 1 4 GND 地 8 IN1() 正向輸入端 1 參數(shù)名稱 符號 數(shù)值 單位 電源電壓 VCC 15 V 輸出峰值電流 Iop 1 A 功耗 Tamb=50℃ PD 1 W 16 Tcase=50℃ 結溫 TJ ℃ 貯存溫度 Tstg 40~+150 ℃ TDA2822工作特點 工作電壓低，低于 時仍能正常工作，集成度高，外圍元件少，音質好。 TDA2822 廣泛應用于收音機、隨身聽、耳機放大器等小功率功放電路中 如 下 圖所示為 TDA2822 用于立 體聲功放的典型應用電路。圖中，R1， R2 是輸入偏置電阻， C1， C2 是負反饋 端的