【正文】 調(diào)制中，未調(diào)載波可以表示為：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(xiàn)性函數(shù)，則這種調(diào)制方式稱(chēng)為頻率調(diào)制。 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 22右聲道信號(hào)輸入端1/2 21加重時(shí)間調(diào)整端1/2 20低通濾波器調(diào)整端1/2 4濾波器端1/2 5復(fù)合信號(hào)輸出端1/2 6地GND7鎖相環(huán)輸出端8電源正極9高頻振蕩器輸入端4/710高頻地GND11高頻信號(hào)輸出12鎖相環(huán)電源正極114晶體振蕩器輸入端15傳送使能CE16傳送時(shí)鐘CK17傳送內(nèi)容DA18靜音MUTE19導(dǎo)頻信號(hào)調(diào)整端1/2 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(zhuān)用發(fā)射芯片BH1417F，因?yàn)樗哂邢铝袃?yōu)點(diǎn)：BH1417F 是一種無(wú)線(xiàn)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(xiàn)調(diào)頻立體聲傳送。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(guò)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。2）導(dǎo)頻方式的立體聲調(diào)制電路。4）采用了撥碼開(kāi)關(guān)直接頻率設(shè)定，可設(shè)定70120MHz頻率，使用上非常方便。 預(yù)加重電路時(shí)間常數(shù)τ=C1R2R1=1K 是一個(gè)限流電阻，防止自激的產(chǎn)生。（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。音頻信號(hào)和38KHz的副載波信號(hào)被多路復(fù)合器進(jìn)行了平衡調(diào)制，產(chǎn)生了一個(gè)主信號(hào)（L+R）和一個(gè)通過(guò)DSB 調(diào)制的38KHz 副載波信號(hào)（LR），并與19KHz導(dǎo)頻信號(hào)組成復(fù)合信號(hào)從第5腳輸出。這一部分由高頻振蕩器、高頻放大器及鎖相環(huán)頻率合成器組成。 FM發(fā)射電路高頻振蕩器是由第9腳外部的LC 回路與內(nèi)部電路組成，振蕩信號(hào)經(jīng)過(guò)高頻放大器從11腳輸出，同時(shí)輸送到鎖相環(huán)電路進(jìn)行比較后從第7腳輸出一個(gè)信號(hào)對(duì)高頻振蕩器的值進(jìn)行修正，確保頻率穩(wěn)定。A、數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送方：圖 數(shù)據(jù)傳送方式B、數(shù)據(jù)內(nèi)容說(shuō)明：表33 數(shù)據(jù)內(nèi)容說(shuō)明順序數(shù)據(jù)說(shuō)明1PRCTL頻率控制字D0D10D0為低位D10為高位，其值為實(shí)際發(fā)射頻率除以100KHz 的十六進(jìn)制值。100KHz=997轉(zhuǎn)為16進(jìn)制后則為3E5，字位如下：2OMCTL立體聲控制MONO設(shè)為1時(shí)開(kāi)啟立體聲，設(shè)0時(shí)關(guān)閉立體聲3PDCTLPD 輸出控制PD0、PD1設(shè)定PLL輸出狀態(tài)PD0PD100正常模式01輸出低10輸出高11高阻態(tài)4出廠(chǎng)測(cè)試正常模式下，必須將T0設(shè)為1，T1設(shè)為0第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本章將介紹各單元電路的設(shè)計(jì)，主要介紹立體聲調(diào)頻發(fā)射電路、功率放大電路、電源電路。11118引腳輸入的頻率代碼經(jīng)過(guò)解碼和鑒相后，由7腳輸出PLL振蕩器的控制信號(hào)VCO。調(diào)制后的信號(hào)通過(guò)9腳輸入到BH1417，經(jīng)過(guò)內(nèi)部的射頻放大器放大后的射頻信號(hào)由11腳輸出。1，提供給BH1417內(nèi)部的鑒相、立體聲信號(hào)調(diào)制等部分所需要的穩(wěn)定時(shí)鐘。我國(guó)的調(diào)頻頻率規(guī)定范圍為88108MHZ，這是調(diào)頻廣播的主載波范圍，但必須先將立體聲信號(hào)在副載波上進(jìn)行調(diào)制，然后在主載波上再調(diào)制一次。 第一次調(diào)制第一次調(diào)制的目的是產(chǎn)生立體聲基帶信號(hào)。（1）預(yù)加重電路設(shè)計(jì)在鑒頻電路輸出端，噪聲功率譜密度與頻率平方成正比，即大部分噪聲功率分布在高頻段，而語(yǔ)音信號(hào)中能量大部分集中在低頻段，兩者正好相反。這種方法就是預(yù)加重、去加重技術(shù)。圖44為本設(shè)計(jì)中的預(yù)加重電路，它由BH1417F芯片內(nèi)部電路與外圍電路構(gòu)成。 預(yù)加重電路預(yù)加重電路是一個(gè)非線(xiàn)性音頻放大器，它的內(nèi)部工作點(diǎn)為1/2 Vcc，其輸入阻抗為內(nèi)部電阻R3=43KΩ，R1=1K是一個(gè)限流電阻，防止自激的產(chǎn)生。時(shí)間常數(shù)為：。該低通濾波電路是個(gè)二階反饋放大電路，因?yàn)橐笳{(diào)制的音頻信號(hào)頻率范圍是：20~20KHz，所以理論上將它的分頻點(diǎn)設(shè)計(jì)為。圖45中C1是第20引腳的外接電容，需要根據(jù)已知條件進(jìn)行計(jì)算得到，具體過(guò)程如下：Q=，則 （3）立體聲復(fù)合信號(hào)的形成音頻信號(hào)從第1腳和第22腳輸入后通過(guò)預(yù)加重電路、低通濾波電路后送到混合器（MPX）中，另外由第1，電路通過(guò)200分頻后產(chǎn)生的38KHz副載波信號(hào)，同時(shí)38KHz副載波通過(guò)2分頻產(chǎn)生的19KHz導(dǎo)頻信號(hào)。53K5015K19K23K38K10075副信道（LR）8040調(diào)制度（％）1006020040導(dǎo)頻信號(hào)主信道（L+R）調(diào)制頻率（HZ） 導(dǎo)頻方式的調(diào)頻立體聲廣播頻帶結(jié)構(gòu)圖 第二次調(diào)制第二次調(diào)頻的調(diào)制信號(hào)是第一次調(diào)制完成后形成的立體聲復(fù)合型號(hào)。鎖相環(huán)（PLL）電路是一種以消除頻率誤差為目的的反饋控制系統(tǒng), 它由鑒相器（PD）、環(huán)路濾波器（LPF）和壓控振蕩器（VCO）三個(gè)基本部件組成，其基本原理是利用相位誤差電壓去消除頻率誤差，所以當(dāng)電路達(dá)到平衡狀態(tài)之后，雖然有剩余相位誤差存在，但頻率誤差可以降低到零，實(shí)現(xiàn)了無(wú)頻差的頻率跟蹤和相位跟蹤。根據(jù)R和V的不同可以分四種情況，如圖48所示。fV時(shí)，f端輸出負(fù)脈沖，g端輸出恒為高電平。(4)fR=fV，R相位滯后V(2)fRfV(1)fRfV(3)fR=fV，R相位超前VfgVRVfgRfggfVRR 數(shù)字鑒相器輸入輸出關(guān)系＝fV，R的相位超前V時(shí)，f端輸出負(fù)脈沖，g端輸出恒為高電平。＝fV，R的相位滯后V時(shí)，f端輸出恒為高電平，g端輸出負(fù)脈沖。根據(jù)數(shù)字鑒相器的這種特性，在其后加一級(jí)差分放大器，取出f和g電壓的差信號(hào)Vg－Vf，再通過(guò)積分取出其中的有效電壓，此電壓就反映了fR和fV之間的關(guān)系。（2）環(huán)路低通濾波器（LPF）環(huán)路低通濾波器的作用是取出鑒相器的輸出誤差信號(hào)中的直流成分，以調(diào)節(jié)壓控振蕩器的輸出頻率。因此，鎖相和調(diào)頻是相互矛盾的。 環(huán)路低通濾波器電路圖環(huán)路濾波器正是解決這一矛盾的關(guān)鍵。因此，將環(huán)路濾波器的通帶上限頻率限制在幾Hz內(nèi)，只有緩慢變化因素引起的誤差信號(hào)可以通過(guò)，而調(diào)制信號(hào)引起頻偏時(shí)所產(chǎn)生的誤差信號(hào)要被濾除，不會(huì)作用于鎖相環(huán)，這樣就既可以保證中心頻率的穩(wěn)定度，又不影響調(diào)頻。 （41） 鑒相器輸出的兩個(gè)誤差信號(hào)分別是一個(gè)與參考頻率同頻的方波信號(hào)和一個(gè)固定電平。有源積分網(wǎng)絡(luò)由運(yùn)算放大器LM358和一些阻容元件組成。 低通濾波器頻率特性曲（3）壓控振蕩器（VCO）VCO是設(shè)計(jì)鎖相環(huán)的核心，本設(shè)計(jì)使用變?nèi)荻O管KV1471E與電感并聯(lián)后和內(nèi)部RC電路組成壓控振蕩器，通過(guò)改變變?nèi)荻O管的反偏電壓來(lái)改變振蕩頻率值。CVD的大小受所加偏置電壓U的控制，而變?nèi)荻O管（KV1471E）的容值變化范圍是：~，的范圍為：88MHz~108MHz，根據(jù)式（42）有： L＝ （43） 取，得L＝ 取，得L＝因此，理論上取L＝。一但頻率超過(guò)鎖相環(huán)設(shè)定的頻率，第7腳將輸出的電平變高；如果是低于設(shè)定頻率，它將輸出的電平變低；相同的時(shí)候，它的電平將不變。為保88~108MHZ內(nèi)的任一頻點(diǎn)時(shí)輸出達(dá)到額定值，可根據(jù)前級(jí)的中心頻率對(duì)部分元件作適當(dāng)調(diào)整。經(jīng)擴(kuò)展后的功率信號(hào)由三級(jí)低通濾波器濾去高次詣波成份饋入了發(fā)射天線(xiàn)。L1—L6可用?，直徑約5MM，圈數(shù)圖中以“T”為單位標(biāo)明。Q2用專(zhuān)用50Ω射頻輸出接頭，接解電阻更小，更有利于阻抗匹配。 調(diào)試電路時(shí)，務(wù)必注意因電路功率大，一定要接上假負(fù)載（本人用30支1W、1500Ω高精度金屬膜電阻并聯(lián)制成），并且要有足夠在的散熱裝置，天線(xiàn)阻抗嚴(yán)格等于50Ω，不能用短棒拉桿天線(xiàn)，否則強(qiáng)烈的射頻回饋電流將使電路造成自身干擾，大部分射頻能量無(wú)法輻到空間而消耗在功率管上，使其過(guò)熱損壞；必須通過(guò)50Ω發(fā)射專(zhuān)用同軸電覽引到室外天線(xiàn)發(fā)射。調(diào)試時(shí)，只輸入較小的激勵(lì)功率，電源電壓下降為9V，用高頻電壓表（不能用普通萬(wàn)用表）監(jiān)測(cè)假負(fù)載兩端高頻電壓值，調(diào)節(jié)C1C14，LLLL使電壓幅度達(dá)15—20V左右，再調(diào)節(jié)C1L1使電壓最大。達(dá)到額定值時(shí)，50Ω純電阻假負(fù)載兩端電壓≥40V，射頻輸出功率達(dá)15W。；然后用四個(gè)二極管DDDD11構(gòu)成的整流電橋進(jìn)行整流，可以得到9V直流電壓；然后用電容CC3組成進(jìn)行平滑濾波，將＋9V脈動(dòng)直流電壓變平滑，并抑制高頻干擾；然后輸入到集成穩(wěn)壓電路7809，輸出電壓將穩(wěn)定在＋9V，實(shí)際電壓小于+9V。當(dāng)然這些都是理論值，但在誤差范圍內(nèi)實(shí)際值基本能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 仿真軟件介紹，Multisim是Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。為適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，Multisim推出了許多版本，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要加以選擇。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無(wú)需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，這也使其更適合電子學(xué)教育。1. multisim10概述 通過(guò)直觀(guān)的電路圖捕捉環(huán)境，輕松設(shè)計(jì)電路。 借助高級(jí)電路分析，理解基本設(shè)計(jì)特真。通過(guò)改進(jìn)，整合設(shè)計(jì)流程，減少建模錯(cuò)誤并縮短上市時(shí)間。憑借NI Multisim，您可以立即創(chuàng)建具有完整組件庫(kù)的電路圖，并利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SPICE模擬器模仿電路行為。與NI LabVIEW和SignalExpress軟件的集成，完善了具有強(qiáng)大技術(shù)的設(shè)計(jì)流程，從而能夠比較具有模擬數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)建模測(cè)量。用雙蹤示波器觀(guān)察音頻輸入與音頻放大輸出端的波形,如下：音頻放大輸出波形： 音頻仿真下面的為話(huà)筒輸入波形，靈敏度為20mV/div，上面的為音頻放大輸出波形，500mV/div。 振蕩調(diào)制部分的仿真振蕩調(diào)制部分的仿真分為兩部分進(jìn)行。然后，再加入調(diào)制信號(hào)，看能否看到調(diào)制波形。調(diào)制輸出(已加調(diào)制信號(hào)）: 倍頻放大部分的仿真將已調(diào)制好的FM信號(hào)輸入VT3的基集，觀(guān)察LC回路的波形如下：倍頻輸出波形： 可以看出通過(guò)倍頻器后，已調(diào)信號(hào)的頻率加倍。第6章 系統(tǒng)調(diào)試本章主要介紹系統(tǒng)硬件調(diào)試，并進(jìn)行了指標(biāo)測(cè)試和系統(tǒng)性能分析。（2）調(diào)試BH1417F模塊：通+5V電壓，調(diào)試硬件正常工作。在BH1415F的11腳加了三級(jí)功率放大電路，再接上一段天線(xiàn)，則可以在80m范圍內(nèi)接收到調(diào)頻廣播。如果沒(méi)有達(dá)到理想的覆蓋頻率范圍，可以改變變?nèi)荻O管，換個(gè)頻率范圍更大的。（2）電壓峰峰值的測(cè)試用示波器來(lái)測(cè)量輸出電壓峰峰值表61 電壓峰峰值測(cè)量數(shù)據(jù)表振蕩頻率（MHz）Vpp（V）（3） 輸出功率的測(cè)試首先調(diào)節(jié)LC振蕩器，使其輸出為92MHz的正弦信號(hào)，使用+9V的單直流電源為功率放大器供電，接一個(gè)50Ω的純電阻作為負(fù)載，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)出該電阻兩端電壓值Um，按照式（61）便可計(jì)算出輸出功率。如再接丙類(lèi)功放會(huì)有更好的效果，距離也可達(dá)到更遠(yuǎn)。用BH1417F設(shè)計(jì)的小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)不僅設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，而且頻率設(shè)定靈活，可有效的避開(kāi)當(dāng)?shù)卣{(diào)頻臺(tái)的干擾，可應(yīng)用于室內(nèi)廣播、電視伴音轉(zhuǎn)發(fā)等小范圍的無(wú)線(xiàn)調(diào)頻轉(zhuǎn)播。 由于變?nèi)荻O管的容值變換范圍小了,所以頻率范圍為: 86MHz ~94MHz。所以解決問(wèn)題的最好方法就是換一個(gè)變化范圍大的變?nèi)荻O管。主要的工作情況如下：（1）了解了小功率立體聲調(diào)頻發(fā)射機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，本課題來(lái)源及研究的現(xiàn)實(shí)意義；（2）提出系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行方案對(duì)比，提出系統(tǒng)構(gòu)架；（3）學(xué)習(xí)了日本東洋公司生產(chǎn)的BH1417F芯片；（4）著重學(xué)習(xí)了調(diào)頻發(fā)射原理，鎖相環(huán)電路等，包括芯片內(nèi)部原理的理解和外圍電路的構(gòu)建；（5）設(shè)計(jì)各單元電路；使用BH1417F設(shè)計(jì)的小功率調(diào)頻發(fā)射器不僅設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便，而且體積小，可靠性高，頻率設(shè)定靈活，可有效德避開(kāi)當(dāng)?shù)鼗蜞徑恼{(diào)頻臺(tái)干擾，并且非常適合與放音機(jī)、CD、電腦等媒體播放器集成，可制成無(wú)線(xiàn)音響，耳機(jī)，還可廣泛應(yīng)用于學(xué)校教師內(nèi)小范圍的音頻無(wú)線(xiàn)調(diào)頻轉(zhuǎn)播。2. 進(jìn)一步改進(jìn)此發(fā)射機(jī)接上約50cm長(zhǎng)的電線(xiàn)做天線(xiàn)，在開(kāi)闊地段有效發(fā)射距離大概是100米左右，對(duì)于在家庭房間內(nèi)接收音樂(lè)或使用無(wú)線(xiàn)話(huà)筒而言已經(jīng)足夠。所以，上述電路DIY成的FM調(diào)頻立體聲發(fā)射器在調(diào)整發(fā)射頻率時(shí)不是很方便