電子與信息工程畢業(yè)論文基于cxa1238電調(diào)諧調(diào)頻收音機(jī)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p>　　基于CXA1238電調(diào)諧調(diào)頻收音機(jī)的設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 電子與信息工程 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào)

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的題目是電調(diào)諧調(diào)頻收音機(jī)的設(shè)計(jì)。調(diào)頻（FM）收音機(jī)在人們業(yè)余生活中一直占據(jù)

3、著非常重要的地位。從最早的晶體管收音機(jī)到目前發(fā)展普遍的網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)；說明運(yùn)用廣播這種媒介來享受生活是非常不錯(cuò)的?，F(xiàn)如今，隨著消費(fèi)電子市場(chǎng)的興起以及數(shù)字電子的發(fā)展，廣大從事消費(fèi)類電子設(shè)計(jì)的廠商不忘在例如MP3、智能手機(jī)、便攜式視頻播放器等產(chǎn)品中嵌入調(diào)頻部分，傳統(tǒng)的調(diào)頻解決方案存在電路體積大，穩(wěn)定性不佳，調(diào)諧不方便等弊端。本文主要介紹了電調(diào)諧調(diào)頻收音機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。其解決了傳統(tǒng)的方案調(diào)頻中的許多缺點(diǎn)。在本文中主要介紹了該設(shè)計(jì)硬件電路，軟件設(shè)計(jì)

4、流程，系統(tǒng)測(cè)試。本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用芯片CXA1238完成接收機(jī)混頻、中放、解調(diào)等的設(shè)計(jì)；并且利用芯片BU2614以PLL頻率合成的方法產(chǎn)生穩(wěn)定的本振和控制輸入調(diào)諧回路的諧振頻率，從而實(shí)現(xiàn)電調(diào)諧；再結(jié)合單片機(jī)AT89C51對(duì)頻率合成器進(jìn)行控制；本設(shè)計(jì)通過按鍵調(diào)節(jié)頻率，用DS12C887時(shí)鐘芯片實(shí)時(shí)顯示時(shí)間，并可通過按鍵修改時(shí)間。</p><p>　　關(guān)鍵詞：CXA1238；調(diào)頻；單片機(jī)；鎖相環(huán)；電調(diào)諧</p>

5、;<p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This design's topic is FM receiver's design.The FM receiver in the people have lived in the entertainment to hold the very important status. From ol

6、d style transistor radio to today's network radio. Showing enjoys the life through the broadcast has been the life style which the people like. Now, emerges along with the expense class electron with prosperous as we

7、ll as the digital electron development, is engaged in the expense class electron design the manufacturer not to forget generally in such</p><p>　　Key word: CXA1238；FM；Single-chip；Phase-locked loop；Electricit

8、y tuned</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　第1章 緒論4</b></p><p>　　1.1系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)總方案4</p><p>　　1.2 芯片的介紹5&l

9、t;/p><p>　　1.3 鎖相環(huán)的定義7</p><p>　　1.3.1 什么是鎖相環(huán)7</p><p>　　1.3.2 鎖相環(huán)的主要用途7</p><p>　　1.3.3 鎖相環(huán)工作的基本原理8</p><p>　　1.3.4 芯片BU2614的基本介紹9</p><p>　　第2章

10、 系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì)11</p><p>　　2.1 調(diào)諧方案的確定—電調(diào)諧11</p><p>　　2.1.1 電調(diào)諧（鎖相頻率合成電調(diào)諧調(diào)頻）11</p><p>　　2.1.2 變?nèi)荻O管的基本介紹11</p><p>　　2.2原理分析和理論計(jì)算13</p><p>　　2.2.1 調(diào)頻信號(hào)的分析

11、13</p><p>　　2.2.2 超外差收音機(jī)基本工作原理及其優(yōu)點(diǎn)13</p><p>　　2.2.3 超外差收音機(jī)的干擾14</p><p>　　2.2.4 調(diào)頻收音機(jī)的常識(shí)14</p><p>　　2.2.5 PLL頻率合成方式14</p><p>　　2.3 頻率合成器設(shè)計(jì)FM調(diào)諧15</p&

12、gt;<p>　　2.3.1 接收機(jī)電路的設(shè)計(jì)15</p><p>　　2.3.2 BU2614頻率合成器電路16</p><p>　　2.3.3 電臺(tái)接受鑒別與靜噪電路18</p><p>　　2.3.4 電源部分18</p><p>　　2.3.5 時(shí)鐘部分19</p><p>　　2.4

13、軟件設(shè)計(jì)（單片機(jī)）19</p><p>　　2.4.1 主控制系統(tǒng)19</p><p>　　2.4.2 鍵盤與顯示20</p><p>　　2.4.3 諧振回路變?nèi)荻O管反向偏壓控制21</p><p>　　2.4.4 主流程程序圖22</p><p>　　第3章 制作與調(diào)試過程23</p>

14、<p><b>　　3.1 概論23</b></p><p>　　3.2 PCB板制作23</p><p>　　3.3 元器件的焊接23</p><p>　　3.4 電路調(diào)試23</p><p>　　3.5 硬件結(jié)構(gòu)組裝23</p><p><b>　　結(jié)論24&l

15、t;/b></p><p>　　致謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　附錄：26</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　收音機(jī)的發(fā)明起源于無線電技

16、術(shù)的發(fā)明，隨著眾多科學(xué)家多年不斷的探索，現(xiàn)如今，收音機(jī)的發(fā)展已經(jīng)到了一種飽和的狀態(tài)了。在當(dāng)今這個(gè)世界上，收音機(jī)占據(jù)著不可磨滅的一塊用處。所謂收音機(jī)的原理就是從收音機(jī)天線接收到高頻信號(hào)經(jīng)過檢波（解調(diào)）還原成音頻信號(hào)，送到耳機(jī)變成聲音音波。由于廣播事業(yè)的快速發(fā)展，空間中有很多不同頻率的無線電波，如果把這么多電波全都接收下來，音頻信號(hào)就會(huì)像處于吵雜之中一樣，許多不同聲音混雜在一起，結(jié)果導(dǎo)致什么也聽不清了（接受到雜亂的音頻信號(hào)）。為了設(shè)法選擇所

17、需要的頻率（節(jié)目），在接收天線信號(hào)后，后面跟有一個(gè)選擇性電路，它的作用是把所需的信號(hào)（電臺(tái)頻率）檢選出來，并把不要的信號(hào)“過濾掉”，以免產(chǎn)生對(duì)所需信號(hào)的干擾，這就是我們收聽廣播時(shí)所使用的“選臺(tái)”按鈕的作用。選擇性電路的輸出是選出某個(gè)電臺(tái)的高頻調(diào)幅信號(hào)，利用它直接推動(dòng)耳機(jī)（揚(yáng)聲器）是行不通的，必須把它恢復(fù)成原來的音頻信號(hào)，這種還原電路稱之為解調(diào)；把解調(diào)完成的音頻信號(hào)送到收音機(jī)耳機(jī)，就可以收聽到所需要的廣播。上面所講的是最簡(jiǎn)單收音機(jī)稱為直接

18、檢波機(jī)，但從接收天線得到的高頻天線電信號(hào)一般非常微弱，直接把它送到檢波器不太合適，所以選擇在選</p><p>　　收音機(jī)經(jīng)過這么多年的發(fā)展，在早期的時(shí)候已經(jīng)改變了人類的生活，無線電的大力發(fā)展，從而使收音機(jī)的發(fā)展大力加快，本課題要求為電調(diào)諧調(diào)頻收音機(jī)，而頻率范圍為88-108MHz，步進(jìn)位50MHz。單片機(jī)在本課題中的應(yīng)用非常關(guān)鍵，用到了單片機(jī)的編程。運(yùn)用這些知識(shí)能夠順利的解決課題的難題及順利的完成本課題所需要求

19、的任務(wù)。</p><p>　　圖1 調(diào)頻收音機(jī)工作原理框圖</p><p>　　收音機(jī)的分類：（1）：從體積分為袖珍型，便攜式，臺(tái)式收音機(jī)；（2）：從波段上可以基本分為調(diào)頻與中波二波段收音機(jī)、短波與調(diào)頻二波段收音機(jī)、短波與中波二波段收音機(jī)、3-4多波段收音機(jī)（調(diào)頻中波1-2短波）、5-14多波段收音機(jī)（調(diào)頻中波3-12個(gè)短波）、全波段；（3）：從功能上可以基本分為傳統(tǒng)機(jī)械指針式收音機(jī)、非存

20、儲(chǔ)模擬調(diào)諧數(shù)顯收音機(jī)、能存儲(chǔ)電臺(tái)頻率的PLL合成、DSP電子數(shù)調(diào)機(jī)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)為調(diào)頻收音機(jī)的設(shè)計(jì)，調(diào)頻收音機(jī)的工作原理；</p><p>　　調(diào)頻（FM）收音機(jī)由輸入回路、高放回路、本振回路、混頻回路、中放回路、鑒頻回路和音頻功率放大器組成,如圖1所示。</p><p>　　調(diào)頻的接受天線以耳機(jī)的地線代替，也可直接插上配給的天線ANT，二者工作原理

21、相同。調(diào)頻廣播的高頻信號(hào)輸入回路直接經(jīng)電容C，L組成的LC振蕩回路，實(shí)際上構(gòu)成一帶通濾波器，其通頻帶為88MHz—108MHz。在集成塊內(nèi)部接受的調(diào)頻信號(hào)經(jīng)過高頻放大，諧振放大。被放大的信號(hào)與本地振蕩器產(chǎn)生的本振信號(hào)內(nèi)部FM混頻，混頻后輸出。</p><p>　　FM混頻信號(hào)由FM中頻回路進(jìn)行選擇，提取以中頻10.7MHz為載波的調(diào)頻波。該中頻選擇回路由10.7MHz濾波器構(gòu)成。中頻調(diào)制波經(jīng)中放電路進(jìn)行中頻放大，

22、然后進(jìn)行鑒頻得到音頻信號(hào)，經(jīng)功率放大器輸出，耦合到揚(yáng)聲器，還原為聲音。此外，因在調(diào)頻波段未收到電臺(tái)信號(hào)時(shí)，內(nèi)部增益處于失控而產(chǎn)生的噪音很大。為此，通過檢出無信號(hào)時(shí)的控制電平，控制</p><p>　　靜噪電路工作，使音頻放大器處于微放大狀態(tài)，從而達(dá)到靜噪功能。</p><p>　　收音機(jī)在國(guó)外的發(fā)展情況（總體分類發(fā)展）：</p><p>　　1：礦石收音機(jī)：我們習(xí)慣

23、把那些不使用電源，電路里只有一個(gè)半導(dǎo)體元件的收音機(jī)統(tǒng)稱為“礦石收音機(jī)”。礦石收音機(jī)是指用天線、地線以及基本調(diào)諧回路和礦石做檢波器而組成的沒有放大電路的無源收音機(jī)，他是最簡(jiǎn)單的無線電接收裝置，主要用于中波公眾無線電廣播的接收與應(yīng)用。</p><p>　　2：電子管收音機(jī)：電子管是一種在氣密性封閉容器（一般為玻璃管）中產(chǎn)生電流傳導(dǎo)，利用電場(chǎng)對(duì)真空中的電子流的作用以獲得信號(hào)放大或振蕩的電子器件。電子管是電子時(shí)代的鼻祖，

24、電子管發(fā)明以后，使收音機(jī)的電路和接收性能發(fā)生了革命性的進(jìn)步和完善。</p><p>　　3：晶體管收音機(jī)：晶體管是一種固體半導(dǎo)體器件，可以用于整流、檢波、開關(guān)、放大、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制等許多其它功能。晶體管就是用半導(dǎo)體材料制成的。1947年12月23日，世界上第一塊晶體管在美國(guó)的貝爾實(shí)驗(yàn)室誕生，這是20世紀(jì)的一項(xiàng)重大發(fā)明，是微電子革命的起步棋子，從此人類步入了快速發(fā)展的電子時(shí)代。晶體管收音是一種微型的基于晶體管的無線

25、電信號(hào)接收機(jī)。晶體管收音機(jī)以其耗電少，不需交流電源，體積小，使用方便而贏得眾多人民的喜愛，并逐漸在市場(chǎng)上占據(jù)了主導(dǎo)地位，并成為最普及和廉價(jià)的電子產(chǎn)品。</p><p>　　4：集成電路收音機(jī)。</p><p>　　5：DSP收音機(jī)：DSP技術(shù)收音機(jī)就是無線電模擬信號(hào)由天線感應(yīng)接收后，在同一塊芯片里放大，然后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，然后還原成模擬音頻信號(hào)輸出的新型收音機(jī)。DSP

26、技術(shù)的本質(zhì)是用“軟件無線電”代替“硬件無線電”，它大大降低了收音機(jī)制造業(yè)的門檻。</p><p>　　收音機(jī)在我國(guó)的發(fā)展情況</p><p>　　在我國(guó)，收音機(jī)（無線電）的發(fā)展不比一些早期發(fā)明無線電的國(guó)家慢。1953年，中國(guó)研制出第一臺(tái)全國(guó)產(chǎn)業(yè)化收音機(jī)；1956年，研制出中國(guó)第一只鍺合金晶體管；1958年，我國(guó)第一部國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體收音機(jī)研制成功；1965年，半導(dǎo)體收音機(jī)成為國(guó)內(nèi)的主流；接下來，

27、出現(xiàn)了集成電路收音機(jī)和硅鍺管混合線路和音頻輸出OTL電路收音機(jī)。收音機(jī)在國(guó)內(nèi)的使用已經(jīng)超過了國(guó)外使用的比例，收音機(jī)已經(jīng)成為人們獲取娛樂，體育，文化，經(jīng)濟(jì)，政治新聞的一條路徑（雖然網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展速度占據(jù)了人們大部分的業(yè)余時(shí)間）。在早期，收音機(jī)是人們茶余飯后的必需品，聆聽各種世界，國(guó)內(nèi)大大小小的新聞報(bào)道。</p><p>　　收音機(jī)未來的發(fā)展格局</p><p>　　近幾年收音機(jī)的款式花樣不斷翻新

28、，已漸向中高檔方面發(fā)展，且有禮品化的發(fā)展趨勢(shì)，除了技術(shù)上采用新器件，在功能上有多波段，調(diào)頻，調(diào)幅，立體聲等；還與其他功能相結(jié)合制成了電子表收音機(jī)，手表收音機(jī)，太陽帽收音機(jī)等；且大多是國(guó)際流行款式。目前收音機(jī)呈現(xiàn)出五大發(fā)展趨勢(shì)。一：器件微型化，由于采用大規(guī)模集成電路薄膜開關(guān)，微型電阻及電子印刷工藝，在體積上趨向微型化，袖珍化。既減少了成本又消除了焊接不良引起的故障；二：頻率顯示化，采用大規(guī)模集成電路，將電路中的混頻級(jí)，中放級(jí)，檢波級(jí)，功放

29、級(jí)等縮于一片，以數(shù)字自動(dòng)顯示在液晶屏上，取代了傳統(tǒng)的機(jī)械旋鈕和接線刻盤指針；波段擴(kuò)大化，不僅能收聽長(zhǎng)，中，短波節(jié)目，而且能聽超聲波傳送的內(nèi)容；功能多樣化，收音機(jī)已不僅僅是收聽廣播節(jié)目的工具而已，與其他功能組合在一起成為多用器具；音箱優(yōu)質(zhì)化，現(xiàn)在收音機(jī)喇叭正趨向于使播放出的聲音跳出原始的簡(jiǎn)單音箱信號(hào)，模擬及恢復(fù)各種聲援的空間特性，使收音機(jī)聲音達(dá)到完美的境界。可視收音機(jī)也是未來收音機(jī)發(fā)展的一個(gè)方向，不僅能夠接受聲音等信號(hào)，而且能夠觀察到文字

30、，視頻等畫面。收音機(jī)未來的發(fā)展是不可限量的。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的主要目的及相關(guān)介紹</p><p>　　運(yùn)用索尼公司生產(chǎn)的調(diào)頻收音機(jī)集成芯片CXA1238和鎖相環(huán)頻率合成調(diào)諧集成芯片BU2614，制作一臺(tái)電調(diào)諧調(diào)頻收音機(jī)。以CXA1238為接收機(jī)信號(hào)的主體，完成信號(hào)接收部分的電路。作為收音機(jī)的重要組成部分，調(diào)諧電路和本振電路一直都采用傳統(tǒng)的電路。近年來，隨著無線電通信技術(shù)的迅速發(fā)

31、展，鎖相環(huán)和頻率合成技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于鎖相環(huán)具有跟蹤特性、窄帶濾波特性和鎖定特性狀態(tài)剩余頻差存在，因此在頻率合成技術(shù)中采用鎖相環(huán)路可以產(chǎn)生頻率準(zhǔn)確率很高的振蕩信號(hào)源。利用這種振蕩信號(hào)源產(chǎn)生的頻率作為收音機(jī)電路的調(diào)諧頻率和本振頻率可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化收音。利用單片機(jī)控制鎖相環(huán)路中的分頻數(shù)就可以改變振蕩信號(hào)源的輸出頻率，以達(dá)到調(diào)臺(tái)的目的。</p><p>　　本次所設(shè)計(jì)的題目是基于CXA1238電調(diào)諧調(diào)頻

32、收音機(jī)的設(shè)計(jì)。調(diào)頻收音機(jī)（FM Radio）一直在人們的業(yè)余生活中占有非常重要的地位。從老式的晶體管收音機(jī)到今天的網(wǎng)絡(luò)收音機(jī),說明通過廣播享受生活一直是人們喜歡的生活方式。如今，隨著消費(fèi)類電子的興起和繁榮以及數(shù)字電子的發(fā)展，廣大從事消費(fèi)類電子設(shè)計(jì)的廠商都不忘在諸如MP3、智能手機(jī)、便攜式Video播放器等產(chǎn)品中嵌入FM部分。傳統(tǒng)的調(diào)頻解決方案存在電路體積大、調(diào)諧不方便、穩(wěn)定性欠佳等弊端。為了解決上述問題，眾多半導(dǎo)體公司紛紛尋求調(diào)頻接收機(jī)

33、的ASIC解決途徑。本文介紹了調(diào)頻收音機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。其解決了傳統(tǒng)的調(diào)頻方案中體積大、調(diào)諧不方便、穩(wěn)定性不好等這些缺點(diǎn)。在本文中主要介紹了該設(shè)計(jì)的硬件電路、軟件設(shè)計(jì)流程、系統(tǒng)測(cè)試。數(shù)字調(diào)頻立體聲收音機(jī)的MCU采用AT89C51單片機(jī)，單片機(jī)是本系統(tǒng)的核心器件。本設(shè)計(jì)利用BU2614實(shí)現(xiàn)的鎖相環(huán)頻率合成器與單片機(jī)AT89C51接口，實(shí)現(xiàn)頻率88MHz~ 108MHz調(diào)頻廣播的接收。</p><p><b>

34、;　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)總方案</p><p>　　作為調(diào)頻收音機(jī)重要組成部分的調(diào)諧電路和本振電路一直采用傳統(tǒng)方式的電容、電感手動(dòng)調(diào)臺(tái)方式。近年來隨著無線電通信技術(shù)的迅速發(fā)展,鎖相環(huán)和頻率合成技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于鎖相環(huán)具有窄帶濾波特性、跟蹤性和鎖定狀態(tài)無剩余頻率差存在,因此在頻率合成技術(shù)中采用鎖相環(huán)電路可以產(chǎn)生頻率準(zhǔn)確度

35、很高（穩(wěn)定性）的振蕩信號(hào)源。利用這種振蕩信號(hào)源產(chǎn)生的頻率作為收音機(jī)電路的調(diào)諧頻率和本振頻率可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化收音。利用單片機(jī)控制鎖相環(huán)路中的分頻就可以改變振蕩信號(hào)員的輸出頻率,以達(dá)到調(diào)節(jié)電臺(tái)（接收到不同頻率）的目的。運(yùn)用到了鎖相環(huán)芯片BU2614（穩(wěn)頻）具有程控搜索、自動(dòng)調(diào)頻、電臺(tái)載頻顯示等功能,該芯片功能強(qiáng)大。BU2614為16管腳芯片。管腳Xout與Xin為外接晶振管腳，一般接75KHz晶體管，主要產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)頻率（穩(wěn)定頻率）和時(shí)鐘信號(hào)；管

36、腳CE、CLK和DA端為使能、時(shí)針和數(shù)據(jù)輸入端。PD1為相位比較輸出，BU2614內(nèi)部主要有相位比較器PD、可編程分頻器、參考分頻器、高穩(wěn)定晶體振蕩器及內(nèi)部控制器組成。與MCS-51系列單片機(jī)及相應(yīng)的外圍電路配合可完成整個(gè)電路的設(shè)計(jì)。通過BU2614的串行口與單片機(jī)通信來改</p><p>　　1.調(diào)諧方案的選擇：</p><p>　　由于已經(jīng)指定使用CXA1238和BU2614，并已經(jīng)給

37、出了典型連接的方法。本機(jī)直接選用該方案，方案原理框圖如下圖：采用PLL頻率合成器產(chǎn)生本振，輸入回路把接收到的信號(hào)送入混頻器和PLL產(chǎn)生的本振信號(hào)混頻，經(jīng)中放調(diào)諧放大后送到鑒頻器鑒頻，然后把解調(diào)后的信號(hào)經(jīng)音頻功放推動(dòng)揚(yáng)聲器。</p><p>　　如框圖1.1a所示：</p><p>　　圖1.1a PLL混頻合成器原理框圖</p><p>　　2.控制系統(tǒng)的選擇：&

38、lt;/p><p>　　1：使用數(shù)字電路，邏輯門配合鍵盤和撥碼開關(guān)來手動(dòng)調(diào)節(jié)本振頻率。此方案可能實(shí)現(xiàn)，但是使用的邏輯門數(shù)量巨大，且不具有自動(dòng)搜索臺(tái)等較復(fù)雜的功能。</p><p>　　2：使用單片機(jī)作為控制器來控制鎖相環(huán)產(chǎn)生本振信號(hào)，而且鍵盤電路，LCD等可以方便的和單片機(jī)接口。該方案利用單片機(jī)的強(qiáng)大功能可以完成控制部分的要求。我們選用此方案。</p><p>　　系統(tǒng)

39、總原理框圖如下圖1.1b：</p><p>　　圖1.1b 系統(tǒng)原理總框圖</p><p><b>　　1.2 芯片的介紹</b></p><p>　　CXA1238是日本索尼公司生產(chǎn)的高集成度調(diào)幅、調(diào)頻、立體聲解碼單片機(jī)收音集成電路，在各種音響收音系統(tǒng)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，如家用音響、汽車用音響等。</p><p>　　C

40、XA1238功能特點(diǎn)：</p><p>　　CXA1238集成電路內(nèi)含：調(diào)幅變頻、調(diào)幅中放、檢波、本振；調(diào)頻高放、調(diào)頻變頻、鑒頻和立體聲解碼電路；輔助電路有調(diào)諧指示、立體聲指示、靜噪調(diào)諧等功能。</p><p>　　CXA1238集成電路的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1、耗電小，當(dāng)電源電壓為6V時(shí)，調(diào)幅靜態(tài)電流為8.5mA左右；調(diào)頻靜態(tài)電流為11m

41、A；</p><p>　　2、電源電壓使用范圍寬，在2-10V范圍內(nèi)電路基本都能正常工作；</p><p>　　3、電路中具有調(diào)諧LED驅(qū)動(dòng)，立體聲指示LED驅(qū)動(dòng)以及FM靜噪功能；</p><p>　　4、電路安裝方便，調(diào)整簡(jiǎn)單，整機(jī)只需要調(diào)整一個(gè)調(diào)幅中周和立體聲壓控振蕩（VCO）</p><p><b>　　的頻率微調(diào)電阻；<

42、;/b></p><p>　　在使用CXA1238芯片時(shí)，不考慮AM，僅用FM。采用集成芯片可以使整個(gè)系統(tǒng)靈巧、精致、可靠性好、靈敏度高、功耗小。但在芯片前加入高放級(jí)和本振部分時(shí)，對(duì)整機(jī)的性能有一定的影響，所以調(diào)諧方式的選擇，決定了整機(jī)的性能。</p><p>　　圖1.2.1a CXA1238內(nèi)部框圖</p><p>　　圖1.2.1b CXA1238集

43、成電路的引腳功能說明</p><p>　　圖1.2.1c CXA1238集成電路典型應(yīng)用電路</p><p>　　CXA1238是性能優(yōu)良的收音集成電路，內(nèi)部有AM、FM的高放、混頻、中放、檢波、鑒頻以及FM立體聲解碼、自動(dòng)頻率控制電路等功能。</p><p>　　1.3 鎖相環(huán)的定義</p><p>　　1.3.1 什么是鎖相環(huán)</

44、p><p>　　鎖相環(huán) (phase-locked loop，分為模擬鎖相環(huán)和數(shù)字鎖相環(huán))為無線電發(fā)射中使頻率較為穩(wěn)定的一種方法,主要有VCO(壓控振蕩器)和PLL IC本振；壓控振蕩器（VCO）給出一個(gè)信號(hào),一部分作為輸出,另一部分通過分頻與PLL IC所產(chǎn)生的本振信號(hào)作相位比較,為了保持頻率不變,就要求相位差不發(fā)生改變,如果有相位差的變化,則PLL IC的電壓輸出端的電壓發(fā)生變化,去控制VCO,直到相位差恢復(fù)!達(dá)

45、到鎖頻的目的。能使受控振蕩器的頻率和相位均與輸入信號(hào)保持確定關(guān)系的閉環(huán)電子電路；簡(jiǎn)單的說就是輸出電壓與輸入電壓兩者被鎖定。</p><p>　　鎖相環(huán)由鑒相器（PD）、環(huán)路濾波器（LF，有源與無源濾波）和壓控振蕩器（VCO）組成。鑒相器用來鑒別輸入信號(hào)Ui與輸出信號(hào)Uo之間的相位差 ，并輸出誤差電壓Ud 。Ud中的噪聲和干擾成分被低通性質(zhì)的環(huán)路濾波器濾除，形成VCO（壓控振蕩器）的控制電壓Uc。Uc作用于壓控振蕩

46、器的結(jié)果是把它的輸出振蕩頻率fo拉向環(huán)路輸入信號(hào)頻率fi ，當(dāng)二者相等時(shí)，環(huán)路被鎖定 ，稱為入鎖。維持鎖定的直流控制電壓由鑒相器提供，因此鑒相器的兩個(gè)輸入信號(hào)間留有一定的相位差。</p><p>　　1.3.2 鎖相環(huán)的主要用途</p><p>　　鎖相環(huán)的用途是在收、發(fā)通信雙方建立載波同步或位同步；鎖相環(huán)最初用于改善電視接收機(jī)的行同步和幀同步，以提高抗干擾能力。20世紀(jì)50年代后期隨著空

47、間技術(shù)的發(fā)展，鎖相環(huán)用于對(duì)宇宙飛行目標(biāo)的跟蹤、遙測(cè)和遙控。60年代初隨著數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)展，鎖相環(huán)應(yīng)用愈廣，例如為相干解調(diào)提取參考載波、建立位同步等。具有門限擴(kuò)展能力的調(diào)頻信號(hào)鎖相鑒頻器也是在60年代初發(fā)展起來的。在電子儀器方面，鎖相環(huán)在頻率合成器和相位計(jì)等儀器中起了重要作用。</p><p>　　鎖相環(huán)技術(shù)目前的應(yīng)用集中在以下三個(gè)方面：第一：信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)；第二：信號(hào)的調(diào)頻和解調(diào)；第三：信號(hào)頻率合成電路。&l

48、t;/p><p>　　1.3.3 鎖相環(huán)工作的基本原理</p><p>　　壓控振蕩器（VCO）給出一個(gè)信號(hào),一部分作為輸出,另一部分通過分頻與PLL IC所產(chǎn)生的本振信號(hào)作相位比較,為了保持頻率不變,就要求相位差不發(fā)生改變,如果有相位差的變化,則PLL IC的電壓輸出端的電壓發(fā)生變化,去控制VCO（壓控振蕩器）,直到相位差恢復(fù)，達(dá)到鎖頻的目的。能使受控振蕩器的頻率和相位均與輸入信號(hào)保持確定關(guān)

49、系的閉環(huán)電子電路。（下圖1.3.3所示：PLL工作原理框圖：）</p><p>　　圖1.3.3 鎖相環(huán)工作原理框圖</p><p>　　工作原理（分步總結(jié)）：</p><p>　　1. 壓控振蕩器的輸出經(jīng)過采集并分頻；</p><p>　　2. 和基準(zhǔn)信號(hào)同時(shí)輸入鑒相器；</p><p>　　3. 鑒相器通過比較上

50、述兩個(gè)信號(hào)的頻率差，然后輸出一個(gè)直流脈沖電壓；</p><p>　　4. 控制VCO（壓控振蕩器），使它的頻率改變；</p><p>　　5. 經(jīng)過一個(gè)稍短的時(shí)間，VCO（壓控振蕩器）的輸出就會(huì)穩(wěn)定于某一期望值（頻率穩(wěn)定值）。</p><p>　　注意:鎖相環(huán)可用來實(shí)現(xiàn)輸出和輸入兩個(gè)信號(hào)之間的相位同步。當(dāng)沒有基準(zhǔn)（參考）輸入信號(hào)時(shí)，環(huán)路濾波器的輸出為零（或?yàn)槟骋还潭?/p>

51、值）。這時(shí)，壓控振蕩器按其固有頻率fv進(jìn)行自由振蕩；當(dāng)有頻率為fR的參考信號(hào)輸入時(shí)，uR 和uv同時(shí)加到鑒相器進(jìn)行鑒相。如果fR和fv相差不大，鑒相器對(duì)uR和uv進(jìn)行鑒相的結(jié)果，輸出一個(gè)與uR和uv的相位差成正</p><p>　　比的誤差電壓ud，再經(jīng)過環(huán)路濾波器濾去ud中的高頻成分，輸出一個(gè)控制電壓uc，uc將使壓控振蕩器的頻率fv（和相位）發(fā)生變化，朝著參考輸入信號(hào)的頻率靠攏，最后使fv= fR，環(huán)路鎖定。

52、環(huán)路一旦進(jìn)入鎖定狀態(tài)后，壓控振蕩器的輸出信號(hào)與環(huán)路的輸入信號(hào)（參考信號(hào)）之間只有一個(gè)固定的穩(wěn)態(tài)相位差，而沒有頻差存在。這時(shí)我們就稱環(huán)路已被鎖定。</p><p>　　1.3.4 芯片BU2614的基本介紹</p><p>　　BU2614具有自動(dòng)調(diào)頻、程控搜索、電臺(tái)載頻顯示等功能,該芯片功能強(qiáng)大。BU2614為16管腳芯片。管腳Xout（輸出）與Xin（輸入）為外接晶振管腳，一般接75KH

53、z晶體，主要產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)頻率和時(shí)鐘信號(hào)；CE、CLK和DA端為使能、時(shí)針和數(shù)據(jù)輸入端。PD1為相位比較輸出，BU2614內(nèi)部主要有相位比較器PD、可編程分頻器、參考分頻器、高穩(wěn)定晶體振蕩器及內(nèi)部控制器組成。與MCS-51系列單片機(jī)及相應(yīng)的外圍電路配合可完成整個(gè)電路的設(shè)計(jì)。通過BU2614的串行口與單片機(jī)通信來改變分頻比，用BU2614內(nèi)部的分頻器和鑒頻鑒相器，與CXA1238的本振VCO構(gòu)成數(shù)控鎖相環(huán)，通過改變分頻比改變接收的頻點(diǎn)。整個(gè)基于

54、CXA1238和BU2614的基本功能，以及相應(yīng)的外圍電路，最后實(shí)現(xiàn)電路的整個(gè)功能，實(shí)現(xiàn)FM調(diào)頻收音機(jī)的功能。BU2614內(nèi)部結(jié)構(gòu),內(nèi)部主要有相位比較器PD、可編程分頻器、參考分頻器、高穩(wěn)定晶體振蕩器及內(nèi)部控制器組成。當(dāng)單片機(jī)對(duì)BU2614送入一組數(shù)據(jù)， BU2614把接收到的數(shù)據(jù)與接收的信號(hào)頻率進(jìn)行比較后輸出一個(gè)電壓值VD，該電壓值通過外部環(huán)路低通濾波后加在VCO上，通過VD的不斷調(diào)整使V</p><p>　　

55、BU2614PLL頻率合成器可工作在FM調(diào)頻波段,具有較低的功耗與輻射噪聲,內(nèi)置一個(gè)高靈敏度的RF放大器, 并支持IF(中頻)計(jì)數(shù)功能, 主要技術(shù)指標(biāo)為:(1)內(nèi)置高速預(yù)分頻器能預(yù)分頻130MHz的VCO振蕩信號(hào)；(2)低耗散電流(工作電流:4mA,PLLOFF:100LA)；(3)三個(gè)輸出端口(漏極開路)；( 4)具有低輻射噪聲的75kHz參考振蕩器；(5)IF(中頻)測(cè)量與失鎖檢測(cè)；(6)串行數(shù)據(jù)輸入(CE,CK,DA)。</

56、p><p>　　圖1.3.4 芯片BU2614內(nèi)部框圖</p><p>　　BU2614具有以下特點(diǎn)：（1）最高工作頻率可達(dá)130MHz，并且為串行數(shù)據(jù)輸入；（2）采用晶振的高精度、高穩(wěn)定度的75KHz 的參考頻率；（3）低電流損耗，工作時(shí)為4mA，鎖相不工作時(shí)為100μA；（4）除了可直接用在FM（調(diào)頻）和AM（調(diào)幅）中；芯片BU2614還可提供7種參考頻率，25kHz、12.5kHz、6

57、.25kHz、3.125kHz、5kHz、3kHz和1kHz；（5）具有中頻檢測(cè)功能，開鎖顯示；輸入、輸出數(shù)據(jù)形式與計(jì)算BU2614的串行數(shù)據(jù)輸入靠CE、CLK和DA三個(gè)端子完成。BU2614可在單片機(jī)的控制下，采用鎖相方法，通過VCO（壓控振蕩器）自動(dòng)進(jìn)行頻率控制。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 調(diào)諧方案的確定—電調(diào)諧</p>

58、<p>　　2.1.1 電調(diào)諧（鎖相頻率合成電調(diào)諧調(diào)頻）</p><p>　　鎖相環(huán)頻率合成方式。該方式的顯著優(yōu)點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度高,與晶體振蕩器的穩(wěn)定度相同,可達(dá)0.000001以上,當(dāng)壓控振蕩器參數(shù)發(fā)生變化時(shí)可自動(dòng)跟蹤捕捉,使頻率重新穩(wěn)定,通過對(duì)可編程分頻器的分頻數(shù)進(jìn)行預(yù)置和步進(jìn),可實(shí)現(xiàn)電臺(tái)的程控搜索，并且可以準(zhǔn)確知道本振或載頻的頻率。通過調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管兩端的電壓 ,進(jìn)行選臺(tái)。變?nèi)荻O管是一種特殊的結(jié)

59、二極管,它的結(jié)電容是外加反向偏壓的函數(shù)；當(dāng)改變變?nèi)荻O管兩端的電壓值時(shí),即改變了回路電容,使振蕩頻率發(fā)生相應(yīng)的變化,從而實(shí)現(xiàn)選臺(tái)。但是其本振頻率穩(wěn)定度不高,存在一定的頻率漂移，影響收聽效果 。</p><p>　　圖2.1.1 鎖相環(huán)頻率合成器調(diào)諧電路</p><p>　　2.1.2 變?nèi)荻O管的基本介紹</p><p>　　1：定義：變?nèi)荻O管（VD）又稱“可變

60、電抗二極管”，是一種利用PN結(jié)電容（勢(shì)壘電容）與其反向偏置電壓VR的依賴關(guān)系及原理制成的二極管。用變?nèi)荻O管取代可變電容來進(jìn)行頻道(信號(hào))的搜索。變?nèi)荻O管PN結(jié)電容隨著PN結(jié)上的偏壓（反向電壓）變化而變化；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，就可以改變振蕩頻率。</p><p>　　2：

61、變?nèi)荻O管的作用特點(diǎn)：變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)之間電容可變的原理制成的半導(dǎo)體器件，通過施加反向電壓，使其PN結(jié)的靜電容量發(fā)生變化在高頻調(diào)諧、通信等電路中作可變電容器使用。變?nèi)荻O管屬于反偏壓二極管，改變其PN結(jié)上的反向偏壓，即可改變PN結(jié)電容量。反向偏壓越高，結(jié)電容則越少，反向偏壓與結(jié)電容之間的關(guān)系是非線性的。</p><p>　　3：變?nèi)荻O管主要應(yīng)用：變?nèi)荻O管的結(jié)電容能隨外加的反向偏壓而變化，所以它被用作調(diào)頻

62、、掃頻及相位控制。目前，變?nèi)荻O管的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。如，彩色電視機(jī)普遍采用具有記憶功能（預(yù)選臺(tái)）的電子調(diào)諧器，其工作原理就是通過控制直流電壓來改變變?nèi)荻O管的結(jié)電容量，以選擇某一頻道的諧振頻率。許多中小功率的調(diào)頻發(fā)射機(jī)都采用變?nèi)荻O管直接調(diào)頻技術(shù)，即在工作于發(fā)射載頻的LC振蕩回路上直接調(diào)頻，采用晶體振蕩器和鎖相環(huán)路來穩(wěn)定中心頻率。此外，變?nèi)荻O管在無繩電話機(jī)中主要用在手機(jī)或座機(jī)的高頻調(diào)制電路上，實(shí)現(xiàn)低頻信號(hào)調(diào)制到高頻信號(hào)上，并發(fā)射出去。在

63、工作狀態(tài)，變?nèi)荻O管調(diào)制電壓一般加到負(fù)極上，使變?nèi)荻O管的內(nèi)部結(jié)電容容量隨調(diào)制電壓的變化而變化。</p><p>　　4：變?nèi)荻O管工作原理：變?nèi)荻O管(Varactor Diodes)為特殊二極管的一種。當(dāng)外加順向偏壓時(shí)，有大量電流產(chǎn)生，PN（正負(fù)極）接面的耗盡區(qū)變窄，電容變大，產(chǎn)生擴(kuò)散電容效應(yīng)；當(dāng)外加反向偏壓時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生過渡電容效應(yīng)。但因加順向偏壓時(shí)會(huì)有漏電流的產(chǎn)生，所以在應(yīng)用上均供給反向偏壓。其主要參量是：

64、零偏結(jié)電容、零偏壓優(yōu)值、反向擊穿電壓、中心反向偏壓、標(biāo)稱電容、電容變化范圍（以皮法為單位）以及截止頻率等（工作原理電路圖如圖2.1.2所示）：</p><p>　　2.2原理分析和理論計(jì)算</p><p>　　2.2.1 調(diào)頻信號(hào)的分析</p><p>　?。?）調(diào)頻信號(hào)的一般表達(dá)式為：</p><p>　　Ufm (t) = U cos ф

65、(t)；</p><p>　　式中U 是FM波的振幅，ф(t) 是FM信號(hào)的瞬時(shí)相位；</p><p>　　且ф(t) ＝ ωc t + Kf ∫UΩ(t)dt；</p><p>　　其中 ωc － FM波的中心角頻率，即載波頻率；</p><p>　　Kf － FM波的調(diào)頻靈敏度；</p><p>　　UΩ(

66、t) － 調(diào)制信號(hào)；</p><p>　?。?）調(diào)頻信號(hào)的帶寬：</p><p>　　B ＝ 2 ( m + 1 ) F</p><p>　　其中 m 是調(diào)頻指數(shù) ， F 是調(diào)制信號(hào)的頻率；</p><p>　　（3）調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)：</p><p>　　調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)就是利用鑒頻器從調(diào)頻波Ufm(t)中恢復(fù)出原調(diào)制信

67、號(hào)UΩ(t)的過程。鑒頻器的類型和種類很多，有振幅鑒頻器，相位鑒頻器，比例鑒頻器，正交鑒頻器。SONY的CXA1238則采用正交鑒頻的方法，所謂正交鑒頻即將輸入FM信號(hào)經(jīng)移相網(wǎng)絡(luò)后生成與原FM信號(hào)正交的參考信號(hào)電壓，它與輸入FM信號(hào)電壓同時(shí)加入乘法器，乘法器輸出再經(jīng)過低通濾波器濾波后，便可還原原調(diào)制信號(hào)。</p><p>　?。?）調(diào)頻制中的噪聲﹑門限效應(yīng)：</p><p>　　實(shí)際上，信

68、道內(nèi)存在噪聲和干擾是不可避免的，它們?cè)诮?jīng)過前級(jí)帶通濾波器后，與有用信號(hào)一起加至解調(diào)器，這使解調(diào)器輸出端除了有用的FM信號(hào)外，必然伴隨有干擾和噪聲。這將影響信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，在嚴(yán)重的情況下，有用信號(hào)甚至完全淹沒在噪聲中，而無法進(jìn)行調(diào)頻信號(hào)的接收。這個(gè)一定的數(shù)值的輸入信噪比，就是所謂門限值。當(dāng)輸入Si /Ni低于這個(gè)門限值時(shí)所發(fā)生的現(xiàn)象叫做調(diào)頻信號(hào)解調(diào)時(shí)的門限效應(yīng)。</p><p>　　2.2.2 超外差收音機(jī)基本工作

69、原理及其優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　超外差收音機(jī)的基本工作原理是：天線接收到的電臺(tái)信號(hào)，經(jīng)過輸入回路調(diào)諧后送變頻器的輸入端，與本機(jī)振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生一個(gè)新的頻率，即中頻信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過中頻信號(hào)放大器和鑒頻器解調(diào)輸出。</p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn)如下：</b></p><p>　　1：由于電臺(tái)信號(hào)經(jīng)混頻后變成頻率較低的中頻信號(hào)，該

70、信號(hào)容易得到比較大的放大量，而且任何電臺(tái)的信號(hào)都能得到相等得放大量，因此靈敏度可以做得很高。</p><p>　　2：由于采用差頻作用，外來信號(hào)必須和本機(jī)振蕩信號(hào)相差為預(yù)定得差頻才能進(jìn)入電路，再加上選頻回路和中頻放大諧振回路，因此混入收音機(jī)得干擾信號(hào)會(huì)被抑制，從而提高了選擇性。</p><p>　　2.2.3 超外差收音機(jī)的干擾</p><p>　　用超外差式FM收

71、音機(jī),這種方式能使收音機(jī)的性能得到改善，但同時(shí)混頻器又會(huì)給收音機(jī)帶來干擾問題。理想情況下，混頻器的輸出只有輸入信號(hào)Fc與本地振蕩的頻率Fl混出的中頻分量Fc-Fl或Fl-Fc，而實(shí)際中還有其它的許多頻率分量也會(huì)經(jīng)混頻器輸出，這就有可能產(chǎn)生下面的干擾：</p><p>　　(1)：信號(hào)與本振的自身組合干擾；</p><p>　　(2)：外來干擾與本振的組合干擾；</p><

72、;p>　　2.2.4 調(diào)頻收音機(jī)的常識(shí)</p><p>　　廣播調(diào)制接收機(jī)的通頻帶B確定為200 kHz。這是因?yàn)榘l(fā)送調(diào)頻信號(hào)的Δfm=75 kHz,Fmax =15 MHz,由此算得的發(fā)送FM信號(hào)的帶寬Bfm=180kHz,再考慮發(fā)射機(jī)，接收機(jī)的載頻不穩(wěn)定度后，為接收機(jī)通頻帶留有±10kHz的裕度，因而把接收機(jī)的通頻帶B定為200kHz。</p><p>　　廣播調(diào)制接收

73、機(jī)的中頻信號(hào)頻率值fI選為10.7MHz,選擇足夠高的中頻頻率，才能保證中頻回路在考慮了收、發(fā)載頻不穩(wěn)定度后通過帶寬達(dá)180kHz的調(diào)制信號(hào)。10.7MHz的中頻頻率值，略大工于調(diào)頻廣播頻段范圍（108-88=20MHz）的一半，這樣可以避免鏡像干擾。例如，當(dāng)fc=88MHz時(shí)，本機(jī)振蕩頻率fl=fc+10.7MHz,鏡像干擾頻率為f鏡像=fl+fI=fc+2fI=88+2×10.7=109.4MHz,這個(gè)鏡像干擾頻率已處于本

74、機(jī)最高的接收頻率108MHz以外，因而可以避免fc=88MHz上的鏡像干擾。當(dāng)然，更能抑制fc>88MHz其它工作頻率上的鏡像干擾。</p><p>　　2.2.5 PLL頻率合成方式</p><p>　　鎖相環(huán)（PLL）是一個(gè)相位跟蹤系統(tǒng)，它包括三個(gè)基本部件： 鑒相器（PD），環(huán)路濾波器（LF），壓控振蕩器（VCO）；有時(shí)還包括前置分頻器。其使用原理方框圖如圖2.2.5所示：<

75、;/p><p>　　圖2.2.5 鎖相環(huán)頻率合成框圖</p><p>　　其中當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí)，輸入信號(hào)的頻率等于反饋信號(hào)的頻率，即Fr=Fn；而反饋信號(hào)是VCO輸出信號(hào)經(jīng)過N分頻后的信號(hào)，即Fo=N*Fn；所以得到：Fo=N*Fr。</p><p>　　為達(dá)到要求的顯示載波頻率誤差小于等于5KHz；本機(jī)選取頻率步進(jìn)為5KHz，使用PLL頻率合成器產(chǎn)生本振的方案使本振頻率

76、容易在單片機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)頻率步進(jìn)掃描，預(yù)置電臺(tái)，存儲(chǔ)電臺(tái)等多種功能；基于PLL頻率合成器的方案有諸多優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　2.3 頻率合成器設(shè)計(jì)FM調(diào)諧</p><p>　　由BU 2614、AT89C51和CXA1238組成的調(diào)頻收音機(jī)系統(tǒng)如圖2.3所示。CXA1238 內(nèi)部已經(jīng)集成了高放、混頻、本振、中放、解調(diào)、放大和功放等基本電路，只須外加相應(yīng)的器件，就可以完成。引入BU2614

77、鎖相頻率合成器可方便地改變本振與高放回路頻率；再利用單片機(jī)AT89C51及其接電路、鍵盤與顯示電路完成系統(tǒng)的自動(dòng)頻率掃描、自動(dòng)電臺(tái)識(shí)別、自動(dòng)電臺(tái)存儲(chǔ)、臺(tái)號(hào)以及電臺(tái)頻率顯示、時(shí)鐘顯示等。</p><p>　　圖2.3 收音機(jī)系統(tǒng)原理框圖</p><p>　　2.3.1 接收機(jī)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　FM 接收芯片CXA1238（內(nèi)部框圖如圖2.3.1a所示）

78、及其外圍電路的原理圖（Protel圖如圖2.3.1b所示）。</p><p>　　圖2.3.1a CXA1238內(nèi)部框圖</p><p>　　當(dāng)FM波接收時(shí)，天線收到的信號(hào)經(jīng)帶通濾波器（BPF）從13腳進(jìn)入接收芯片的高頻放大器。10腳高放的選頻回路，諧振頻率為fC。8腳接本振回路，諧振頻率為fL，二者都包含有變?nèi)荻O管，由來自PLL的控制電壓VD 控制，實(shí)現(xiàn)同步調(diào)諧，并保證 f L =

79、f C+ f I (f I為1017MHz 的中頻信號(hào))，同時(shí)將f L 取出形成FMo sc 信號(hào)送至BU 2614FM in端?；祛l后獲得的中頻信號(hào)f I 由第15腳輸出，經(jīng)1017MHz 陶瓷濾波器濾波后由18腳進(jìn)入中放，在芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)鑒頻，解調(diào)后的音頻信號(hào)經(jīng)片內(nèi)功放放大后從第28 腳輸出，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。此外芯片還具有LED 調(diào)諧示和電子音量調(diào)節(jié)。</p><p>　　圖2.3.1b CXA1238芯片及

80、外圍電路Protel原理圖</p><p>　　2.3.2 BU2614頻率合成器電路</p><p>　　采用BU2614（BU2614內(nèi)部框圖如圖2.3.2b所示）與單片機(jī)AT89C51組成的頻率合成器框圖如圖2.3.2a所示。</p><p>　　圖2.3.2a BU2614頻率合成器框圖</p><p>　　通過AT89C51的P1

81、口對(duì)BU2614的3、4、5(CE、CK、DA )腳進(jìn)行控制數(shù)據(jù)的串行寫入以確定BU2614工作方式與分頻比。鎖相頻率合成實(shí)際電路如圖4 所示。工作方式和分頻比由DA串行輸入數(shù)據(jù)確定。基準(zhǔn)頻率由75kHz頻率分頻后獲得；CXA1238芯片取出的FMOSC頻率信號(hào)由第12腳進(jìn)入BU2614經(jīng)分頻后送到鑒相</p><p>　　與基準(zhǔn)頻率進(jìn)行相位比較，誤差電壓信號(hào)PD由第15腳輸出，經(jīng)過環(huán)路濾波電路濾波形成VCO 控

82、制電壓VD。當(dāng)FMOSC頻率信號(hào)比標(biāo)準(zhǔn)頻率高時(shí)，鎖相環(huán)輸出的控制電平PD變高，Q1Q2導(dǎo)通，從而使VD變低。VD使選頻回路和本振回路的變?nèi)荻O管電容量變大；從而控制選頻回路和本振回路的諧振頻率變低；直到鎖定，反之亦然。鎖相頻率合成技術(shù)是本機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一；BU2614是FM頻段的鎖相頻率合成器，它內(nèi)含高速前置分頻器，可以對(duì)頻率高達(dá)130MHz的VCO進(jìn)行分頻，且具低功耗，多種參考頻率的選擇，鎖定檢測(cè)等功能。本機(jī)中頻10.7MHz,選取高

83、本振，利用BU2614提供98.7～118.7MHz的本振信號(hào)。</p><p>　　下圖圖2.3.2b為芯片BU2614內(nèi)部框圖：</p><p>　　圖2.3.2b 芯片BU2614內(nèi)部框圖</p><p>　　圖2.3.2c BU2614鎖相環(huán)頻率電路原理Protel圖</p><p>　　2.3.3 電臺(tái)接受鑒別與靜噪電路<

84、/p><p>　　CXA1238芯片中無靜噪電路，因而設(shè)計(jì)了如圖2.3.3所示的鑒別和靜噪電路。如圖所示，Q1輸入信號(hào)取自揚(yáng)聲器功放輸出，D1、D2、C2、R3 為峰值檢波電路；LM339為比較器；Q2、Q3為靜噪控制電路, 4069 反相門為電平轉(zhuǎn)換電路，為單片機(jī)提供有、無電臺(tái)的信息。當(dāng)有臺(tái)時(shí)，功放輸出幅度大,LM339輸出高電平，Q2、Q3導(dǎo)通,接通揚(yáng)聲器，同時(shí)4049輸出低電平，單片機(jī)可由此確定收到電臺(tái)，并進(jìn)行

85、相關(guān)處理，反之，則有靜噪功能。</p><p>　　圖2.3.3 電臺(tái)接受鑒別與靜噪電路</p><p>　　2.3.4 電源部分</p><p>　　本機(jī)可采用穩(wěn)壓電源供電，也可直接在電源板上接兩節(jié)5號(hào)電池供電。我們采用MAXIM公司的DC-DC變換芯片MAX731來得到+5V電壓。</p><p>　　圖2.3.4 電源部分電路<

86、;/p><p>　　它是PWM工作模式,工作的開關(guān)頻率為170KHz，效率達(dá)87%，最大功率可達(dá)1W。采用MAX743得到+12電壓，MAX743也是PWM工作方式，開關(guān)頻率200KHz,最大輸出電流可達(dá)125mA。為了屏蔽其輻射采用金屬盒封裝,并在輸出端加上一個(gè)低通濾波器。穿芯電容與外圍連接.有效的防止了它們工作時(shí)產(chǎn)生的大量諧波的干擾。</p><p>　　2.3.5 時(shí)鐘部分</p&

87、gt;<p>　　本機(jī)采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS12C887顯示時(shí)間，并用其內(nèi)部NVSRAM做掉電保存電臺(tái)之用，根據(jù)實(shí)際情況，我們?cè)O(shè)置儲(chǔ)存電臺(tái)的數(shù)目是30個(gè)。其電路連接如下：</p><p>　　圖2.3.5 時(shí)鐘部分電路圖（protel圖）</p><p>　　2.4 軟件設(shè)計(jì)（單片機(jī)）</p><p>　　2.4.1 主控制系統(tǒng)</p>

88、<p>　　我們采用了ATMEL公司的AT89C51，它具有8K EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，256字節(jié)的RAM單元，與MCS51兼容的內(nèi)核,使用比較方便。采用AT89C51 單片機(jī)作為控制器,控制12個(gè)按鍵和顯示，框圖如圖2.4.1a所示?？赏ㄟ^鍵盤操作實(shí)現(xiàn)全程頻率搜索和特定范圍頻率搜索等功能；顯示電路在調(diào)臺(tái)時(shí)用作電臺(tái)臺(tái)號(hào)與頻率顯示,不調(diào)臺(tái)時(shí)用作電子時(shí)鐘顯示。</p><p>　　如圖2.4.1a所示，控

89、制系統(tǒng)框圖：</p><p>　　圖2.4.1a 控制系統(tǒng)圖</p><p>　　圖2.4.1b 單片機(jī)部分電路圖：</p><p>　　圖2.4.1c 單片機(jī)部分電路圖Protel圖</p><p>　　2.4.2 鍵盤與顯示</p><p>　　鍵盤用矩陣式鍵盤,顯示用液晶顯示來顯示電臺(tái)序號(hào)和載頻。4個(gè)發(fā)光二

90、極管顯示接收機(jī)工作狀態(tài),分別表示半 自動(dòng)搜索過程中，半自動(dòng)搜索到某一電臺(tái)，全自動(dòng)搜索過程中，全自動(dòng)搜索到某一電臺(tái)；12個(gè)按鍵功能解說如下：</p><p>　　S1：全范圍搜索自動(dòng)存儲(chǔ)；</p><p>　　S2：全范圍搜索選擇存儲(chǔ)；</p><p>　　S3：按預(yù)制頻率范圍搜索；</p><p>　　DOWN：設(shè)置頻率范圍下限；</p

91、><p>　　UP：設(shè)置頻率范圍上限；</p><p>　　STORE：存儲(chǔ)電臺(tái)/調(diào)頻；</p><p>　　STOP：暫停搜索；</p><p>　　GOON：繼續(xù)搜索；</p><p><b>　　ADD：增一；</b></p><p><b>　　DEC：減一；

92、</b></p><p><b>　　M1：自動(dòng)關(guān)機(jī)；</b></p><p><b>　　M2：自動(dòng)開機(jī)；</b></p><p>　　2.4.3 諧振回路變?nèi)荻O管反向偏壓控制</p><p>　　為了抑制鏡像干擾，輸入調(diào)諧回路的諧振頻率比本振高10.7MHz左右，當(dāng)單片機(jī)將本振調(diào)至

93、某一頻率時(shí)，頻率合成器輸出一控制電壓作為反向偏壓加至調(diào)諧回路的變?nèi)荻O管上，使調(diào)諧回路諧振在高于本振10.7MHz左右的頻率上。在電子電路中，二極管的正極接在低電位端、負(fù)極接在高電位端，此時(shí)二極管中幾乎沒有電流流過，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這種連接方式稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時(shí)，仍然會(huì)有微弱的反向電流流過二極管，稱為反向漏電流。當(dāng)二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會(huì)急劇增大，二極管將失去單方向?qū)щ娞匦?，這種狀態(tài)稱為二極管的

94、擊穿。當(dāng)外加順向偏壓時(shí)，有大量電流產(chǎn)生，PN（正負(fù)極）接面的耗盡區(qū)變窄，電容變大，產(chǎn)生擴(kuò)散電容效應(yīng)；當(dāng)外加反向偏壓時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生過渡電容效應(yīng)。但因加順向偏壓時(shí)會(huì)有漏電流的產(chǎn)生，所以在應(yīng)用上均供給反向偏壓。</p><p>　　2.4.4 主流程程序圖</p><p>　　圖2.4.4 主流程圖</p><p>　　第3章 制作與調(diào)試過程</p><

95、;p><b>　　3.1 概論 </b></p><p>　　基于CXA1238電調(diào)諧調(diào)頻收音機(jī)的設(shè)計(jì)的制作與調(diào)試過程可分為PCB板制作、元器件焊接、電路調(diào)試、硬件結(jié)構(gòu)組裝、軟件系統(tǒng)調(diào)試等幾個(gè)環(huán)節(jié)；以下就這些部分作一些介紹。</p><p>　　3.2 PCB板制作</p><p>　　PCB板的制作在電工電子實(shí)驗(yàn)室完成。首先，根據(jù)設(shè)計(jì)好

96、的電路原理圖使用Protel 99繪制PCB圖；其次，將設(shè)計(jì)好的PCB圖打印出來，經(jīng)過熱轉(zhuǎn)印將PCB電路圖印制在覆銅板上；接著，將覆銅板放在濃鹽酸加雙氧水的溶解液里腐蝕；最后，將腐蝕好的電路板進(jìn)行鉆孔，涂上松香水晾干，接著等待焊接元器件。</p><p>　　3.3 元器件的焊接</p><p>　　根據(jù)電路原理圖確定所需要的電子元器件清單，將各元器件按PCB位置放好進(jìn)行焊接。電路板焊接好

97、以后，首先要做的是檢查電路板是否存在短接，虛焊等情況；對(duì)壞掉的地方進(jìn)行修補(bǔ)；及時(shí)檢查錯(cuò)誤，進(jìn)行必要的修改與補(bǔ)救措施。</p><p><b>　　3.4 電路調(diào)試</b></p><p>　　電路調(diào)試這一環(huán)節(jié)很重要，硬件電路的調(diào)試成功是軟件系統(tǒng)能夠運(yùn)行的前提。在電路板通上電以前一定要確保電路的正確性，尤其是不能出現(xiàn)電源短路的情況。否則，電路有被燒壞的危險(xiǎn)。硬件調(diào)試時(shí)，

98、首先要根據(jù)電路原理圖，對(duì)重要的信號(hào)節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)線進(jìn)行測(cè)量，確保得到的值是符合原本設(shè)計(jì)要求的。</p><p>　　3.5 硬件結(jié)構(gòu)組裝 </p><p>　　硬件結(jié)構(gòu)組裝也是一個(gè)相當(dāng)重要的步驟。因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)使用的都是各個(gè)模塊，如果連接的不好，會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生一定的干擾。所以硬件搭建要仔細(xì)，要盡量避免信號(hào)的相互干擾。電路板的安裝要盡量使導(dǎo)線容易布置。</p><p><

99、;b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的題目為基于CXA1238電調(diào)諧調(diào)頻收音機(jī)的設(shè)計(jì)，根據(jù)要求首先將設(shè)計(jì)的主體分成兩部分，首先是應(yīng)用日本索尼公司生產(chǎn)的CXA1238芯片為核心作為接收機(jī)的主體部分；完成接收機(jī)混頻、中放、解調(diào)等部分設(shè)計(jì)；還有一部分是負(fù)責(zé)穩(wěn)頻的鎖相環(huán)部分，應(yīng)用到了BU2614芯片；并且以PLL頻率合成的方法產(chǎn)生穩(wěn)定的本振和控制輸入調(diào)諧回路的諧振頻率；且以芯片BU2614

100、的鎖相環(huán)頻率合成器能較好地完成頻率全程快速掃描、鎖定、存儲(chǔ)和顯示等功能,具有設(shè)計(jì)靈活、工作頻率范圍寬超小型化、成本低等特點(diǎn)，因而在通信設(shè)備和電子儀器儀表中具有廣泛的應(yīng)用前景。</p><p>　　本文主要介紹了芯片CXA1238在收音機(jī)中的主要作用；首先介紹了CXA1238各個(gè)引管腳的作用；其次介紹了作為接收機(jī)的部分是如何讓接收信號(hào)的。還有就是鎖相環(huán)頻率合成器是如何在電路中起到穩(wěn)定頻率的作用的，主要用到的是變?nèi)荻?/p>

101、極管，介紹了它在其中是如何作用的，也介紹了變?nèi)荻O管的相關(guān)知識(shí)。最后就是應(yīng)用到的是單片機(jī)的知識(shí)，主要實(shí)現(xiàn)的是軟件方面的。</p><p>　　綜合看來，收音機(jī)的開始就是無線電技術(shù)的發(fā)明為開端；收音機(jī)在過去很長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到一定的高度了，接下來收音機(jī)的發(fā)展，國(guó)外或者國(guó)內(nèi)，都將朝新的方向進(jìn)發(fā)，如視頻的接收，不但能夠提供音頻信號(hào)，還能夠產(chǎn)生畫面等新特性功能。也會(huì)在外形上做一定的努力，向納米的技術(shù)進(jìn)行開發(fā)?？傮w看來，

102、調(diào)頻收音機(jī)在人們的生活與工作中起到的作用是巨大的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1996:123-132</p><p>　　[2]康華光.《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（模擬部分 第四版）[M].北京:高等教育出版社,2000:112-133</p&

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107、nciples and Practice,Prentice Hall INC.1996:137-225</p><p><b>　　附錄：</b></p><p>　　1：FM調(diào)頻電路（Protel）:</p><p><b>　　2：鎖相環(huán)電路</b></p><p>　　3：收音機(jī)原理圖（Pro