八 数字调谐器Word格式.docx
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4)可以实现多功能控制,且操作方便。
5)体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长。
2.数字调谐器的电路组成
数字调谐器一般由收音通道和数字调谐控制电路两部分组成,各部分电路如下:
3.数字调谐器的工作原理
DTS是应用微处理器(CPU)实现锁相环(PLL)技术和频率合成技术相结合的一种自动控制系统。
1).锁相环(PLL)
(1)PLL组成:
锁相环电路的结构组成如下图所示,它是一个能够实现两个电信号相位严格同步的自动控制系统。
包括三个基本部件:
压控振荡器(VCO)、相位比较器(PD)和环路低通滤波器(LPF)。
(2)PLL各部分的功能:
1)相位比较器是把输出频率信号的ƒosc和输入参考频率信号ƒr的相位进行比较,产生对应于两个信号相位差的误差电压Vd。
2)压控振荡器(VCO)的频率受控制电压Vc的控制,使压控振荡器的频率ƒosc向输入参考信号频率ƒr靠近,致使差拍频率越来越低,直至频率差(ƒoscƒr)的消除而锁定。
3)环路低通滤波器(LPF)是滤除误差电压Vd中的高频成分和噪声,得到控制电压Vc,以保证环路所必须的性能指标和整个环路的稳定性。
(3)PLL工作过程:
1)当压控振荡器中心频率ƒosc等于参考信号频率ƒr时,两个信号的相位差为零,相位比较器输出的误差电压Vd为零,环路低通滤波器输出的控制信号Vc亦为零,从而保证了VCO的输出频率必然为其中心频率ƒosc。
2)当输出信号频率ƒosc不等于ƒr时,则相位比较器输出的Vd不为零,环路低通滤波器输出Vc也不为零,进而迫使VCO的中心频率朝着相位差消失的方向变化。
保证了输出信号在频率和相位上与输入信号的完全准确同步,达到输出信号锁定在输入的基准频率信号的相位之上的目的。
2.频率合成器
频率合成技术,就是将一个基准频率(由晶振产生)变换为另一个或多个所需频率(本振频率)的技术,一般均利用锁相环路来进行频率合成。
锁相环频率合成器电路如图所示。
分别由石英晶体振荡器、参考分频器(R次分频)、可编程分频器(N次分频,且N可变)、以及锁相环部分的相位比较器(鉴相器)、环路滤波器和压控振荡器(VCO)等部分组成,可编程分频器插入在锁相环路之中,锁相环所起的作用主要是使所合成的频率信号能与晶振同步。
在下图所示锁相环式频率合成器中,由于可编程分频器的存在,利用N次分频的可变(可控),便可获得一系列离散的频率信号,从而满足音响系统数字调谐的需要。
4.数字调谐器电路实例(东芝DTS-12全波段数字调谐器)
性能与功能:
(1)接收频率范围:
FM/MW/SW1/SW2四波段
(2)整机功能:
a)手动上行/下行搜索调谐选台、自动扫描调谐选台(能自动检索捕捉电台频率)、快速调谐、自动存储调谐;
b)能预置存储20个电台频率及各波段最后收听的电台频率;
c)设有12小时制/24小时制时钟显示及定时开机、定时关机及睡眠自动关机等功能。
d)整机采用LCD液晶显示,可对时间、波段、频率、存储电台等功能字符给予清晰的显示。
(采用的晶振频率为75kHz或150kHz)。
(一)整机电路组成(DTS-12电路组成框图)
(二)数字调谐控制集成电路(TC9307AF):
内部主要由锁相环频率合成器(PLL)、微处理器(CPU)、LCD液晶显示驱动器等部分组成。
1.TC9307AF引脚功能
(1)键输入/输出端子:
1-8脚、43-44脚;
(2)IF输出电子开关:
9脚;
(3)液晶显示器(LCD)显示的公共输出端口:
10-13脚;
(4)LCD显示的段输出端口:
14-26脚;
(5)定时器输入/输出口:
28、27脚;
(6)波段转换开关的电平转换端:
29、30脚;
(7)静噪控制端:
31脚;
(8)中频计数器输入端:
32脚;
(9)PLL鉴频器输出口:
33、34脚;
(10)方式设置输入口:
35脚;
(11)AM/FM分频计数器输入口:
38、36脚;
(12)石英晶振:
40、41脚;
(13)复位(初始化)输入端:
42脚;
(14)电源/接地:
39、37脚;
2.TC9307AF的主要特点
(1)内存容量大。
RAM:
4位×
128字节,ROM:
16位×
2048字节。
(2)输入/输出(I/O)接口完善。
有键盘矩阵I/O接口,波段I/O接口,定时器I/O接口,LCD显示的段信号输出接口。
(3)选台功能丰富多样。
有手动升/降调谐(锯齿波扫描方式),自动搜索调谐,半自动存储选台、存储器扫描选台等。
(4)定时功能。
有定时开机功能,定时关机功能,并可同时设定。
(5)采用中频信号自动停台方式。
内部设有16位通用中频计数器输入接口,可将收音通道的中频电路输出的AM或FM中频信号进行分频,并检出自动调谐停止信号,使调谐搜索自动停止(即锁台)。
(6)工作电压低、适用范围宽。
工作电压为3~5.5V,内部设置有3V稳压电路。
(三)数字调谐控制电路分析(TC9307AF-008控制电路框图)
1.波段切换控制电路
通过外接转换开关,使微处理器第29脚和第30脚分别置于不同高低电平的组合状态,达到波段的切换控制之目的。
2.静噪调谐控制电路
在调谐搜索电台的过程中,微处理器31脚输出一个高电平,使中放输出信号被切断,扬声器不产生任何杂音,达静噪目的。
3.自动搜索调谐锁台控制电路
在自动调谐搜索电台的过程中,一旦捕捉到电台频率信号时,则将检测所得到的中频信号馈送至第32脚,使CPU扫描搜索自动停止,静噪控制自动解除,实现捕捉电台的锁台目的。
4.定时开/关机控制电路
当28脚为低电平时,CPU内部定时器开始工作,到达设定的开/关机时间时,第27脚输出高/低电平,使外接电子开关通/断,实现定时开机/关机控制。
5.本振信号注入电路
AM本机振荡信号,直接注入集成电路IC第38脚,由IC内的程序可变分频器进行计数分频。
FM本机振荡信号,经晶体管放大后注入到IC第36脚,再经预分频后进行吞咽式计数分频。
6.调谐电压VT控制电路
锁相环式频率合成器中鉴相器输出的误差信号电压经内设缓冲器缓冲放大后,从IC第33脚或第34脚输出(脉宽调制信号PWM),经外接电压变换电路和有源低通滤波器的滤波后,得到1.5~8V的调谐电压VT,加到各调谐回路的变容二极管上,从而实现数字调谐控制。
7.键控矩阵电路
采用4*6矩阵键盘。
共设置瞬时按键17个,可完成自动扫描、向上手动调谐/向下手动调谐、快速搜索调谐、节目预置存储等多种功能。
设置有二极管设定键7个,用来设定初期程序功能。
(四)收音通道电路分析
AM/FM收音通道主要由TA7358AP,TA8132AN承担。
1.FM调频头电路(TA7358AP)
2.FM中频和立体声解码电路(TA8132AN)
3.立体声音频功率放大电路
为双通道音频集成电路功率放大器。
4.AM通道电路
MW/SW1/SW2三个波段电台注入IC的1脚,
AM本振LC回路接IC的3脚,
AM混频所得450kHz调幅中频信号从IC的23脚输出进行中频选频。
再经IC内部AM中放和检波后从19脚输出音频信号。
5.直流电压变换电路(DC-DC变换)
供电电源VCC在1.8~10V范围内均能正常工作;
IC内设电感三点式振荡器电路,将直流电转换为交流电;
变换所得的交流再经振荡变压器次级绕组的升压后送到倍压整流电路和稳压电路;
由此可从输出端获得+10V、+15V、+30V三组升高的直流电压。
5.DC-DC变换典型电路
(TA8126S)的内电路结构框图和典型应用电路。
DC-DC变换原理:
低压直流--由振荡器变换为交流--经变压器升压--再经整流滤波变为高压直流--稳压输出。
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