一种实用的调频接收机电路设计方法

一种实用的调频接收机电路设计方法

张景伟，孙延光

武汉大学电子信息学院，武汉（430079）

E-mail：Zhangjingwei153223127@

摘要：本调频收音机主要由FM/AM收音机芯片CXA1691、DAC芯片MX7228，锁相环CD4046和单片机AT98S52组成。收音机以单片机AT98S52为控制核心,通过DA转化调节频率变化，实现了88MHz-108MHz的自动电台搜索和非易失性存储以及手动微调及显示等基本功能;此外，本收音机还使用了实时芯片，能显示时间。本机使用DC-DC转化实现了干电池供电。系统的可靠性能优良，人机界面友好，完全达到了设计要求。

关键词：调频，锁相环，DC-DC变换，CXA1691，DS12887

1．引言

我们的设计主要由三部分组成：一﹑索尼公司的一款收音芯片CXA1691，它是索尼公司在20世纪80年代后期正式推出的集调幅、调频、锁相环、立体声解码等电路为一体的AM/FM立体声收音集成电路。。二﹑锁相环芯片BU2614，通过合理的设计环路滤波器我们能够很好的是频率稳定在88M到108M。三﹑DC-DC变换电路的设计，为了实现系统的低功耗和单电源供电，我们采用了DC-DC变换电路。我们尝试了max770,max771,max731,max743,max660,max680,max664,max666,mc34063等，其中发现max770效果相当不错，能够输出+5V，电流在1A完全满足要求并且纹波比较小在100Mv 以内，若采用滤波措施效果更佳。Max771在输出+12V也是不错的选择，但驱动能力有限我们发现在输出端加滤波电路都会降低它的驱动能力。

2．系统介绍

2.1接收电路设计

CXA1691S的电源电压适应范围宽，2～10V范围内电路均能正常工作；它具有立体声指示LED驱动电路以及FM静噪功能等等。由于本系统没有涉及到调幅，所以芯片中的16脚（AM中频输入）、15脚（波段选择）、9脚（AM天线输入）和5脚（AM本振）均悬空，也可接电容到地。我们将7脚（FM本振）和9脚（FM输入）与环路滤波器的输入相连，从而利用锁相环实现频率的可控。具体电路见图一：

图1：CXA1691收音电路

我们设计的第二个主要部分是锁相环电路的设计。在这里我们考虑了几种方案：

2.2锁相方案设计

方案一：使用D/A控制压控振荡器产生可变的本振频率，该方案的调谐方式比较简单，

很容易实现自动搜索功能，而且可以微调频率，使收音效果达到最佳状态。通过调试软件调

试硬件，所以调试相对容易些。但它也有两个大缺点：一是D/A转换器产生的信号幅度是

量化的，它不能精确地锁定本振频率；二是没有环路控制，稳定性不及锁相环好。但是通过

使用8位的DAC就可以使控制电压的步进为20mV,如果使用12位的DAC，则控制更精确。

显然这两个缺点是可以克服的。

方案二:采用PLL频率合成方式。PLL频率数字调谐系统主要由压控振荡器 (VCO)、相位比较器(PD)、低通滤波器(LE)、可编程分频器、高稳定晶体振荡器组成，[1]其结构如下

图所示。其中参考分频器，PD以及可编程分频器可以全部集成在芯片BU2614内部，VCO

振荡器输出fosc作为本振频率。BU2614可以用单片机来控制。高稳定度的晶振使得本振频

率稳定性极大地提高，而且通过单片机Array控制分频系数也可以实现频率步进扫

描、预置电台、电台存储等多种功能。

上述两种方案都是目前产品设计广泛使

用的，为了使收音效果稳定并实现自动

收台的连续性，我们决定采用方案二。

电路如图三：图2：锁相原理图

图3：锁相环电路

2.3电源设计

我们系统的另外一个有特色的部分就是DC-DC变换电路的设计。我们尝试了很多方法，最终选用了[2]MAX770作为我们3V转5V的电源，max770效果相当不错，能够输出+5V，电流在1A完全满足要求并且纹波比较小在100Mv以内，若采用滤波措施效果更佳。它的电路简单，输出电压也相当稳定。具体电路如图四：

图4：3V转5V电源

我们的系统还有其他非常有特色的地方。例如利用[3]DS12887时钟的显示，自动搜台锁台和掉电存储的功能都能够很好的实现。

3. 结束语

我们的设计是一款简单实用的调频接收机方案。其中CXA1691的应用大大降低了电路设计的复杂性，它将大部分电路集成在一起增强了系统的稳定性。我们曾利用NE564及一些辅助电路设计过收音电路，无论是收音的灵敏度还是信噪比都无法与这款芯片相媲美。另外它集成了音频功率放大电路使音质也有了质的飞跃。

锁相环电路的设计在我们的设计中非常重要，尤其是环路滤波器的设计。我们尝试过三极管电路，也尝试过LM358与LC电路结合，最终从频带宽度和稳定性上确定了方案。

参考文献

[1]﹑覃韦岭，张才朋，刘争红等调频收音机。

[2]﹑王水平 DC/DC变换器集成电路及应用．升压式DC/DC变换器。

[3]﹑周向红等 DS12887实时时钟芯片及应用研究。

One kind of pragmatic FM receiver wiring design method

Zhang Jingwei，Sun Yanguang

Wuhan University electronic information academy，Wuhan（430079）

Abstract

The frequency adjustment radio set is composed of FM/AM radio set chip CXA1691 , DAC chip MX7228 , lock appearance ring CD4046 and monolithic machine AT98S52 mainly. The radio set is to control core with monolithic machine AT98S52, fundamental functions such as readjusting and showing by the fact that DA changes memory and hand movement having adjusted frequency variation , having realized search for and only easy loss sex of 88 MHz-108MHz automations broadcasting station; Besides , originally, the radio set has used the real time chip , can demonstrate time. This machine uses DC-DC to change having realized dry cell current supply. The systematic reliability energy has been good , the man-machine interface has reached design demand amicable , complete.

Keywords：Frequency adjustment，lock appearance ring，DC-DC alternation，CXA1691，DS12887