数字调频收音机设计文献

数字式调频收音机的研究现状与发展趋势

学生姓名：叶康安指导老师：杨金伟

摘要：本文首先简单介绍数字式调频收音机的发展背景，然后讨论超数字式调频收音机的研究现状，最后大致的展望其发展趋势以及数字式调频收音机的应用前景。

关键词：数字，收音机

1. 课题背景

人类自从发现能利用电波传递信息以来，就不断研究出不同的方法来增加通信的可靠性通信的距离、设备的微形化、省电化、轻巧化等。接收信息所用的接收机[1-3]，俗称为收音机。目前的无线电接收机不单只能收音，且还有可以接收影像的电视机、数字信息的电报机等。随着广播技术的发展，收音机也在不断更新换代。自1920年开发了无线电广播的半个多世纪中，收音机经历了电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机的三代变化，功能日趋增多，质量日益提高。20世纪80年代开始，收音机又朝着电路集成化、显示数字化、声音立体化、功能电脑化、结构小型化等方向发展。

1947年，美国贝尔实验室发明了世界上第一个晶体管，从此以后，开始了收音机的晶体管时代。并且逐步结束了以矿石收音机、电子管收音机为代表的收音机的初级阶段。1956年，西德西门子公司研制成了超高频晶体管，为调频晶体管收音机创造了必要的条件。1959年，日本索尼公司生产了第一代调频晶体管收音机。1961年，美国研制了集成电路。随后，1966年，日本利用这一技术设计了世界上第一台集成电路收音机，开始了收音机工业的又一场技术革命，从此收音机向着小型化、系列化、集成化、低功耗、多功能的方向发展[4]。

超外差式收音机所遇到的主要问题是，超外差式电路会出现镜频干扰和中频干扰，还有频率漂移现象。如何能避免频率漂移，锁定频率，达到更好的收听效果。数字式调频[5]收音机就是根据这个指导思想设计的。下面主要说明一下数字式调频立体声收音机的一些特点：灵敏度高、噪声小、搞干扰能力强、外接元件极少、使用极其简单。[6]

数字式调频收音机电路结构：

数字式调频收音机电路主要由收音模块、音频放大电路和单片机控制电路构成。首先调频信号经由天线接收送到收音模块然后经左右声道输出，送往音频放大电路进行功率放大以推动扬声器。单片机接受按键的控制信息并通过I2C总线对收音模块实现控制，完成选台的功能，然后将频率实时显示在数码管上。

2. 数字式调频收音机的优势

简单收音机为了提高灵敏度指标增加了高放级，但高放级级数的增加是有限度的，如果为了提高灵敏度而加多高放级，则不但统调困难，更易发生寄生振荡。另一个原因在于：晶体管电路对高中低频带的表现是不同的，这就造成了整个收音频带内的指标不和谐。

如果能把收音机固定在一个频带上工作，它的收音质量当然很好，不过事实上许多广播电台并不都挤在一个不大的频带上广播，而是分布在—很宽的频带中进行广播。因而，只能在改进收音机的电路上想办法，把这些分散在各波段的电台，在收音机里变成一个预定的频率，这样，就能很好地加以放大了。[7-9]数字式调频收音机专用数字收音集成电路，能接收87.50MHz 到107.00MHz 频率的调频广播信号。利用单片机控制，用4位LED数码管显示接收信号的频率，通过手动按键来减小或增大接收信号的频率值，精度为0.1MHz，这种收音机与普通调频立体声收音机相比内置噪声消除、软静音、低音增强电路设计，FM及MPX立体声采用DSP处理器，具有灵敏度高、噪声小、抗干扰能力强、外接元件少、使用简单等优点。数字收音集成电路与单片机采用数据总线接口通讯，用先进的SEEK硬件搜台方式，全频段搜索只需4～5s，大大提高了搜台速度。并可输出立体声的音频信号。[10]

在设计中，是根据所要求的内容、指标进行各单元的设计，拟定单元电路，初步确定电路元件参数；再根据组合起来的系统电路进行核算，确定整机电路。在印刷电路的设计中，主要考虑元件的布局及走线，务必遵循一般规律。最后通过安装调试达到要求的电气性能指标，确定最终的电路元件参数，固定、封装，成为完整的收音机产品。

3. 总结与展望

不言而喻, 调幅广播的末日正在一天天临近, 迟早会在全世界彻底根除这种远程广播形式, 取而代之的将全部是千兆赫兹的调频数字广播!

据消费电子制造商协会(CEMA)统计，美国有收音机6亿台，相当于每个家庭6台以上。2亿350万以上的美国人每周使用收音机在22小时左右。数字广播时代的到来将通过新的服务形式和设备把优质的广播节目带给更多的用户。也许是经历了太久的沉寂，在数字化和网络化浪潮来势汹涌的背景下，广播媒介爆发了巨大的转变，实现了传统广播与数字广播的融合发展，随着DAB、CMMB 等新技术[11-12]的广泛应用和普及，人们更加喜欢广播所展现出来的新生命力，以至于2007年伊始，广播界就出现了这样一个新的趋势：广播在户外的收听率在某些时段已经高于在家收听率，且广播户外收听的费用已经达到30％左右，特别是在北京地区这一比率已经超过了40％，这使得户外移动收听成为传统广播新的价值增长点。有超过30%的听众更喜欢使用便携式的收听设备，比如手机、MP3、PDA、笔记本电脑等，终端的多样化和移动性使得广播在移动状态下的收听率从2007年的15.7%上升至2008年的16.2%。而广播户外、移动收听率的飙升还有赖于另一因素，那就是我国汽车保有量的不断提升以及广播在户外交通工具上的广泛覆盖。备受有车一族狂热追捧的车载广播在2008年的收听比率已经达到41%，比2007年的35%增加了6个百分点。庞大的移动人群构建了庞大的广播移动市场，未来的发展空间无法估量。2008年的广播历经了一场又一场的洗礼，而新媒体技术的日趋成熟为广播的蓬勃发展成功填翼。2008年我国广播的接触率为60.2%，现实听众规模已达到了6.53亿人，比2007年增加了约700万人，其中城市听众为3.94亿人，农村地区的听众规模为2.57亿人。在传媒行业的激烈竞争中，广播媒体用行动向大家证明了自己的实力，而且随着DAB和CMMB等新技术的日趋风靡，越来越多的高学历、高收入的白领一族也成为广播的忠实听众，广播受众人群日益年轻化的现象将会更加明显。