大学生毕业设计报告-基于BH1417F的发射机设计

信息与电子工程学院毕业设计文档BH1417F立体调频发射机摘要：本设计为一简单功能的无线电调频发射器，相当于一个迷你的电台，通过该发射器可以把声音转换为无线电信号发射出去，该信号频率可调，通过普通收音机接收，只要在频率适合时即可收到发射器发送出的无线电信号，并通过扬声器转换出声音。采用主要模块有：（1）BH1417F芯片模块。（2）发射机模块。（3）调频模块。关键词：FM发射电路，BH1417F芯片，调频发射机目录一．前言......................................................................................................................1二.设计要求与思路.............................................................................................................12.1调频发射机的设计要求................................................................................................12.2系统设计整体思路........................................................................................................1（1）BH1417F性能特性...................................................................................................1（2）压控振荡器参数设计................................................................................................5（3）FM发射电路设计.....................................................................................................6三、方案比较、设计与论证..............................................................................................73.1方案一............................................................................................................................73.2方案二...........................................................................................................................8四、系统电路图..................................................................................................................54.1调频调制发射部份.......................................................................................................54.2电源系统.......................................................................................................................6五、调试..............................................................................................................................6六、结论..............................................................................................................................7致谢......................................................................................................................................7附录......................................................................................................................................8BH1417F立体声调频发射机毕业设计报告1BH1417F立体声调频发射机一．前言BH1417F是ROHM公司推出的FM无线发射芯片，它可工作于频段（87~108MHz），与简单外围电路配合使用可发射音频FM信号，它是一种无线音频传输集成电路，可以将计算机声卡、游戏机、CD、DVD、MP3、调音台等立体声音频信号进行立体声调制发射传输，配合普通的调频立体声接收机就可实现无线调频立体声传送。适合用于生产立体声的无线音箱、无线耳机、CD、MP3、DVD、PAD、笔记本计算机等的无线音频适配器开发生产。BH1417采用22脚SSOP封装，工作电压为10--12V。二.设计要求与思路2.1调频发射机的设计要求(1)调频发射机调频频率在87MHz～108MHz（共有87.7，87.9，88.1，88.3，88.5，88.7，88.9，106.7，106.9，107.1，107.3，107.5，107.7，107.9十四个频率可选。）(2)接收距离百米左右。2.2系统设计整体思路（1）BH1417F性能特性FM发射电路采用稳定频率的锁相环系统。这一部分由高频振荡器、高频放大器及锁相环频率合成器组成。调频调制由变容二极管组成的高频振荡器实现，高频振荡器是一个锁相环的VCO，立体声复合信号通过它直接进行调频调制。高频振荡器是由第9脚外部的LC回路与内部电路组成，振荡信号经过高频放大器从脚11输出，同时输送到锁相环电路进行比较后从第7脚输出一个信号对高频振荡器的值进行修正，确保频率稳定。一但频率超过锁相环设定的频率，第7脚将输出的电平变高；如果是低于设定频率，它将输出的电平变低；相同的时候，它的电平将不变。（1.1）将预加重电路、限幅电路、低通滤波电路（LPF）一体化，使音频信号的质量比分立元件的电路（如：BA1404）有很大改进。（1.2）采用了锁相环锁频并与调频发射电路一体化，使得发射的频率非常稳定。（1.3）采用了4位的拔码开关进行频率设定，可设定14个频点，使用非常方便。BH1417它五部分组成：音频预处理电路（加重、限幅和低通滤波）；基频产生电路（晶振、分频）；锁相环电路（相位检测、锁频）；频率设定电路（高低电平转换）；BH1417F立体声调频发射机毕业设计报告2调频发射电路。外围电路主要有拔码开关组成的频率控制电路、压控振荡器组成的载波产生电路、定时器元件以及一些耦合电容。BH1417F采用SOP封装，各引脚功能如下图所示。BH1417F引脚图（2）压控振荡器参数设计结合BH1417F频点可知，压控振荡器的频率变化范围必须覆盖芯片的所有频点。考虑到通用元器件的精度和加工工艺水平，这里适当放宽频段，以保证芯片能正常地锁住频点。（3）FM发射电路设计立体声信号通过脚1、22输入，配合2、3、20、21这几个引脚外部的阻容组合，完成立体声信号的低通、预加重和调制，调制后的复合信号通过脚5输出。脚15、16、17、18输入的频率代码经过解码和鉴相后，由脚7输出PLL振BH1417F立体声调频发射机毕业设计报告3荡器的控制信号VCO。此VCO控制外部的分立元件组成的高频振荡电路产生FM调频的载波信号，并通过一个三极管对脚5输出的复合立体声信号进行FM频率调制。调制后的信号通过脚9输入到BH1417F，经过内部的射频放大器放大后的射频信号由脚11输出。输出后的信号可以直接接到发射天线上进行发射，或者输入到射频功率放大器进行放大后发射，以扩大发射距离。脚13、14需要外接7.6MHz的晶体振荡器，提供给BH1417F内部的鉴相、立体声信号调制等部分所需要的稳定时钟。综上可得BH1417无线发射芯片的典型应用电路如下图所示：三、方案比较、设计与论证3.1方案一采用BA1404调频发射芯片做立体声调率发射电路方案，应用电路如下图所示，BA1404主要由前置放大器（AMP），立体声调制器（MPX），FM调制器及射频放大器组成。立体声前置级分别为两个声道的音频放大器。输入为0.5mV时,增益高达37dB,频带宽度为19KHz,如输入信号存在频率高于19KHz成分,则必须在输入端加一个低通滤波器,否则两个声道的分离度会下降。BA1404对于一般的调频发射已经够了,但它却有一个致命的缺点:没有锁相环电路,即容易跑频。BH1417F立体声调频发射机毕业设计报告41234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:16-Aug-2007SheetofFile:H:\调频发射机.ddbDrawnBy:R147KC11000pfC610uFL-INR-CHINPUT1AFBLAS2AFGND3OSCBLAS4XTAL5XTAL6RFOUT7RFGND8OSC9OSC10VREF11MODIN12PILOTOUT13MPXOUT14VCC15MPXBALANCE16MPXBALANCE17L-CHINPUT18U1BA1404R247KC21000pfC710uFR-INC810ufGNDGNDC31000pFGNDC1010pFXTAL138KHzC145pFANT1GNDC1615pFGNDC11C910uFR42.7kR3150KC5220pFC41000pFGNDRP150kRP25KR5100KC1715pFC155pFVD1VCCC1247pfRF1C13基于BA1404调频发射芯片的立体声调率发射电路3.2方案二采用BH1417F调频发射芯片做调率发射电路方案，BH1417F是由提高信噪比（S/N）的预加重电路、防止信号过调的限幅电路、控制输入信号频率的低通滤波电路（LPF）、产生立体声复合信号的立体声调制电路、调频发射的锁相环电路（PLL）组成。BH1417F的频率特性非常出色，它能达到40dB的分离度，传送的音质可与本地调频电台比美，适合用于一些对音频指标很高的系统中。经过仔细的分析论证，决定采用方案二，因为第二种方案中BH1417F里有锁相环的电路，频率不会跑偏，比较好确定频率是多少，同时也没有设计到单片机这块，让我们更容易接受。BH1417F立体声调频发射机毕业设计报告5四、系统电路图4.1调频调制发射部分BH1417F采用贴片式SOP22封装，各引脚功能如下：{1}和{22}脚为左右声道信号输入端。{2}和{21}脚连接预加重电路，可由外接的电路改变时间常数（T=22．7ｋΩ×C）。{3}和{20}脚为低通滤波器的可调端，外接150ｐF的电容可限制15ｋＨｚ以上信号的输入。{4}脚为滤波端，外接电容可改善参考电压的