7-收音机的组成 CXA1600 TDA7088T 无线话筒 调频发射芯片MC2833 BA1404

高频电子技术第7章高频电子技术在声音信号传输中的应用第7章教学要点•1、收音机集成电路的组成和分类•2、导频制立体声广播的原理•3、无线话筒系统组成框图和分类、无线话筒所使用的频段、无线耳机系统的组成和分类•4、读懂CXA1600组成的调幅收音机电路、发射芯片MC2833和BA1404组成的无线话筒电路、TDA2822T和TDA7021T组成的无线耳机电路7.1收音机集成电路7.1.1收音机集成电路概述1、收音机电路的特点收音机电路也属无线接收电路，因此具有一般无线接收电路的共性。另一方面，收音机电路又有区别于一般接收机的一些特点。例如：收音机所接收的是语音信号，对输出信号的信噪比的要求就比较高；有单声道收音机和立体声收音机之分；有特定的频率范围和调制方式。由于这些差异，在学习了一般的无线接收电路之后，仍然需要专门讨论收音机电路。7.1.1收音机集成电路概述2、收音机集成电路的发展第一阶段：60～80年代，主要实现收音机各个单元电路的集成化。但用于调谐的双联电容器、中频变压器、高频振荡的电感等体积较大的元件仍需外接。第二阶段：上世纪90年代至今，收音机集成电路在以下几个方面取得了突破性的进展。(1)变容二极管取代双联电容器，缩小体积实现电调谐。(2)采用了静音技术。(3)采用55kHz或70kHz的极低中频,采用RC中频放大电路，省略了中频变压器，进一步缩小了体积。(4)引入数字调谐系统，实现自动选台、自动锁定电台、频率储存等功能。由于上述技术突破，90年代一来，收音机电路的集成化、微型化已经达到相当完善的程度。7.1.1收音机集成电路概述3、常用收音机集成电路简介常见的单片收音机集成电路如下表7.1.2CXA1600组成的调幅收音机电路1、集成电路CXA1600简介CXA1600是内含音频功放的单片AM收音机电路，有8脚DIP和8脚SOP两种封装，图中(a)为SOP封装，(b)为DIP封装。内部电路框图如图所示7.1.2CXA1600组成的调幅收音机电路1、集成电路CXA1600简介各引脚功能如表所示电源电压：1.8~4.5V接收信号频率：525~1605kHz调制方式：AM输出功率：100mW中频：55kHz7.1.2CXA1600组成的调幅收音机电路2、由CXA1600组成的收音机电路（1）机械调谐式AM收音机CXA1600可按多种方式组成收音机电路，首先讨论用双联可变电容器进行调谐的收音机电路，这时的应用电路如图所示。7.1.2CXA1600组成的调幅收音机电路2、由CXA1600组成的收音机电路（1）机械调谐式AM收音机L1、C1、C2和C3A组成高频输入回路，C3A和本振回路的C3B组成双联可变电容器，容量在335～18pF之间可调。L1绕在磁棒上组成磁性天线，如图(a)所示，①～②之间的电感量为140μH，②～③之间电感量为420μH。L2、C5、C6和C3B组成本振电路的谐振回路，电感线圈绕在可调的磁芯上，如图7(b)所示，①～②之间的电感量为97.5μH，②～③之间电感量为32.4μH。上述两个LC回路都通过线圈的抽头输入电路，目的是实现阻抗匹配。7.1.2CXA1600组成的调幅收音机电路2、由CXA1600组成的收音机电路（2）电调谐式AM收音机CXA1600还可以用来组成电凋谐式收音机。这时，需用变容二极管取代双联电容器C3A、C3B，具体电路如图所示。7.1.2CXA1600组成的调幅收音机电路2、由CXA1600组成的收音机电路（2）电调谐式AM收音机图中所使用的变容二极管的型号为SVC341，是一种AM电调谐专用的变容二极管，内含两只共阴极二极管，其结构和封装如图所示反向击穿电压：16V反向漏电流：0.1μAC1V(反向电压1V时电容)423～503pFC9V(反向电压9V时电容)17.5～23.5pFQ值:2007.1.2CXA1600组成的调幅收音机电路2、由CXA1600组成的收音机电路（2）电调谐式AM收音机变容管电容量随反向电压变化情况如图所示。图中横坐标是加在变容管上的反向电压，纵坐标是电容量，由图可知，反向电压从1V升高到9V，变容管的电容从500pF下降到20pF。7.1.2CXA1600组成的调幅收音机电路2、由CXA1600组成的收音机电路（2）电调谐式AM收音机交流等效电路中“地”和电源“正极”是同一点，由此画出输入及本振电路LC回路部分交流等效电路如图(a)所示，由于C2、C5的容量比变容二极管的电容量大得多，简化为图(b)。转动电位器可使二极管的反向电压从1V至9V之间变化，相应地变容管的电容量在500pF～20pF之间变化。7.1.2CXA1600组成的调幅收音机电路2、由CXA1600组成的收音机电路（3）自动搜索AM收音机用下图所示的电路来取代图7.5中的电位器RP2，即可组成自动搜索AM收音机。图中LM339是低功耗运算放大电路，被接成电压比较器电路。同相端（5脚）电压高于反相端（4脚）时2脚输出高电平（接近9V），同相端电压低于反相端时2脚输出低电平（接近于0V）。3脚接9.5V的电源正极，12脚接地。7.1.3TDA7088T组成的单声道调频收音机1、电路TDA7088T简介TDA7088T是单片调频收音机集成电路，外形如左图所示。TDA7088T由调频接收和搜索调谐两个系统组成，内部电路结构框图如右图所示。7.1.3TDA7088T组成的单声道调频收音机1、电路TDA7088T简介TDA7088T各引脚功能如表所示主要特性指标：电源电压：1.8~5V；接收信号频率：0.5~110MHz调制方式：FM；输出音频信号：85mV中频：70kHz7.1.3TDA7088T组成的单声道调频收音机2、TDA7088T组成的单声道调频收音机由TDA7088T组成的调频收音机电路如图所示由于省去了双联电容和中频变压器，电感L1可制作在印制电路板上，用这种集成电路可制成火柴盒大小的调频收音机。7.1.4TDA7088T组成的立体声调频收音机1、导频制立体声广播现行的立体声有两个声道：左声道L和右声道R。为实现与单声道收音机的兼容，已形成多种立体声广播制式，我国采用的制式是导频制。下面通过立体声信号发送、接收过程的分析来说明导频制的工作原理。导频制通过以下步骤将立体声信号调制到高频载波上去。第一步：左右声道信号的和差变换通过以下关系，将左右声道信号转换为主信号M和副信号SRLSRLM实现这一变换的主要目的是为了兼容。主信号M等于左右声道信号之和，即相当于普通的单声道信号。)SM(21R)SM(21L还原1、导频制立体声广播第二步：副载波调制我们不能直接用M和S信号的叠加来对高频载波进行调制，因为这样一来，实际发射的只是一个声道的信号，接收机也就无法恢复出左右两个声道。为此，首先将S信号调制到38kHz的超音频信号上，这一被S信号调制的载波称为副载波，这种调制称为副载波调制。由S信号对副载波调制形成的上下边带信号用符号St表示。这样一来，原来的M、S信号，经副载波调制后成为M和St两个信号。1、导频制立体声广播第三步：形成立体声复合信号由M和St，再加上19kHz的导频信号组成的信号称为立体声复合信号，如图所示。右边是主信号M，其频频在音频范围内，左边是副载波调制形成的St（38kHz副载波被抑制），中间是另外加上去的19kHz的导频信号，其频率是副载波频率的一半。加上这一信号的原因是接收机从复合信号还原出M和S信号时需要这样一个导频信号。整个复合信号的频谱宽度也从原来的音频（20kHz）以内被扩大到53kHz（音频信号以20Hz～15kHz计算）。1、导频制立体声广播第四步：用立体声复合信号对高频载波进行调制为了将立体声复合信号发送出去，还需要用它对高频载波进行频率调制。实现立体声复合波对高频载波的调制后，立体声调制发射才告完成，下图所示的框图表明了导频制的整个调制过程。接收电路需要加上解码电路，分离出R和L信号，驱动两只耳机或扬声器，才能复原出立体声。7.1.4TDA7088T组成的立体声调频收音机2、TDA7088T组成的立体声调频收音机调频广播所发送的是立体声信号，而前面讨论的电路所输出的却不是双声道信号。原因很简单，TDA7088T内部不包含解码电路，因而也就无法要将立体声复合信号还原为左右声道信号。调频波信号经解调后所得到的是立体声复合信号，它由M、St和D组成。加入解码电路才能组成立体声调频收音机，如图所示。为此，首先简介立体声解码集成电路TDA7040和立体声功放电路TDA7050。2、TDA7088T组成的立体声调频收音机解码电路TDA7040为8脚小尺寸贴片（SO8）封装，各引脚功能如表所示。立体声功放电路TDA7050也是8脚小尺寸贴片封装，电路内部结构和各引脚功能由图所示。可见TDA7050由两个独立的功放电路组成，2、3脚为左右声道信号输入引脚，7、6为放大后左右声道信号输出引脚。2、TDA7088T组成的立体声调频收音机由电路TDA7088、立体声解码电路TDA7040和立体声功放集成TDA7050组成的调频立体声收音机电路如图所示，图中仅画出TDA7088T的输出部分，其余部分与图7.36相同。7.2无线话筒系统概述7.2.1无线话筒系统的组成和分类1、无线话筒系统的组成无线话筒系统由送话器、发射机、接收机和耳机（喇叭）等四部分组成，如图所示。送话器和发射机可以单独购买，习惯上将送话器和发射机合称无线话筒。为了区别起见，将包括送话器、发射机、接收机和受话器在内的装置称无线话筒系统。无线话筒接收机与收音机等接收装置类似，因此下面着重讨论送话器和发射机组成的无线话筒。7.2.1无线话筒系统的组成和分类2、无线话筒分类根据结构的不同，无线话筒分为以下几种类型。(1)送话器和发射机分离型这种类型的特点是送话器和发射机相分离，彼此通过电缆线相连接。送话器别在衣领（或衣襟）处，或使用头戴式，发射机夹在腰间隐秘处，发射机天线也和电缆线安装在一起。由于发射机常夹在腰间，也被称为腰包式无线话筒。典型的腰包式话筒如图所示。7.2.1无线话筒系统的组成和分类2、无线话筒分类根据结构的不同，无线话筒分为以下几种类型。(1)送话器和发射机分离型2、无线话筒分类（2）手持式无线话筒这种类型话筒将送话器和发射机制作在一起，电池供电，使用时用手拿着无线话筒讲话、唱歌，因此称为手持式话筒。手持无线话筒的天线可以采用从尾部突出的“杆式”天线，也可以使用内置式的。杆式天线可以避免和人体的直接接触，但容易被损坏，视觉效果也不好。2、无线话筒分类（3）外接插式无线话筒外接插式无线话筒的发射机如图7.23所示，送话器通过被称为XLR的接口与其相连接。XLR插口通过三条线与送话器相连接，一条是地线，另外两条线分别用来传输同一音频信号的同相和反相信号，这两条线所传输的信号进入接收端以后相减，有用信号得到了加强，而传输过程中的干扰信号相互抵消，从而可以获得高质量的模拟信号。具有这种性能的XLR接口称为平衡模拟音频接口。7.2.2无线话筒所使用的频段信息产业部1998年《微功率（短距离）无线电设备管理暂行规定》对无线传声器（即无线话筒）频率和发射功率所作的规定如下表所示。由表可知，无线话筒所使用的频率分属两个频段，88.0～108.0MHz、75.4～76.0MHz、84.0～87.0MHz等属VHF频段(30～300MHz范围内)，470.0～510MHz、702.0～798.0MHz属UHF频段（300～3000MHz）。7.2.2无线话筒所使用的频段根据所使用频段的不同，无线话筒可分为使用VHF频段的V段话筒，使用UHF频段的U段话筒。由于所使用的频率上的不同，V段无线话筒和U段无线话筒在特性上有以下一些差异。1、天线长度VHF频段无线电波的波长较长，因此发射所需要的天线（约为1/4波长）也较长，一般在1.5～2米之间。UHF频段波长较短，所使用的天线可缩短至30～60厘米。从方便使用的角度来看，天线的长度越短越好，因此，从天线长度来看，U段