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1、调频收音机的设计(浙江大学继续教育学院电气工程及其自动化专业07秋)摘要:调频收音机本次所设计的题目是调频收音机的设计。调频收音机（FMRadio）一直在人们的生活娱乐中占有非常重要的地位。从老式的晶体管收音机到今天的网络收音机,说明通过广播享受生活一直是人们喜欢的生活方式。如今,随着消费类电子的兴起和繁荣以及数字电子的发展,广大从事消费类电子设计的厂商都不忘在诸如MP3、智能手机、便携式Video播放器等产品中嵌入FM部分。传统的调频解决方案存在电路体积大、调谐不方便、稳定性欠佳等弊端。为了解决上述问题,众多半导体公司纷纷寻求调频接收机的ASIC解决途径。本文介绍了调频收音机的设计与实现
2、。其解决了传统的调频方案中体积大、调谐不方便、稳定性不好等这些缺点。在本文中主要介绍了该设计的硬件电路、软件设计流程、系统测试。数字调频立体声收音机的MCU采用AT89C52单片机[1],单片机是本系统的核心器件。本设计利用BU2614实现的锁相环频率合成器与单片机AT89C52接口,实现88MHz~108MHz调频广播的接收。本设计通过按键调节频率,用DS12C887时钟芯片实时显示时间,并可通过按键修改时间。关键词:单片机技术；CXA1019S芯片；DS12C887时钟芯片引言作为收音机重要组成部分的调谐电路和本振电路一直采用传统的电容,电感手动调台方式。近年来随着无线电通信技术的迅速
3、发展,锁相环和频率合成技术在各个领域得到了广泛的应用。由于锁相环具有跟踪性、窄带滤波特性和锁定状态无剩余频差存在,因此在频率合成技术中采用锁相环路可以产生频率准确度很高的振荡信号源。利用这种振荡信号源产生的频率作为收音机电路的调谐频率和本振频率可以实现数字化收音。利用单片机控制锁相环路中的分频就可以改变振荡信号员的输出频率,以达到调台的目的。一．方案论证和比较1.调谐方案的选择由于已经指定使用CXA1019S和BU2614,并已经给出了典型连接的方法。本机直接选用该方案，方案原理如图：采用PLL频率合成器产生本振.输入回路把接收到的信号送入混频器[2],和PLL产生的本振信号混频,经中放调
4、谐放大后送到鉴频器鉴频,然后把解调后的信号经音频功放推动扬声器.2.控制系统的选择：(1)使用数字电路，逻辑门配合键盘和拨码开关来手动调节本振频率。此方案可能实现，但是使用的逻辑门数量巨大，且不具有自动搜索台等较复杂的功能。(2)使用单片机作为控制器来控制锁相环产生本振信号，而且键盘电路，LCD等可以方便的和单片机接口[3]。该方案利用单片机的强大功能可以完成控制部分的要求。我们选用此方案。系统总原理框图如下：二．原理分析和理论计算：1.调频信号的分析：（1）调频信号的一般表达式为：Ufm(t)=Ucosф(t)式中U是FM波的振幅，ф(t)是FM信号的瞬时相位；且ф(t)＝ωct+Kf∫
5、UΩ(t)dt其中ωc－FM波的中心角频率，即载波频率Kf－FM波的调频灵敏度UΩ(t)－调制信号（2）调频信号的带宽：B＝2(m+1)F其中m是调频指数，F是调制信号的频率（3）调频信号的解调：调频信号的解调就是利用鉴频器从调频波Ufm(t)中恢复出原调制信号UΩ(t)的过程。鉴频器的类型和种类很多，有振幅鉴频器，相位鉴频器，比例鉴频器，正交鉴频器。SONY的CXA1019S则采用正交鉴频的方法，所谓正交鉴频即将输入FM信号经移相网络后生成与原FM信号正交的参考信号电压，它与输入FM信号电压同时加入乘法器，乘法器输出再经过低通滤波器滤波后，便可还原原调制信号。（4）调频制中的噪声﹑门限效
6、应：实际上，信道内存在噪声和干扰是不可避免的，它们在经过前级带通滤波器后，与有用信号一起加至解调器，这使解调器输出端除了有用的FM信号外，必然伴随有干扰和噪声。这将影响信号传输的质量，在严重的情况下，有用信号甚至完全淹没在噪声中，而无法进行调频信号的接收[4]。这个一定的数值的输入信噪比，就是所谓门限值。当输入Si/Ni低于这个门限值时所发生的现象叫做调频信号解调时的门限效应。2.超外差收音机基本工作原理及其优点：超外差收音机的基本工作原理是：天线接收到的电台信号，经过输入回路调谐后送变频器的输入端，与本机振荡器产生的信号进行混频，产生一个新的频率，即中频信号，此信号经过中频信号放大器和鉴
7、频器解调输出。优点：1：由于电台信号经混频后变成频率较低的中频信号，该信号容易得到比较大的放大量，而且任何电台的信号都能得到相等得放大量，因此灵敏度可以做得很高。2：由于采用差频作用，外来信号必须和本机振荡信号相差为预定得差频才能进入电路，再加上选频回路和中频放大谐振回路，因此混入收音机得干扰信号会被抑制，从而提高了选择性[4]。3．超外差收音机的干扰：本题采用超外差式FM收音机,这种方式能使收音机的性能得到改善,但同时
