____________ 调频收音机
摘___ 要
__ 本机采用单片微处理机芯片AT89C52作为数字调谐系统的核心,并含有锁相环路频率合成、频率预选、多功能数字时钟控制及液晶显示等多种先进功能.以SONY公司的 FM/AM收音机集成接收芯片CXA1019S为核心,以FM波段锁相频率合成调谐集成芯片BU2614锁定本振的调频收音机的设计与实现。
__ 本机利用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。调谐方式实现全频段自动调谐,设定范围自动调谐,手动步进调谐,直接选择频率等多种调谐方式,频率步进可设(最小步进5KHz),并可自动将收到的电台存储;人机交互系统有 4*4小键盘和2*8字符型液晶显示器, 并利用实时钟芯片DS12C887中的NV SRAM实现掉电存储电台达30个,同时可实时显示时间;利用高效率DC-DC变换芯片MAX731和MAX473实现电池节能供电,使用MAX813做看门狗和电源监视电路,提高了系统工作的稳定性,使该机各项性能指标达到了题目要求.
一.方案论证和比较
1.调谐方案的选择
由于题目已经指定使用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,和PLL产生的本振信号混频,经中放调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。该方案利用单片机的强大功能可以完成题目控制部分的要求。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) = U cos ф(t)
__________ 式中U 是FM波的振幅,ф(t) 是FM信号的瞬时相位;
_______________ 且ф(t) = ωc t + Kf ∫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。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: