數(shù)字調(diào)頻收音機(jī)

數(shù)字式調(diào)頻立體聲收音機(jī)采用飛利浦專(zhuān)用數(shù)字收音集成電路，利用單片機(jī)控制，用4位LED數(shù)碼管顯示接收信號(hào)的頻率，通過(guò)手動(dòng)按鍵來(lái)減小或增大接收信號(hào)的頻率值，精度為0.1MHz，這種收音機(jī)與普通調(diào)頻立體聲收音機(jī)相比內(nèi)置噪聲消除、軟靜音、低音增強(qiáng)電路設(shè)計(jì)，F(xiàn)M及MPX立體聲采用DSP處理器，具有靈敏度高、噪聲小、抗干擾能力強(qiáng)、外接元件少、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字收音集成電路與單片機(jī)采用I2C串行數(shù)據(jù)總線(xiàn)接口通訊，用先進(jìn)的SEEK硬件搜臺(tái)方式，全頻段搜索只需4～5s，大大提高了搜臺(tái)速度。

數(shù)字調(diào)頻收音機(jī)發(fā)展

現(xiàn)如今隨著時(shí)代的發(fā)展，收音機(jī)遍布家家戶(hù)戶(hù)，隨處都能見(jiàn)到收音機(jī)的身影，它為許多山村留守老人帶去了歡樂(lè)，也時(shí)刻給他們傳遞著萬(wàn)千世界不斷變遷的時(shí)代信息。然而之前所使用的收音機(jī)大多為模擬調(diào)諧收音機(jī)，這種收音機(jī)由于其調(diào)諧都是可變電阻或者可變電感等硬件來(lái)進(jìn)行調(diào)諧的，且對(duì)于廣播信號(hào)的放大和聲音的還原也都是依靠于硬件，故其具有頻率不夠精準(zhǔn)和漂頻等缺點(diǎn)，使得用戶(hù)在使用的時(shí)候具有極大的不舒適感[1]。鑒于此缺點(diǎn)和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，出現(xiàn)了新一代的高科技收音機(jī)——數(shù)字調(diào)頻收音機(jī)，數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)采用PLL鎖相技術(shù)來(lái)搜索和鎖定頻率，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是彌補(bǔ)了模擬調(diào)諧所產(chǎn)生的頻率不準(zhǔn)確和漂頻等缺點(diǎn)，使得人們?cè)谑褂玫臅r(shí)候具有極大的舒適感[8]。數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)的出現(xiàn)促進(jìn)傳統(tǒng)收音機(jī)更新?lián)Q代，因而其具有極大的市場(chǎng)潛力。

數(shù)字調(diào)頻收音機(jī)的原理

目前的收音機(jī)，其輸入回路和本機(jī)振蕩回路一般是LC型。它們的調(diào)諧大多是用可變電容器進(jìn)行。LC振蕩器的頻率穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度不夠高。如果本機(jī)振蕩器采用穩(wěn)定性很高的晶體振蕩器，調(diào)諧就很不方便。解決這個(gè)問(wèn)題的最流行方法是頻率合成法。利用頻率合成技術(shù)還便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)諧，頻率數(shù)字顯示，頻率預(yù)置等。

為了提高接收機(jī)的穩(wěn)定性，可利用頻率穩(wěn)定性很高的晶體振蕩器作為振蕩源，然后再取晶體振蕩器的整數(shù)倍作為本機(jī)振蕩的頻率。如果廣播電臺(tái)的頻率是按一定的間隔來(lái)分布的話(huà)，則可采這些頻率的公約數(shù)作為基準(zhǔn)頻率，再按基準(zhǔn)的頻率的約干倍來(lái)選臺(tái)，這樣調(diào)諧得到的頻率是非常準(zhǔn)確的。
根據(jù)上述要求，頻率合成的方法有兩種：一種是利用晶體振蕩頻率作為基準(zhǔn)頻率，再用其諧波進(jìn)行倍頻、混頻、濾波，以得到所需的頻率，這種方法叫直接合成式，其缺點(diǎn)是需用很多的晶體和帶通濾波器，而且使用數(shù)學(xué)電路不方便。目前的收音機(jī)都是間接合成法，它是由鎖相環(huán)（PLL）為核心組成的頻率合成器實(shí)現(xiàn)的。（還有一種方法是用微處理器產(chǎn)生的數(shù)字波形通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換合成振蕩頻器）

PLL電路有兩個(gè)振蕩源，一個(gè)是基準(zhǔn)振蕩器（晶體)，一個(gè)是壓控振蕩器（VCO），從壓控振蕩器VCO取出信號(hào)，經(jīng)過(guò)分頻器分頻可得到基準(zhǔn)頻率（由基準(zhǔn)振蕩器輸出經(jīng)過(guò)預(yù)分頻器N1分頻后得到為f0/N1)相同的頻率fo/N1,加至相位比較器，與基準(zhǔn)頻率比較。若有誤差則誤差電壓由比較器輸出，經(jīng)過(guò)低通濾波器送至VCO,調(diào)節(jié)其振蕩頻率使其與基準(zhǔn)頻率一致（鎖定頻率），。在鎖定的情況下壓控振蕩器VCO的振蕩頻率就可按分頻比的比值作為倍數(shù)調(diào)節(jié)。也就是只要調(diào)整分頻比的比值就可以使VCO取基準(zhǔn)頻率的任意倍數(shù)頻率作為本機(jī)振蕩器的頻率。因此過(guò)去改變可變電容調(diào)節(jié)本機(jī)振蕩的工作，現(xiàn)在就只要調(diào)整程序可控分頻器的分頻比（N2）就可以了。

基準(zhǔn)頻率輸出送至的預(yù)頻器的分頻比(N1)，對(duì)某一型號(hào)的收音機(jī)的某一波段來(lái)說(shuō)是固定不變的，而程序可近分頻器的分頻比N21是隨控制部分指令的不同而改變。程控分頻器受其工作頻率的限制，所以增加一級(jí)預(yù)分頻器先分頻一個(gè)，再送入程控分頻器。同時(shí)，為避免由于預(yù)分頻器的加入而導(dǎo)致頻率間隔和頻率范圍等條件的改變，在基準(zhǔn)晶體振蕩器的頻率輸出端也加了一個(gè)分頻器。在鎖定的情況下，若在程控分頻器的輸入端加上被分頻的信號(hào)，當(dāng)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行N2分頻時(shí)，計(jì)數(shù)器就對(duì)輸入信號(hào)計(jì)數(shù)到N2。達(dá)到N2之后，又從頭開(kāi)始計(jì)數(shù)，如此重復(fù)運(yùn)輸和，其重復(fù)弶相當(dāng)于原輸入信號(hào)頻率的1/N2倍，因此達(dá)到分頻要求。

若設(shè)預(yù)分頻器、分頻器之分頻比N1=20,晶體振蕩器的頻率f0=100khz,是基準(zhǔn)頻率fs=f0/N1=100/20=5khz,已知我國(guó)fm 接收范圍是87-108Mhz,中頻為10.7Mhz,若采用超外差方式，則本機(jī)頻率的范圍應(yīng)是(87+10.7)Mhz到(108+10.7)Mhz,即97.7Mhz-118.7Mhz，那么程控分頻器的分頻比N2的變化范圍很容易計(jì)算出來(lái)。

??? 　本機(jī)頻率fr=N2*f0,而f0=N1*fs,所以fr=N2*(N1*fs),則N2=fr/(N1*fs)

當(dāng)接收87Mhz信號(hào)時(shí)，fr=(87+10.7)Mhz=97.7Mhz,此時(shí)，N2=97.7*10^3/(20*5)=977,當(dāng)接收108信號(hào)時(shí)，fr=(108+10.7)Mhz=118.7Mhz.此時(shí),N2=118.7*10^3/20*5=1187。
可見(jiàn)，只要改變N2,由fr=N2*(N1*f0)可以得到任意的本機(jī)振蕩頻率fr.N2控制部分，可由微處理器或采用專(zhuān)用集成電路進(jìn)行控制。這種微處理器或?qū)Ｓ眉呻娐吠瑫r(shí)還可兼做頻率數(shù)字顯示，自動(dòng)調(diào)諧，頻率預(yù)置等多種功能。

數(shù)顯機(jī)與數(shù)調(diào)機(jī)的原理區(qū)別

數(shù)顯機(jī)雖用數(shù)字顯示，可是它顯示的數(shù)字是通過(guò)本機(jī)振蕩器的頻率經(jīng)過(guò)放大，分頻，在一定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)其行計(jì)數(shù)得出來(lái)的。其本振電路跟普通收音機(jī)沒(méi)有多大區(qū)別。

自動(dòng)搜索調(diào)諧

自動(dòng)搜索調(diào)諧有多種形式:

??????? 1)機(jī)電式，其方法是由一個(gè)伺服電機(jī)帶動(dòng)收音機(jī)調(diào)諧電路中的電感（調(diào)磁芯）或電容，當(dāng)調(diào)到一個(gè)電臺(tái)時(shí)，一個(gè)反饋信號(hào)使電機(jī)停轉(zhuǎn)，收音機(jī)即調(diào)諧于該電臺(tái)上。這種方式目前極小采用

??????? 2)電子掃描式(非PLL電路）。

對(duì)于采用變?nèi)?a target="_blank">二極管調(diào)諧(不是PLL電路）的收音機(jī)，通過(guò)專(zhuān)用的電路(可以是微處理器通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換或鋸齒波信號(hào)發(fā)生器）產(chǎn)生由低至高或由高至低的掃描電壓，當(dāng)在掃描過(guò)程中到達(dá)某一個(gè)頻率點(diǎn)時(shí)恰好遇上該處有電臺(tái)廣播，則該電臺(tái)信號(hào)會(huì)立即進(jìn)入到收音機(jī)，使其處于調(diào)諧狀態(tài)，中放就有中頻信號(hào)輸出，經(jīng)檢波后可得到一個(gè)直流控制電壓（或者直接利用AGC電壓），其控制電壓立即促使掃描信號(hào)停下。

???????? 3)PLL式

原理同第2種方式，只不過(guò)是通過(guò)改變PLL的可變分頻器分頻比代替改變變?nèi)荻O管的電壓。