第3章車載收音機new

1、第第3章章 車載收音機車載收音機3.1 車載收音機簡介車載收音機簡介3.2 相關基礎知識相關基礎知識3.3 工作原理工作原理3.4 TEF6606模塊模塊3.5 TDA7541模塊模塊(實驗實驗)3.1 車載收音機簡介車載收音機簡介l AM/FM收音機是汽車上最早采用的一種的語音娛收音機是汽車上最早采用的一種的語音娛樂配置，也是車載影音娛樂系統(tǒng)最常見配置之樂配置，也是車載影音娛樂系統(tǒng)最常見配置之一，現(xiàn)在幾乎沒有不配備收音機的汽車了。一，現(xiàn)在幾乎沒有不配備收音機的汽車了。3.1 車載收音機簡介車載收音機簡介3.1 車載收音機簡介車載收音機簡介l AM/FM收音機是汽車上最早采用的一種的語音娛收音

2、機是汽車上最早采用的一種的語音娛樂配置，也是車載影音娛樂系統(tǒng)最常見配置之樂配置，也是車載影音娛樂系統(tǒng)最常見配置之一，現(xiàn)在幾乎沒有不配備收音機的汽車了。一，現(xiàn)在幾乎沒有不配備收音機的汽車了。3.1 車載收音機簡介車載收音機簡介l 車載收音機與家用收音機的區(qū)別車載收音機與家用收音機的區(qū)別l (1)車載產(chǎn)品車載產(chǎn)品l (2)車載收音機做工考究，功率比一般的家用收音車載收音機做工考究，功率比一般的家用收音機大得多，一般的家用收音機功率大約在機大得多，一般的家用收音機功率大約在50毫瓦毫瓦到一瓦之間，而車載收音機一般都在到一瓦之間，而車載收音機一般都在5瓦以上且保瓦以上且保真度較高。真度較高。l (3)

3、車載收音機一般都是以調頻為主兼有中波，家車載收音機一般都是以調頻為主兼有中波，家用收音機則以中波為主，有些收音機則沒有調用收音機則以中波為主，有些收音機則沒有調頻。頻。3.2 相關基礎知識相關基礎知識l 1、電磁波、電磁波l (1)產(chǎn)生：當導體中通過迅速變化的電流時，導體產(chǎn)生：當導體中通過迅速變化的電流時，導體就會向它周圍的空間發(fā)射電磁波。就會向它周圍的空間發(fā)射電磁波。l (2)傳播：交流電的導線周圍，就有變化的磁場存?zhèn)鞑ィ航涣麟姷膶Ь€周圍，就有變化的磁場存在，變化的磁場在它的周圍又引起變化的電場，在，變化的磁場在它的周圍又引起變化的電場，而變化的電場又在周圍更遠的地方引起變化的磁而變化的電場

4、又在周圍更遠的地方引起變化的磁場，這樣電場和磁場不斷地相互交替產(chǎn)生，就能場，這樣電場和磁場不斷地相互交替產(chǎn)生，就能把電磁場向周圍空間傳播開來。把電磁場向周圍空間傳播開來。l 這種向四周空間傳播的電磁場就稱為電磁波。無這種向四周空間傳播的電磁場就稱為電磁波。無線電波是電磁波的一種。線電波是電磁波的一種。3.2 相關基礎知識相關基礎知識l 2、無線電技術原理、無線電技術原理l 導體中電流強弱的改變會產(chǎn)生無線電波。利用這導體中電流強弱的改變會產(chǎn)生無線電波。利用這一現(xiàn)象，通過調制可將信息加載于無線電波之一現(xiàn)象，通過調制可將信息加載于無線電波之上。上。l 當電波通過空間傳播到達收信端，電波引起的電當電波

5、通過空間傳播到達收信端，電波引起的電磁場變化又會在導體中產(chǎn)生電流。磁場變化又會在導體中產(chǎn)生電流。l 通過調節(jié)將信息從電流變化中提取出來，就達到通過調節(jié)將信息從電流變化中提取出來，就達到了信息傳遞的目的。了信息傳遞的目的。3.2 相關基礎知識相關基礎知識l 3、無線電發(fā)射的基本原理、無線電發(fā)射的基本原理l 利用天線可以把無線電波向空中發(fā)射出去，但是利用天線可以把無線電波向空中發(fā)射出去，但是天線長度必須和電磁波長相匹配，才能有效地發(fā)天線長度必須和電磁波長相匹配，才能有效地發(fā)射。射。l 把無線波發(fā)射機中產(chǎn)生的高頻信號作為把無線波發(fā)射機中產(chǎn)生的高頻信號作為“載載波波”，將音頻，將音頻 信號加到信號加到

6、“載波載波”上，這個過程叫上，這個過程叫做調制。經(jīng)過調制以后的高頻信號做調制。經(jīng)過調制以后的高頻信號 叫做已調信叫做已調信號。號。l 經(jīng)過調制以后可以使廣播信號有效的發(fā)射，而且經(jīng)過調制以后可以使廣播信號有效的發(fā)射，而且可以采用不同的可以采用不同的“載波載波”頻率，使彼此互不干頻率，使彼此互不干3.2 相關基礎知識相關基礎知識l 4、無線電接收的基本原理、無線電接收的基本原理l 由發(fā)射機發(fā)出的無線電波，經(jīng)接收機天線接收，由發(fā)射機發(fā)出的無線電波，經(jīng)接收機天線接收，轉變?yōu)楦袘妱荨＾D變?yōu)楦袘妱?。l 從天線感應出的不同頻率的已調波信號中選出所從天線感應出的不同頻率的已調波信號中選出所需信號的任務由輸

7、入電路承擔。而輸入電路選出需信號的任務由輸入電路承擔。而輸入電路選出的信號，仍是已調波信號，不能用它去直接推動的信號，仍是已調波信號，不能用它去直接推動耳機或喇叭，還必須把它恢復成音頻信號。耳機或喇叭，還必須把它恢復成音頻信號。l 這種從已調波信號中檢出音頻信號的過程，叫做這種從已調波信號中檢出音頻信號的過程，叫做解調。解調。3.2 相關基礎知識相關基礎知識l 5、載波的三種調制方式、載波的三種調制方式l (1)使載波的幅度按調制信號變化的過程稱為調幅使載波的幅度按調制信號變化的過程稱為調幅(AM)；調幅的解調過程稱為檢波；調幅的解調過程稱為檢波；l (2)使載波的頻率按調制信號變化的過程稱為

8、調頻使載波的頻率按調制信號變化的過程稱為調頻(FM)；調頻的解調過程稱為鑒頻；調頻的解調過程稱為鑒頻；l (3)使載波的相位角按調制信號變化的過程稱為調使載波的相位角按調制信號變化的過程稱為調相相(PM)；調相的解調過程稱為鑒相。；調相的解調過程稱為鑒相。l 被調制后的載波稱為已調波，已調波按調制方式被調制后的載波稱為已調波，已調波按調制方式的不同分別稱為調幅波、調頻波和調相波。的不同分別稱為調幅波、調頻波和調相波。3.2 相關基礎知識相關基礎知識l 調幅波、調頻波和調相波調幅波、調頻波和調相波3.2 相關基礎知識相關基礎知識l 7、不同地區(qū)頻率、不同地區(qū)頻率3.2 相關基礎知識相關基礎知識l

9、 8、無線電系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)3.2 相關基礎知識相關基礎知識l 在通信系統(tǒng)中為什么需要進行調制？在通信系統(tǒng)中為什么需要進行調制？l 利用一個信道實現(xiàn)多路通信；利用一個信道實現(xiàn)多路通信；l 在無線通信中為了有效地進行電磁能的輻在無線通信中為了有效地進行電磁能的輻 射，天射，天線尺寸與輻射信號波長相比擬。如對于線尺寸與輻射信號波長相比擬。如對于1000Hz的的語音信號，如果用語音信號，如果用/4天線直接輻射，相應的天線天線直接輻射，相應的天線尺寸應為尺寸應為75km(300000km/1000/4)；l 低頻信號在大氣層中傳輸衰減很快。低頻信號在大氣層中傳輸衰減很快。3.3 工作原理工作原理l 1

10、、調幅與調頻、調幅與調頻3.3 工作原理工作原理l 2、調幅收音機、調幅收音機l (1)最簡單的收音機的電路最簡單的收音機的電路l 檢波前后的信號波形檢波前后的信號波形3.3 工作原理工作原理l (2)直放式收音機直放式收音機結構簡單結構簡單3.3 工作原理工作原理l (3)高放式收音機高放式收音機l 從接收天線得到的高頻天線電信號一般非常微從接收天線得到的高頻天線電信號一般非常微弱，直接把它送到檢波器不太合適，最好在選擇弱，直接把它送到檢波器不太合適，最好在選擇電路和檢波器之間插入一個高頻放大器，把高頻電路和檢波器之間插入一個高頻放大器，把高頻信號放大。信號放大。l 即使已經(jīng)增加高頻放大器，

11、檢波輸出的功率通常即使已經(jīng)增加高頻放大器，檢波輸出的功率通常也只有幾毫瓦，用耳機聽還可以，但要用揚聲器也只有幾毫瓦，用耳機聽還可以，但要用揚聲器就嫌太小，因此在檢波輸出后增加音頻放大器來就嫌太小，因此在檢波輸出后增加音頻放大器來推動揚聲器。推動揚聲器。3.3 工作原理工作原理l 高放式收音機比直接檢波式收音機靈敏度高、功高放式收音機比直接檢波式收音機靈敏度高、功率大，但是選擇性還較差，調諧也比較復雜。率大，但是選擇性還較差，調諧也比較復雜。l 把從天線接收到的高頻信號放大幾百甚至幾萬把從天線接收到的高頻信號放大幾百甚至幾萬倍，一般要有幾級的高頻放大，每一級電路都有倍，一般要有幾級的高頻放大，每

12、一級電路都有一個諧振回路。一個諧振回路。l 當被接收的頻率改變時，諧振電路都要重新調當被接收的頻率改變時，諧振電路都要重新調整，而且每次調整后的選擇性和通帶很難保證完整，而且每次調整后的選擇性和通帶很難保證完全一樣，為了克服這些缺點，現(xiàn)在的收音機幾乎全一樣，為了克服這些缺點，現(xiàn)在的收音機幾乎都采用超外差式電路。都采用超外差式電路。3.3 工作原理工作原理l (4)超外差收音機超外差收音機3.3 工作原理工作原理3.3 工作原理工作原理l 混頻和本機振蕩級混頻和本機振蕩級l 從輸入回路送來的調幅信號和本機振蕩器產(chǎn)生的從輸入回路送來的調幅信號和本機振蕩器產(chǎn)生的等幅信號一起送到變頻級，經(jīng)過變頻級產(chǎn)生

13、一個等幅信號一起送到變頻級，經(jīng)過變頻級產(chǎn)生一個新的頻率，這一新的頻率恰好是輸入信號頻率和新的頻率，這一新的頻率恰好是輸入信號頻率和本振信號頻率的差值，稱為差頻。本振信號頻率的差值，稱為差頻。l 例如，輸入信號的頻率是例如，輸入信號的頻率是535kHz，本振頻率是，本振頻率是1000kHz ，那么它們的差頻就是，那么它們的差頻就是1000 kHz 535 kHz 465kHz；當輸入信號是；當輸入信號是1605kHz時，本機時，本機振蕩頻率也跟著升高，變成振蕩頻率也跟著升高，變成2070kHz。l 也就是說，在超外差式收音機中，本機振蕩的頻也就是說，在超外差式收音機中，本機振蕩的頻率始終要比輸入

14、信號的頻率高一個率始終要比輸入信號的頻率高一個465kHz。3.3 工作原理工作原理l 中頻放大級中頻放大級l 由于中頻信號的頻率固定不變而且比高頻略低由于中頻信號的頻率固定不變而且比高頻略低（我國規(guī)定調幅收音機的中頻為（我國規(guī)定調幅收音機的中頻為465kHZ），所以），所以它比高頻信號更容易調諧和放大。它比高頻信號更容易調諧和放大。l 通常，中放級包括通常，中放級包括1-2級放大及級放大及2-3級調諧回路，級調諧回路，這與前面我們介紹過的直放式收音機相比，超外這與前面我們介紹過的直放式收音機相比，超外差式收音機靈敏度和選擇性都提高了許多。差式收音機靈敏度和選擇性都提高了許多。l 超外差式收音

15、機的靈敏度和選擇性在很大程度上超外差式收音機的靈敏度和選擇性在很大程度上就取決于中放級性能的好壞。就取決于中放級性能的好壞。3.3 工作原理工作原理l 檢波與檢波與AGC電路電路l 經(jīng)過中放后，中頻信號進入檢波級，檢波級也要經(jīng)過中放后，中頻信號進入檢波級，檢波級也要完成兩個任務：完成兩個任務：l 一是在盡可能減小失真的前提下把中頻調幅信號一是在盡可能減小失真的前提下把中頻調幅信號還原成音頻。還原成音頻。l 二是將檢波后的直流分量送回到中放級，控制中二是將檢波后的直流分量送回到中放級，控制中放級的增益（即放大量），使該級不致發(fā)生削波放級的增益（即放大量），使該級不致發(fā)生削波失真，通常稱為自動增益

16、控制電路，簡稱失真，通常稱為自動增益控制電路，簡稱AGC電電路。路。3.3 工作原理工作原理l 低頻前置放大級，也稱電壓放大級低頻前置放大級，也稱電壓放大級l 從檢波級輸出的音頻信號很小，大約只有幾毫伏從檢波級輸出的音頻信號很小，大約只有幾毫伏到幾十毫伏。電壓放大的任務就是將它放大幾十到幾十毫伏。電壓放大的任務就是將它放大幾十至幾百倍。至幾百倍。l 功率放大級功率放大級l 電壓放大級的輸出雖然可以達到幾伏，但是它的電壓放大級的輸出雖然可以達到幾伏，但是它的帶負載能力還很差，這是因為它的內阻比較大，帶負載能力還很差，這是因為它的內阻比較大，只能輸出不到只能輸出不到1mA的電流，所以還要再經(jīng)過功率

17、的電流，所以還要再經(jīng)過功率放大才能推動揚聲器還原成聲音。一般，袖珍收放大才能推動揚聲器還原成聲音。一般，袖珍收音機的輸出功率約在音機的輸出功率約在50100毫瓦（毫瓦（mW）左右。）左右。3.3 工作原理工作原理l 3、調頻收音機、調頻收音機3.3 工作原理工作原理l 4、混頻電路、混頻電路l 功能：將不同載功能：將不同載頻的高頻已調波頻的高頻已調波信號變換為同一信號變換為同一個固定載頻（常個固定載頻（常稱為中頻）的高稱為中頻）的高頻已調波信號，頻已調波信號，而保持其調制規(guī)而保持其調制規(guī)律不變。律不變。3.3 工作原理工作原理l 調幅調幅 5351605KHz變?yōu)橹胁ㄗ優(yōu)橹胁?465KHzl

18、調頻調頻 88108MHz變?yōu)橹胁ㄗ優(yōu)橹胁?10.7MHzl 視頻視頻 40千千MHz變?yōu)橹胁ㄗ優(yōu)橹胁?38MHz3.3 工作原理工作原理l 5、檢波電路、檢波電路l 功能：從振幅受調制的高頻信號中還原出原調制功能：從振幅受調制的高頻信號中還原出原調制的信號。還原所得的信號，應與高頻調幅信號的的信號。還原所得的信號，應與高頻調幅信號的包絡變化規(guī)律一致，故又稱包絡檢波器。包絡變化規(guī)律一致，故又稱包絡檢波器。3.3 工作原理工作原理l 二極管峰值包絡檢波器二極管峰值包絡檢波器3.4 TEF6606模塊模塊l 1、模塊簡介、模塊簡介l FET6606芯片是恩智浦半導體公司針對汽車收音芯片是恩智浦半導

19、體公司針對汽車收音機主機設計的一款包含機主機設計的一款包含 PLL調諧系統(tǒng)的低中頻調調諧系統(tǒng)的低中頻調諧器。諧器。l 在單一芯片上集成了全部關鍵射頻組件，在單一芯片上集成了全部關鍵射頻組件， 只需少只需少量的外圍元件，量的外圍元件， 降低了電路板布線要求降低了電路板布線要求 ，從而節(jié)，從而節(jié)省了空間，降低了成本省了空間，降低了成本 。l 采用采用I2C總線進行控制?？偩€進行控制。3.4 TEF6606模塊模塊l 2、工作原理、工作原理3.4 TEF6606模塊模塊l 天線接收到的微弱射頻天線接收到的微弱射頻 信號進入高頻放大器自動信號進入高頻放大器自動增益控制增益控制 (AGC)模塊可以對高頻

20、放大器增益進行模塊可以對高頻放大器增益進行自動調節(jié)使后處理單元不會過載。自動調節(jié)使后處理單元不會過載。l 高頻放大器輸出的高頻放大器輸出的FM信號進入混頻器與本振信號信號進入混頻器與本振信號進行混頻進行混頻 產(chǎn)生中頻產(chǎn)生中頻(IF)信號。信號。l 該芯片的本振信號由該芯片的本振信號由 PLL調諧系統(tǒng)產(chǎn)生調諧系統(tǒng)產(chǎn)生 通過通過I2C總線對可編程分頻器的分頻系數(shù)進行調解，使壓總線對可編程分頻器的分頻系數(shù)進行調解，使壓l 控振蕩器控振蕩器 (VCO)輸出的本振頻率發(fā)生變化輸出的本振頻率發(fā)生變化 從而達從而達到數(shù)字化調臺的目的。到數(shù)字化調臺的目的。3.4 TEF6606模塊模塊l 混頻器輸出的中頻信號

21、進入中頻放大器混頻器輸出的中頻信號進入中頻放大器 再經(jīng)過中再經(jīng)過中頻頻 濾波器濾掉干擾信號。由一個相鄰通道檢測器濾波器濾掉干擾信號。由一個相鄰通道檢測器和偏差檢測器控制中頻和偏差檢測器控制中頻 濾波器的帶寬濾波器的帶寬 從而優(yōu)化接從而優(yōu)化接收到的頻率。收到的頻率。l 然后再進入檢波器進行解調然后再進入檢波器進行解調 最后經(jīng)過靜噪進行立最后經(jīng)過靜噪進行立體聲譯碼體聲譯碼 譯碼出來的立體聲音頻信號經(jīng)芯片管腳譯碼出來的立體聲音頻信號經(jīng)芯片管腳輸出。輸出。3.5 TDA7541模塊模塊l 1、簡介、簡介l TDA7541模塊是一種帶有立體聲解碼器的高性能模塊是一種帶有立體聲解碼器的高性能AM/FM收音

22、機調諧電路。收音機調諧電路。l 它包含混頻器、中頻放大器、它包含混頻器、中頻放大器、AM/FM解調器、立解調器、立體聲解碼器、質量檢測、體聲解碼器、質量檢測、ISS濾波器、帶有中頻計濾波器、帶有中頻計數(shù)的數(shù)的PLL頻率合成器。頻率合成器。l BiCMOS技術的使用，允許執(zhí)行多種調諧功能和技術的使用，允許執(zhí)行多種調諧功能和最少的外部元件。最少的外部元件。3.5 TDA7541模塊模塊l 2、原理圖、原理圖3.5 TDA7541模塊模塊l 3、引腳功能表、引腳功能表3.5 TDA7541模塊模塊l 4、搜臺工作原理、搜臺工作原理對對FM波段波段l (1)粗調粗調l 首先對高頻頭進行初始化，然后設置

23、搜索步長，起始首先對高頻頭進行初始化，然后設置搜索步長，起始頻率等參數(shù)；頻率等參數(shù)；l 設置完成后從搜索起始頻率開始，按頻率先計算設置完成后從搜索起始頻率開始，按頻率先計算TDA7541各寄存器的設置值，計算完成后將這些數(shù)據(jù)各寄存器的設置值，計算完成后將這些數(shù)據(jù)存入一數(shù)組，然后將該數(shù)組數(shù)據(jù)通過存入一數(shù)組，然后將該數(shù)組數(shù)據(jù)通過I2C電路輸入電路輸入TDA7541。l 經(jīng)過一段時間延時后，檢測經(jīng)過一段時間延時后，檢測TDA7541高頻頭的高頻頭的8腳，腳，若有電臺，且電臺被鎖定，則若有電臺，且電臺被鎖定，則8腳腳SSTOP為高電平為高電平（大于（大于+4.5V）否則為低電平（）否則為低電平（+0.

24、5V）。）。3.5 TDA7541模塊模塊l 若若SSTOP為低電平，則需要在起始頻率的基礎上為低電平，則需要在起始頻率的基礎上增加一個步長的頻率（對增加一個步長的頻率（對FM通常為通常為200kHz），），然后重新計算各寄存器的設置值并將數(shù)據(jù)輸入到然后重新計算各寄存器的設置值并將數(shù)據(jù)輸入到TDA7541，然后再檢測，然后再檢測SSTOP的值，直到的值，直到SSTOP為高電平（大于為高電平（大于+4.5V），說明搜索到電臺。），說明搜索到電臺。l 這種搜索方法步長大，速度快，但容易漏臺，通這種搜索方法步長大，速度快，但容易漏臺，通常稱為粗調。常稱為粗調。3.5 TDA7541模塊模塊l (2)細調細調l 若要精確搜臺，還需要