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1、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
2、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：6080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
3、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,7.1.2 CXA1600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,7.1.2 CXA1600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
4、所示,电源电压： 1.84.5V 接收信号频率：5251605kHz 调制方式：AM 输出功率：100mW 中频：55kHz,7.1.2 CXA1600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。,7.1.2 CXA1600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33518pF之间可调。L1绕在磁棒上组
5、成磁性天线，如图(a)所示，之间的电感量为140H，之间电感量为420H。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，之间的电感量为97.5H，之间电感量为32.4H。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。,7.1.2 CXA1600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。,7.1.2 CXA1600组成的调幅收音机电路,2、由CXA1600组成的收音机电路,（2）电
6、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： 0.1A C1V (反向电压1V时电容) 423503pF C9V (反向电压9V时电容) 17.523.5pF Q值: 200,7.1.2 CXA1600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。,7.1.2
7、CXA1600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500pF20pF之间变化。,7.1.2 CXA1600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，
8、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。,7.1.3 TDA7088T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。,7.1.3 TDA7088T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： 1.85V； 接收信号频率：0.5110MHz 调制
9、方式：FM； 输出音频信号：85mV 中频：70kHz,7.1.3 TDA7088T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。,7.1.4 TDA7088T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
10、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,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。,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
11、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20Hz15kHz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
12、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。,7.1.4 TDA7088T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
13、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
14、.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
15、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
16、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，88.0108.0MHz、75.476.0MHz、84.087.0MHz等属VHF频段(30300MHz范围内)，470.0510MHz、702.0798.0MHz属UHF频段（
