自製數字調諧試調頻接收機

admin @ 2014-03-19 , reply:0

概述
自製數字調諧試調頻接收機很多愛好者都想擁有一部物美價纛的數字調諧寬頻帶調頻接收機.筆者設計製作了一台頻率合成數字調諧式調頻接收機,供大家參考.該機可接收49MHz~870MHz範圍內的調頻信號,可用於……

自製數字調諧試調頻接收機
很多愛好者都想擁有一部物美價纛的數字調諧寬頻帶調頻接收機.筆者設計製作了一台頻率合成數字調諧式調頻接收機,供大家參考.該機可接收49MHz~870MHz範圍內的調頻信號,可用於收聽調頻廣播、校園調頻廣播、電視伴音和6米、2米等業餘無線電通訊信號,以及調試無線電發射設備等,用途十分廣泛.
一、本機特點
1、操作使用簡潔.僅用5個按鍵開關即可實現所有控制. 
2、交互界面友好.數字顯示接收頻率、頻率步進、存儲頻道等重要參數,簡潔直觀.支持手動、自動兩種讀寫頻率方式,既可直接輸入接收頻率,亦可自動搜索電台發射信號,並依次存儲到相應頻道(多達99個,能滿足一般用戶需要).  
3、頻率性能穩定.使用I2C控制匯流排和PLL鎖相環技術,消除頻率漂移現象.  
4、消除摩擦噪音.採用非易失性數字電位器,徹底消除摩擦噪音.  5、體積小巧易攜帶.配合市場上易購的成品機殼(自帶電池盒),自重約175克.使用4節5號充電電池供電,外形美觀,便於攜帶和外出使用.  
二、工作原理電路原理見附圖.電路總體可分為八部分:
1、以UPCI651組成的天線放大電路,可有效提高整機靈敏度.
2、以高性能SIBSDK型全增補頻率合成式調諧器組成的接收和變頻電路;
3、以單片機89C4051、存儲器24C02.數字電位器X9313WP籌組成的數字控制電路;
4、以液晶顯示模塊PDC908S組成的交互界面顯示電路,屏幕可視面積為48minx15mm;
5、由TDA7021T組成的中放、鑒頻解調、靜噪、調諧指示電路;
6、由LM386組成的音頻放大電路;
7、由MC34063組成的33V電壓DC-DC集成升壓電路;
8、電池電壓自動檢測電路,當電池電壓較低時,顯示屏提示更換電池或及時給電池充電.  
因整機採用模塊化設計,所以電路十分整潔,製作調試十分簡單.  
本機選用高性能SIB5DK型全增補頻率合成高頻調諧器,應用I2C匯流排協議進行綜合設計,其基準信號由晶體振蕩器產生,控制的數字信息用(SCL、SDA)匯流排格式傳輸.高頻調諧電路採用大規模集成電路,實現頻率合成及VH、VL、U各波段的混頻振蕩,故鎖相時間極短.  
IC7及其外圍元件構成單片機控制電路,利用I2C匯流排協議,實現以下功能:  
(1)通過P1.4、P1.5兩個埠,分別對S1BSDK型調諧器和IC6的SDA、SCL進行寫控制(本機中省略I2C匯流排的上拉電阻.如改用其他系列高頻頭需要此電阻時,可直接焊接在高頻頭內部.  
它使I2C匯流排在空閑狀態時保持高電平),實現數字調諧和電台信息存儲.  
(2)通過P3.4、P1.0兩個埠,分別對LCM1液晶顯示模塊的DATA和WR進行寫控制,實現有關交互信息的直讀顯示.  
(3)通過P1.3、P1.2兩個埠,分別對IC3數字電位器的INC和U/D進行寫控制,實現音量線性調整.為有效利用單片機有限的I/O口,此處將數字電位器的CS控制端直接接地.
來自天線的調頻信號,經由C1、C2、L1組成的濾波電路,濾除低端無用信號后,再經IC1寬頻天線放大電路(μPC1651增益可達20dB)進行放大后,進人S1BSDK型I2C匯流排高頻頭.高頻頭輸出的38MHz第一中頻信號IF,經C10送入調頻接收專用集成電路IC2(TDA7021T)進行處理(其包括相關器、混頻器、鑒頻器、壓控振蕩器、靜噪、相位比較器等電路),經解調后的音頻信號由IC2的14腳輸出,該音頻信號由數字電位器IC3進行分壓控制(音量讕節).  
送入IC4進行音頻功率放大至揚聲器輸出.  IC2的⑨腳為場強電壓信號,調節R7可調整電壓高低.當有電台信號時,IC2的⑨腳輸出低電平.  
Q1、LED1及其外圍電路組成調諧指示電路,當接收到電台信號時,Q1導通,LED1點亮,同時追使單片機IC7的P1.6為高電平.P1.6是搜索電鐘口的窗動存台控制信號,當P1.6為高時,自動存儲當前頻率到一個空閑頻道.  
單片機IC7的P3.0為電池電壓檢測端.D1、D2、R13、R15等組成電池電壓檢測電路,當電池魚壓正常時,D1導通,迫使P3.0為高電位,液晶顯示屏不作電池提示.當電池電壓過低(約3.9V)時,D1截止,P3.0在下拉電阻R15的作用下變為低電平,此時,液晶顯示屏出現閃爍的電池符號.提示應該及時給電池充電.  
IC5及其外圍電路組成DC-DC升壓電路,為高頻頭提供穩定的33V調諧電壓.LCM1是串列數據顯示專用液晶顯示屏.R16、R17為分壓電路,為LCM1提供3V工作電壓.LED2為鎖相指示燈,當頻率鎖定時,該燈常亮.  
通過S1~S5按鍵開關,實現對接收機的各項控制.圖中各鍵功能及名稱如下:S1為"音量-",S5為"音量+".它們分別實現對輸出音量的增加和減小控制.S2為"選擇",S3為"節目+/確認",S4為"節目-".通過軟體定義,它們和電源開關相互配合實現接收機初始化、自動調諧、手動調諧、從當前顯示頻率搜索和存儲頻道、刪除頻道.以及手動調諧步進值(分50kHz、1MHz、10MHz、100MHz四檔)選擇等功能.具體見附表.  
三、製作調試因電路採用單片機控制和模塊化設計,本機只要焊接無誤,一般無需調試,即可投入使用.出現故障時,可按模塊逐個排除.LCM1的顯示屏比較脆弱,安裝時要注意加固,與機殼間可適當加一片鏤空的絨布作緩衝,防止鬆動碰撞.


按鍵操作顯示內容示例主要功能開通接收機電源RLq1205指示本機型號為RLQ1205(開機2秒之後)87.000 01 立方米/h調入已存儲的第1個頻道按下S2不放,開通電源開關(D1開始閃爍后即可鬆開S2)
1、液晶屏閃爍→顯示最低端頻率49MHz→以50KHz步進增加→870MHz停止;
2、LED2不斷閃爍; 3、遇到信號時LED1會點亮.系統初始化,刪除現存所有電台,並重新自動搜索電台,遇到正在發射信號的電台時,自動將其頻率信息依次存儲到相應頻道(1~99)S3(S4)每按一下107.350 06 立方米/h分別向上、向下選擇.調用已經存儲的頻道,顯示屏顯示接收的電台頻率和存儲頻遭S5(S1)每按一下UoL-01音量增加(減小)一個單位(總共為32段)連續按一下S2進入此狀態,再按S3確認.SAVE實現當前頻率的存儲連續按二下S2進入此狀態,再按S3、S4.分別向上、向下調節頻率,實現頻率的加減.F-1設定當前步進值為1MHz連續按三下S2進入此狀態,再按S3、S4.分別向上、向下調節頻率,實現頻率的加減.F-10設定當前步進值為10MHz連續按四下S2進入此狀態,再按S3、S4.分別向上、向下調節頻率,實現頻率的加減.F-100設定當前步進值為100MHz連續按五下S2進入此狀態,再按S3、S4.分別向上、向下調節頻率,實現頻率的加減.DEL刪除當前已存儲的電台頻率和頻道信息連續按六下S2進入此狀態,再按S3、S4.分別向上、向下調節頻率,實現頻率的加減.SCAN從當前顯示的頻率值開始掃描搜索電台(以50KHz步進值),並將其頻率信息存儲到空閑頻道(01~99)連續按七下S2進入此狀態,再按S3、S4.分別向上、向下調節頻率,實現頻率的加減.F-xxx.xxx設定當前步進值為50kHz (出現閃爍的電池符號)提示電池電壓過低.




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