汽車收音機TDA7513射頻電路應用指南
發布時間:2008/5/27 0:00:00 訪問次數:719
    
    
    汽車收音機應用環境的特殊性對電路性能具有更高的要求,而射頻電路的設計是實現高性能的關鍵。本文介紹了tda7513的射頻電路設計方法,作者根據實際設計經驗提出了提高射頻電路emc特性和噪聲特性的設計方法和措施,并指出了射頻電路性能測試的注意要點。
    射頻電路是收音機電路設計的重點和難點,如果射頻電路設計不好,收音機的噪限靈敏度和信噪比以及其它技術指標都會大大下降,甚至只能手動收到很少的幾個廣播電臺,自動搜索電臺功能失效。從收音機天線端的廣播信號場強來看,信號的動態范圍非常大,尤其是汽車收音機所處的環境變化快而大。
    收音機射頻電路通常很難集成進ic中,一般由分離元件組成前置低噪聲放大器(lna)和諧振帶通濾波器。汽車收音機射頻電路的作用從時域上看是要將微弱的廣播信號放大,通過自動增益控制電路(agc)為后級混頻器提供穩定的載波信號強度;從頻域上看,它要跟蹤所選擇的電臺信號,濾除掉干擾信號如鏡像頻率(>60db抑制)和本振頻率,改善射頻信號質量。
    
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    射頻電路設計
    圖1是我們設計的汽車收音機射頻電路方框圖,它由天線濾波器和射頻低噪聲放大器以及諧振帶通濾波器組成。該款汽車收音機的設計目標是噪限靈敏度為0dbu(30db s/n)、音頻信噪比64db、自動搜索靈敏度小于10dbu,具有較強的抗鄰頻道干擾和其它干擾信號能力,實現mcu全自動調整功能。
    
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    圖2是汽車收音機tda7513的fm收音機部分射頻前端電原理圖。c31、c32、d2(1sv172)、c44組成調頻波段天線信號調節電路,1sv172是vhf~uhf頻段天線信號衰減器,它是電流控制型元件,隨著電流的增大其阻抗減小。它受控于后級fm寬帶agc和窄帶agc合成產生的fmagc電流,起控點為天線信號電平57dbu。l5、c36、v2(kv1410)、c43、r19、c45組成天線帶通濾波器,帶寬為12mhz左右。該天線濾波器可以人工用無感調批調節射頻線圈l5,也可以通過mcu調節變容二極管v2,從而實現自動調整功能。
    q2(3sk126)、c38、r15、r20、c46、r21、c47、c41、r17組成低噪聲射頻放大器,增益為30db。本設計中選用n溝道場效應管3sk126作射頻放大器具有輸入阻抗高、增益高和噪聲低的優點,而且是電壓控制型器件,設計簡單。q2受控于后級fm寬帶agc和窄帶agc合成產生的fmagc電壓,起控點為天線信號電平78dbu。t3、c34、v1(kv1410)、c28、c35組成rf諧振帶通濾波器,帶寬為8mhz左右,t3為fm rf變壓器。該帶通濾波器同樣可以人工用無感調批調節t3,也可以通過mcu自動調節變容二極管v1。
    接收機的接收極限是由接收機自身噪聲性能決定的,所以在收音機的射頻電路中要求盡量選用低噪聲元件。
    提高射頻電路性能的措施
    為提高收音機的emc性能和降低收音機自身的噪聲,采取下面的措施非常必要:
    1. 選擇正確的供電模式。當收音機工作時應關斷對其它單元(如cd和dvd等)的供電,只對收音機單元供電。最好對fm和am的射頻電路分開供電,在fm模式只對fm的射頻電路供電,關斷對am的射頻電路供電,在am模式只對am的射頻電路供電,關斷對fm的射頻電路供電。采取這樣的措施后可以使整機信噪比至少改善10db。
    2. pcb板的布線也非常重要,應將fm射頻電路、am射頻電路、osc振蕩電路、中頻電路、功放電路的電源線和地線彼此隔離,并最后匯接到整機電源端。在空間許可條件下,可將fm和am射頻電路用屏蔽盒屏蔽起來。使用屏蔽盒可使整機信噪比改善4db左右。晶體和本地振蕩電路都應用各自的地線環繞起來,元件布局時應使輸出的振蕩信號線盡量短,這樣有利于提高載噪比指標。
    3. 應選擇低emi的mcu,甚至在mcu的程序中采取emc指令來降低mcu對收音機的干擾。采用按鍵中斷方式來代替常見的按鍵掃描方式,讓mcu在收音狀態下關斷(即mcu停此振蕩)等。采取這些措施可以使收音機的接收靈敏度提高15dbu左右。
    4. 為防此閃電和雷擊,有必要在天線端加上瞬態電壓擊穿(tvs
    
    
    汽車收音機應用環境的特殊性對電路性能具有更高的要求,而射頻電路的設計是實現高性能的關鍵。本文介紹了tda7513的射頻電路設計方法,作者根據實際設計經驗提出了提高射頻電路emc特性和噪聲特性的設計方法和措施,并指出了射頻電路性能測試的注意要點。
    射頻電路是收音機電路設計的重點和難點,如果射頻電路設計不好,收音機的噪限靈敏度和信噪比以及其它技術指標都會大大下降,甚至只能手動收到很少的幾個廣播電臺,自動搜索電臺功能失效。從收音機天線端的廣播信號場強來看,信號的動態范圍非常大,尤其是汽車收音機所處的環境變化快而大。
    收音機射頻電路通常很難集成進ic中,一般由分離元件組成前置低噪聲放大器(lna)和諧振帶通濾波器。汽車收音機射頻電路的作用從時域上看是要將微弱的廣播信號放大,通過自動增益控制電路(agc)為后級混頻器提供穩定的載波信號強度;從頻域上看,它要跟蹤所選擇的電臺信號,濾除掉干擾信號如鏡像頻率(>60db抑制)和本振頻率,改善射頻信號質量。
    
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    射頻電路設計
    圖1是我們設計的汽車收音機射頻電路方框圖,它由天線濾波器和射頻低噪聲放大器以及諧振帶通濾波器組成。該款汽車收音機的設計目標是噪限靈敏度為0dbu(30db s/n)、音頻信噪比64db、自動搜索靈敏度小于10dbu,具有較強的抗鄰頻道干擾和其它干擾信號能力,實現mcu全自動調整功能。
    
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    圖2是汽車收音機tda7513的fm收音機部分射頻前端電原理圖。c31、c32、d2(1sv172)、c44組成調頻波段天線信號調節電路,1sv172是vhf~uhf頻段天線信號衰減器,它是電流控制型元件,隨著電流的增大其阻抗減小。它受控于后級fm寬帶agc和窄帶agc合成產生的fmagc電流,起控點為天線信號電平57dbu。l5、c36、v2(kv1410)、c43、r19、c45組成天線帶通濾波器,帶寬為12mhz左右。該天線濾波器可以人工用無感調批調節射頻線圈l5,也可以通過mcu調節變容二極管v2,從而實現自動調整功能。
    q2(3sk126)、c38、r15、r20、c46、r21、c47、c41、r17組成低噪聲射頻放大器,增益為30db。本設計中選用n溝道場效應管3sk126作射頻放大器具有輸入阻抗高、增益高和噪聲低的優點,而且是電壓控制型器件,設計簡單。q2受控于后級fm寬帶agc和窄帶agc合成產生的fmagc電壓,起控點為天線信號電平78dbu。t3、c34、v1(kv1410)、c28、c35組成rf諧振帶通濾波器,帶寬為8mhz左右,t3為fm rf變壓器。該帶通濾波器同樣可以人工用無感調批調節t3,也可以通過mcu自動調節變容二極管v1。
    接收機的接收極限是由接收機自身噪聲性能決定的,所以在收音機的射頻電路中要求盡量選用低噪聲元件。
    提高射頻電路性能的措施
    為提高收音機的emc性能和降低收音機自身的噪聲,采取下面的措施非常必要:
    1. 選擇正確的供電模式。當收音機工作時應關斷對其它單元(如cd和dvd等)的供電,只對收音機單元供電。最好對fm和am的射頻電路分開供電,在fm模式只對fm的射頻電路供電,關斷對am的射頻電路供電,在am模式只對am的射頻電路供電,關斷對fm的射頻電路供電。采取這樣的措施后可以使整機信噪比至少改善10db。
    2. pcb板的布線也非常重要,應將fm射頻電路、am射頻電路、osc振蕩電路、中頻電路、功放電路的電源線和地線彼此隔離,并最后匯接到整機電源端。在空間許可條件下,可將fm和am射頻電路用屏蔽盒屏蔽起來。使用屏蔽盒可使整機信噪比改善4db左右。晶體和本地振蕩電路都應用各自的地線環繞起來,元件布局時應使輸出的振蕩信號線盡量短,這樣有利于提高載噪比指標。
    3. 應選擇低emi的mcu,甚至在mcu的程序中采取emc指令來降低mcu對收音機的干擾。采用按鍵中斷方式來代替常見的按鍵掃描方式,讓mcu在收音狀態下關斷(即mcu停此振蕩)等。采取這些措施可以使收音機的接收靈敏度提高15dbu左右。
    4. 為防此閃電和雷擊,有必要在天線端加上瞬態電壓擊穿(tvs
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