第一章 概述 第一章 概述
收音机一直在人们的娱乐生活中占有非常重要的位置,从原来的老式晶体管收音机到今天的网络收音机,说明通过广播可以享受生活,这一直是人们喜欢的生活方式。现在,随着消费型电子的兴起并且繁荣和数字电子技术的发展,广大从事消费型电子设计的厂商都不忘记在诸如MP3、便携式Video、智能手机、播放器等产品中嵌入FM部分。本设计从实际出发设计一款收音效果好,简单便捷的多功能收音机。
1.1收音机的简介及发展史
收音机,由磁铁、电子、机械等构造而成,利用电能将电波信号转换为声音,是用来收听广播电台发射的电波信号的机器,又名无线电、广播等。
在1844年的时候,发明出来了电报,可以实现远地互相通讯,但还是必须依赖导线来连接。而收音机讯号的收、发就是无线电通讯。整个无线电通讯的发明史,是很多位科学家先后研究和发明的结果。在1888年,德国科学家赫兹,发现了无线电波的存在。在1895年,俄罗斯物理学家波波夫宣称在相距600码的两地,可以成功地收发无线电讯号。之后,年仅21岁的马可尼,他是一个富裕的意大利地主的儿子,在他父亲的庄园土地内,用无线电波成功地进行了第一次发射。1897年波波夫用他制做的无线通讯设备,在海军巡洋舰上成功的与陆地上的站台进行通讯。1901年马可尼发射无线电波横越大西洋。1906年加拿大发明家富森登第一次发射出电波声音,无线电广播就此开始。在同一年,美国人德.弗雷斯特发明了真空电子管,这是真空管收音机的始祖。现在出现了改良的半导体收音机(原子粒收音机)、电晶体收音机。
1923年1月23日,有美国人在上海创办中国无线电公司,播放广播节目,同时还出售收音机,以美国出品最多,种类有两个,一是矿石收音机,二是电子管收音机。1953年,中国自主研制出第一台全国产化收音机(“红星牌”电子管收音机),并投放于市场。1956年,又研制出中国第一只锗合金晶体管。1958年,我国第一部国产半导体收音机研制成功。1965年,半导体收音机的产量超过了电子管收音机的产量。收音机市场发展的高峰时期是1980年左右。1982年,出现了集成电路收音机和硅锗管混合线路和音频输出OTL电路的收音机。1985年至1989年,随着电视机和收音机的飞速发展,晶体管收音机销量则逐年下降,电子管收音机也趋于淘汰。收音机款式从大台式逐渐转向袖珍式。
1904年,世界上第一只电子管在英国物理学家弗莱明的手下诞生。这是人类
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第一章 概述 第一只电子管的诞生,它标志着世界从此进入了电子时代。
电子管是一种在气密性封闭容器(一般为玻璃管)中产生电流传导,利用电场对真空中的电子流的作用以获得信号放大或振荡的电子器件。电子管是电子时代的鼻祖,电子管发明以后,使收音机的电路和接收性能发生了革命性的进步和完善。
晶体管是一种固体半导体器件,可以用于检波、放大、整流、开关、稳压、信号调制和许多其它功能(金银铜铁等金属,它们导电性能好,叫做导体。木材、玻璃、陶瓷、云母等不易导电,叫做绝缘体。导电性能介于导体和绝缘体之间的物质,就叫半导体。晶体管就是用半导体材料制成的,这类材料最常见的便是锗和硅两种)。1947年12月23日,美国贝尔实验室诞生了世界第一块晶体管,这是20世纪的一项重大发明,是微电子革命的先声,从此人类步入了飞速发展的电子时代。
晶体管收音机是一种小型的基于晶体管的无线电接收机。1954年10月18日,世界上第一台晶体管收音机投入市场,只包含4只锗晶体管。在晶体管出现以后,收音机才开始真正普及。我国在上世纪50年代末也开始研制晶体管收音机,并在70年代形成生产高潮。德国根德,日本索尼,荷兰菲利普和国产的红灯、牡丹、熊猫等著名品牌的老收音机,就是这段历史的佐证。1958年,我国第一部国产半导体收音机研制成功。
晶体管收音机以其耗电少,不需交流电源,小巧玲珑,使用方便等特点而赢得人民的喜爱,并且逐渐在市场上占据了主导地位,成为最普及和廉价的电子产品。
我国在1982年,出现了集成电路收音机。
集成电路就是在一块几平方毫米的极其微小的半导体晶片上,将成千上万的晶体管、电阻、电容、包括连接线做在一起,作为一个具有一定电路功能的器件来使用的电子元件。集成电路具有体积小,重量轻,引出线和焊接点少,寿命长,可靠性高,性能好等优点,同时成本低,便于大规模生产。本质上,集成电路是最先进的晶体管,集成电路使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。用集成电路来装配电子设备,它的装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍,可大大提高设备的稳定工作时间。
DSP技术收音机,就是无线电模拟信号由天线感应接收后,在同一块芯片里放大,然后转化为数字信号,再对数字信号进行处理,然后还原成模拟音频信号输出的新型收音机。DSP技术的本质就是用“软件无线电”代替“硬件无线电”,它大大降低了收音机制造业的门槛。
美国芯科实验室在2006年首次研发出DSP技术收音机芯片,同一年,全球规模最大的收音机制造商深圳凯隆电子有限公司与美国芯科实验室合作,开发出
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第一章 概述 世界上第一台DSP收音机:KK-D48L。2007年,深圳凯隆电子有限公司在深圳与上海组建DSP技术研发实验室。2009年,完全具有自主知识产权的中、低端性能DSP收音机芯片诞生,从此,DSP技术收音机开始普及。深圳凯隆电子有限公司也因此获得了国家级高新技术企业殊荣。
DSP技术收音机的问世,标志着传统模拟收音机将逐渐退出历史舞台,数字收音机的时代已经到来。
1.2收音机的分类
从体积大小上可以分为分为袖珍型、台式、便携式收音机等。
从波段上可以基本分为短波与调频二波段收音机、调频与中波二波段收音机、短波与中波二波段收音机、3-4多波段收音机、5- 14多波段收音机、全波段。目前市场上的收音机单波段、二波段收音机较少,融调频、中波与短波为一体的多波段收音机较多。
从功能上基本可以分为传统机械指针式收音机、非存储模拟调谐数显收音机、能存储电台频率的PLL合成、DSP电子数调机。 从生产基地上可以分为进口机与国产机。
从发烧程度上基本可以分为普及机与发烧机。如BCL收音机。
从价格和性能可分为:低档类收音机、中档类收音机、高档类收音机。
1.3收音机的基本原理
收音机的基本原理就是把从天线接收到的高频信号经检波(解调)还原成音频信号,送到喇叭或耳机变成音波。
由于科技进步,天空出现了很多不同频率的无线电波。如果把这许多电波全部接收下来,音频信号就会像处于闹市之中一样,许多的声音会混杂在一起,结果什么也听不清了。为了能选择所需要的节目,在接收天线后,有一个选择性电路,它的作用是把所需的信号挑选出来,并且能把不要的信号“滤掉”,避免产生干扰,这就是我们收听广播时,所使用的“选台”按钮。 选择性电路的输出是选出某个电台的高频调幅信号,利用它直接推动耳机是不行的,还必须要把它恢复成原来的音频信号,这种还原电路被称为解调,把解调的音频信号送到耳机,就可以实现收音功能,听到广播节目。
我们把最简单收音机称之为直接检波机,但是从接收天线得到的高频无线电信号一般非常微弱,直接把它送到检波器不合适,最好的方法就是在选择电路和检波器之间插入一个高频放大器,音频信号将被放大。即使已经增加了高频放大器,通常检波输出的功率也只有几毫瓦,用耳机听还行,但要用扬声器听还是太
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第一章 概述 小,因此在检波输出后增加音频放大器来推动扬声器。高放式收音机要比直接检波式收音机的功率大、灵敏度高,但是选择性还是较差,调谐也很复杂。把从天线接收到的高频信号放大几百甚至几万倍,一般需要有几级的高频放大,每一级电路都有一个谐振回路,当被接收的频率改变时,谐振电路就要重新调整,而且每次调整后的选择性和通带很难保证完全一样,为现在了克服这些缺点,采用的收音机几乎都采用超外差式电路。 这种超外差的特点是:把选择的高频信号的载波频率,变为固定不变的较低的中频,然后再利用中频放大器进行放大,满足检波的要求后,才能进行检波。在超外差式收音机中,为了使其产生变频的作用,还需要有一个外加的正弦信号,这个信号通常称为外差信号,产生外差信号的电路,叫做本地振荡。收音机的本振频率和被接收信号的频率相差一个中频,因此在混频器之前的选择电路,和本振采用统一调谐线,例如可以用同轴的双联电容器 (PVC)进行调谐,使之差保持为固定的一个中频数值。由于中频固定,且频率比高频已调信号要低,中放的增益可以做得较大,工作比较稳定,通频带特性同样可做得理想,这样可以使检波器获得足够大的信号,从而使整机输出音质较好的音频信号。
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第二章 多功能收音机的总体设计 第二章 多功能收音机的总体设计
本章介绍本次设计的总体设计结构以及各个芯片选择。通过对本章的了解,可以大致了解到该设计所要实现的总体功能。同时在侧面反映了收音机的发展状况。
2.1 设计收音机的功能介绍
1、FM接收频率范围:87.5MHz~108MHz。
2、STC89C52单片机控制程序,用TEA5767实现FM收音模块的操作。 3、有电台手动搜索功能,自动搜索功能,能够控制电台搜索方向,搜索到电台信号后即可收听电台播音。
4、有电台频率显示功能,电台存储功能。
2.2 总体设计思路
单片机根据按键输入,通过I2C对TEA5767模块的控制寄存器进行读写操作,以实现TEA5767模块的自动搜索功能,音频信号经过由TDA1308构成的耳机功放电路输出。并将从TEA5767模块中读取的频率字换算后显示在LED八段数码管上。利用24C02对芯片存储进行掉电保护。系统框图如2-1所示。
TEA576724C02按键STC89C52LED显示TDA1308图2-1 系统框图
耳机 5

