音響設(shè)備技術(shù)-課件.ppt

音響設(shè)備技術(shù) 2 424 目錄 第1章音響設(shè)備概述 第2章調(diào)諧器 第3章錄音座 第4章功率放大器 第5章調(diào)音臺 第6章家庭影院AV系統(tǒng) 第7章數(shù)字音響設(shè)備 第8章音響設(shè)備的故障檢修 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)1 8 3 424 第1章音響設(shè)備概述 1 1音響技術(shù)的基本概念 1 2高保真音響系統(tǒng)的基本組成 1 3音響設(shè)備的基本性能指標(biāo) 1 4聲音的基本知識 返回 4 424 第1章音響設(shè)備概述 1 1音響技術(shù)的基本概念1 1 1音響的基本概念在音響技術(shù)中 音響是指通過放聲系統(tǒng)重現(xiàn)出來的聲音 如通過組合音響重現(xiàn)CD片或磁帶中的音樂 歌曲及其他聲音 又如演出現(xiàn)場通過擴(kuò)音系統(tǒng)播放出來的歌聲和音樂聲等 都屬于音響范疇 能夠重現(xiàn)聲音的放聲系統(tǒng) 稱為音響系統(tǒng) 1 1 2高保真 Hi Fi 及高保真音響系統(tǒng)的屬性高保真音響系統(tǒng)有3個(gè)重要的屬性 1 如實(shí)地重現(xiàn)原始聲音 聲音在人耳聽覺中用音量 音調(diào)和音色3個(gè)主觀參量來描述 稱為聲音三要素 如實(shí)地重現(xiàn)原始聲音 就是要保持原有音質(zhì) 使人感覺不到所反映的原始聲音質(zhì)量的三要素有何畸變 這是高保真的基本屬性 2 如實(shí)地重現(xiàn)原始聲場 室內(nèi)聲場是由聲源 直達(dá)聲 反射聲和混響聲構(gòu)成的 原始聲場反映的是一種立體聲 所以 高保真音響系統(tǒng)必須是立體聲放聲系統(tǒng) 立體聲是高保真的重要屬性之一 3 能夠?qū)σ纛l信號進(jìn)行加工修飾 高保真音響系統(tǒng)還允許人們根據(jù)自己的愛好 對音頻信號進(jìn)行修飾美化 使聲音更加優(yōu)美動(dòng)聽 這也是高保真的重要屬性 第1章目錄 5 424 第1章音響設(shè)備概述 1 1 3音響技術(shù)的現(xiàn)狀今天的音響設(shè)備 可用高保真 Hi Fi 化 立體聲化 環(huán)繞聲化 自動(dòng)化 數(shù)字化來概括其特點(diǎn) 1 高保真化 高保真 Hi Fi 地進(jìn)行聲音的記錄和重放 一直是人們不斷追求奮斗的目標(biāo) 2 立體聲化 雙聲道立體聲音響設(shè)備早已十分普及 而真正的立體聲 真實(shí)地再現(xiàn)三維空間聲源方位的環(huán)繞立體聲也已進(jìn)入尋常百姓家庭 3 自動(dòng)化 采用微處理器擔(dān)任系統(tǒng)控制的現(xiàn)代音響設(shè)備 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作與控制 并可通過紅外遙控器進(jìn)行 4 數(shù)字化 采用數(shù)字信號處理技術(shù)的數(shù)字音響設(shè)備 以其完美的音色和極高的電聲性能指標(biāo)贏得人們的青睞 第1章目錄 6 424 第1章音響設(shè)備概述 1 2高保真音響系統(tǒng)的基本組成高保真音響系統(tǒng)通常由高保真音源 音頻放大器和揚(yáng)聲器系統(tǒng)這3大部分組成 雙聲道高保真音響系統(tǒng)的組成框圖如圖所示 第1章目錄 返回 7 424 第1章音響設(shè)備概述 1 2 1高保真音源系統(tǒng)高保真音源為音響系統(tǒng)提供高保真的音頻信號 1 調(diào)諧器 調(diào)諧器是一臺不包括功放和揚(yáng)聲器的高性能收音機(jī) 可以提供高保真的音頻信號 2 錄音座 錄音座是一臺不包括功放和揚(yáng)聲器的高性能錄音機(jī) 3 電唱機(jī) 電唱機(jī)是一種拾音裝置 它利用拾音器將唱片聲槽中記錄著聲音信息的振動(dòng)軌跡變換成相應(yīng)的音頻信號 4 CD唱機(jī) CD唱機(jī)利用激光束 以非接觸方式將CD唱片上記錄的聲音信息的數(shù)字編碼信號檢拾出來 經(jīng)解碼器把數(shù)字信號變換為模擬音頻信號 5 VCD影碟機(jī) VCD的聲音和圖像數(shù)據(jù)在經(jīng)過壓縮處理之后 不僅可以輸出音頻信號 同時(shí)還輸出視頻信號 且使聲音接近于CD機(jī)的質(zhì)量 圖像達(dá)到家用錄像機(jī)的水平 6 DVD影碟機(jī) DVD影碟機(jī)是目前最高級的影音信號源 7 傳聲器 傳聲器將聲能轉(zhuǎn)換為電能 各種優(yōu)質(zhì)音響載體通過音源設(shè)備所提供的高保真音頻信號 是取得高保真音響效果的源泉 第1章目錄 音響系統(tǒng)組成圖 8 424 第1章音響設(shè)備概述 1 2 2音頻放大器音頻放大器是音響系統(tǒng)的主體 包括前置放大器和功率放大器兩部分 必要時(shí)可以插入圖示均衡器 1 前置放大器 前置放大器具有雙重功能 即選擇音源并進(jìn)行音頻電壓放大和音質(zhì)控制 前置放大器被譽(yù)為音響系統(tǒng)的音質(zhì)控制中心 2 圖示均衡器 圖示均衡器是一種為修飾美化音色而設(shè)置的音頻信號處理設(shè)備 3 功率放大器 功率放大器的作用是放大來自前置放大器的音頻信號 產(chǎn)生足夠的不失真功率 以推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲 功率放大器性能優(yōu)劣直接關(guān)系到音響系統(tǒng)的放音質(zhì)量 其衡量指標(biāo)主要有頻率特性 諧波失真和輸出功率等 第1章目錄 音響系統(tǒng)組成圖 9 424 第1章音響設(shè)備概述 1 2 3揚(yáng)聲器系統(tǒng)揚(yáng)聲器系統(tǒng)由揚(yáng)聲器 分頻器和箱體三個(gè)部分組成 其作用是將功率放大器輸出的音頻信號分頻段不失真地還原成原始聲音 揚(yáng)聲器系統(tǒng)對重放聲音的音質(zhì)有著舉足輕重的影響 1 揚(yáng)聲器 揚(yáng)聲器是一種電聲換能器 音響系統(tǒng)中使用最多的是電動(dòng)式揚(yáng)聲器 2 分頻器 在高保真音響系統(tǒng)中 通常采用分頻的方法 利用各種揚(yáng)聲器的特長 分別承擔(dān)低頻 中頻或高頻段聲音的重放任務(wù) 低頻段宜用大口徑錐形揚(yáng)聲器 中高頻段可用球頂形或號筒式揚(yáng)聲器 分頻器的作用是為各頻段揚(yáng)聲器選出相應(yīng)頻段的音頻信號 并正確分配給各揚(yáng)聲器的信號功率 3 箱體 揚(yáng)聲器振膜前后所輻射的聲波是互為反相的 其中低頻聲波因繞射而造成的相位干涉會(huì)削弱其輻射功率 為了提高揚(yáng)聲器的低頻效率 應(yīng)把揚(yáng)聲器裝在箱體里 常見的音箱有封閉式和倒相式等 第1章目錄 音響系統(tǒng)組成圖 10 424 第1章音響設(shè)備概述 1 3音響設(shè)備的基本性能指標(biāo)高保真音響設(shè)備最主要的性能指標(biāo)有 1 頻率范圍 也稱為頻率特性或頻率響應(yīng) 其含義是指各種放聲設(shè)備能重放聲音信號的頻率的范圍 以及在此范圍內(nèi)允許的振幅偏差程度 允差或容差 頻率范圍越寬 振幅容差越小 語言和音樂信號通過該設(shè)備時(shí)的頻率失真和相位失真也就越小 則音質(zhì)也就越好 2 諧波失真 由于各音響設(shè)備中的放大器存在著一定的非線性 導(dǎo)致音頻信號通過放大器時(shí)產(chǎn)生新的各次諧波成分 由此而造成的失真稱為諧波失真 諧波失真使聲音失去原有的音色 嚴(yán)重時(shí)使聲音變得刺耳難聽 3 信噪比 又稱信號噪聲比 是指有用信號功率與噪聲功率之比 記為S N 通常用分貝值 dB 表示 信噪比越大 表明混在信號里的噪聲越小 重放的聲音越干凈 音質(zhì)越好 第1章目錄 11 424 第1章音響設(shè)備概述 1 4聲音的基本知識包括聲音的基本性質(zhì) 聽覺的基本特性 立體聲基本原理等 1 4 1聲音的基本性質(zhì)1 聲波的傳播特性聲波在傳播中會(huì)產(chǎn)生反射 折射 繞射和干涉等現(xiàn)象 1 反射和折射 聲波從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)的分界面時(shí) 會(huì)產(chǎn)生反射現(xiàn)象 遇到障礙物時(shí) 還有一部分聲波將進(jìn)入障礙物而產(chǎn)生折射 2 繞射 當(dāng)聲波遇到墻面或其他障礙物時(shí) 會(huì)有一部分聲波繞過障礙物的邊緣而繼續(xù)向前傳播 這種現(xiàn)象稱為繞射 3 干涉 干涉是指一些頻率相同的聲波在傳播中互相疊加后會(huì)使聲波在有的地方增強(qiáng) 有的地方削弱的現(xiàn)象 除了上述3種主要特性外 聲波在傳播過程中還有吸收與透過現(xiàn)象 諧振現(xiàn)象 衰減現(xiàn)象等特性 第1章目錄 12 424 第1章音響設(shè)備概述 2 聲音的三要素聲音主要是通過音量 音調(diào) 音色這3個(gè)要素來表現(xiàn)其特性的 1 音量 音量又稱響度 是指人耳對聲音強(qiáng)弱的主觀感受 音量的大小主要取決于聲波的振幅大小 2 音調(diào) 音調(diào)又稱音高 是指人耳對聲音的調(diào)子高低的主觀感受 音調(diào)主要取決于聲波的基波頻率 3 音色 音色是指人耳對聲音特色的主觀感受 音色主要取決于聲音的頻譜結(jié)構(gòu) 第1章目錄 返回 13 424 第1章音響設(shè)備概述 1 4 2人耳聽覺的基本特性1 人耳聽覺范圍可聞聲 聽閾和痛域決定了人耳的聽覺范圍 1 可聞聲 可聞聲是指正常人可以聽到的聲音 其頻率范圍為20Hz 20kHz 稱為音頻 2 聽閾 可聞聲必須達(dá)到一定的強(qiáng)度才能被聽到 正常人能聽到的強(qiáng)度范圍為0 140dB 使聲音聽得見的最低聲壓級稱為聽覺閾值 它和聲音的頻率有關(guān) 在良好的聽音環(huán)境中 聽力正常的青年人 在800 5000Hz頻率范圍內(nèi)的聽閾十分接近于零分貝 對應(yīng)的聲波的聲壓值為0 00012帕 3 痛域 使耳朵感到疼痛的聲壓級稱為痛域 它與聲音的頻率關(guān)系不大 通常聲壓級達(dá)到120dB時(shí) 人耳感到不舒適 聲壓級大于140dB時(shí) 人耳感到疼痛 聲壓級超過150dB時(shí) 人耳會(huì)發(fā)生急性損傷 第1章目錄 14 424 第1章音響設(shè)備概述 2 聽覺等響特性聽覺等響特性是反映人們對不同頻率的純音的響度感覺的基本特性 通常用等響曲線來表示 1 人耳對3 4kHz頻率范圍內(nèi)的聲音響度感覺最靈敏 人耳對低頻和高頻聲音的靈敏度都要降低 2 聲壓級越高 等響曲線越趨于平坦 聲壓級不同 等響曲線有較大差異 特別是在低頻段 所以 在放音時(shí) 特別是小音量放音時(shí) 就需要等響控制電路來補(bǔ)償 第1章目錄 返回 15 424 第1章音響設(shè)備概述 3 聽覺閾值特性聽覺閾值特性就是指人耳對不同頻率的聲音具有不同的聽覺靈敏度的特性 通常情況下 正常人能聽到的聲音強(qiáng)度范圍為0 140dB 人耳在800Hz 5kHz頻率范圍內(nèi)的聽閾十分接近于0dB 而對100Hz以下的信號或18kHz以上的信號的聽覺靈敏度卻大大降低 4 聽覺掩蔽特性聽覺掩蔽特性 是指一個(gè)較強(qiáng)的聲音往往會(huì)掩蓋住一個(gè)較弱的聲音 使較弱的聲音不能被聽到 這種掩蔽特性有頻域掩蔽和時(shí)域掩蔽 1 頻域掩蔽 是指一個(gè)幅度較大的頻率信號會(huì)掩蔽相鄰頻率處的幅度相對較小的頻率信號 使小信號不能被聽不見 2 時(shí)域掩蔽 是指在時(shí)間上 一個(gè)強(qiáng)信號會(huì)掩蔽掉前后一段時(shí)間內(nèi)的較弱的聲音 使之不能被聽到 第1章目錄 聽覺掩蔽特性圖 16 424 第1章音響設(shè)備概述 第1章目錄 時(shí)域掩蔽特性 頻域掩蔽特性 返回 17 424 第1章音響設(shè)備概述 1 4 3立體聲基本知識1 立體聲基本概念立體聲是指具有方位感 層次感 臨場感等空間分布特性的聲音 用立體聲音響技術(shù)來傳播和再現(xiàn)聲音 不僅能反映出聲音的空間分布感 而且能夠提高聲音的層次感 清晰度和透明度 明顯地改善重放聲音的質(zhì)量 大大地增強(qiáng)臨場效果 第1章目錄 2 立體聲的成分立體聲的成分可以分為直達(dá)聲 反射聲 混響聲三類 返回 18 424 第1章音響設(shè)備概述 2 立體聲的成分在音樂廳中 立體聲的成分可以分為3類 第一類為直達(dá)聲 它們從舞臺上直接傳播到聽眾的左 右耳 同一聲音到達(dá)雙耳所形成的聲級差和時(shí)間差對判斷樂器的方位起著決定作用 直達(dá)聲能幫助人們確定聲源方位 第二類為反射聲 它們是從音樂廳內(nèi)的表面上經(jīng)過一次反射后 到達(dá)聽眾耳際的聲音 約比直達(dá)聲晚十幾到幾十毫秒到達(dá)耳際 反射聲給人空間感 可以感覺到音樂廳的空間大小 第三類為混響聲 是指聲音在廳堂內(nèi)經(jīng)過各個(gè)邊界面和障礙物多次無規(guī)則的反射后 形成漫無方向 彌漫整個(gè)空間的裊裊余音 混響給人包圍感 可以感受到聲音在三維空間環(huán)繞 反射聲和混響聲共同作用 綜合形成現(xiàn)場環(huán)境音響氣氛 即產(chǎn)生所謂臨場感 優(yōu)良的立體聲應(yīng)能再現(xiàn)這些要素 第1章目錄 19 424 第1章音響設(shè)備概述 3 立體聲的特點(diǎn) 1 具有明顯的方位感和分布感 2 具有較高的清晰度 3 具有較小的背景噪聲 4 具有較好的空間感 包圍感和臨場感 4 立體聲定位機(jī)理立體聲的定位機(jī)理主要是通過人的雙耳效應(yīng)和耳廓效應(yīng)進(jìn)行的 1 雙耳效應(yīng) 是指人的大腦能夠根據(jù)聲音到達(dá)兩只耳朵的聲級差 Lp 時(shí)間差 t 相位差 等因素來確定聲音方位 這是人能夠確定聲音方位的最主要因素 2 耳廓效應(yīng) 是指根據(jù)人耳的耳廓形狀的特點(diǎn) 當(dāng)聲源的聲波傳到人耳時(shí) 進(jìn)入耳道的直達(dá)聲與由耳廓產(chǎn)生的反射聲之間的時(shí)間差和相位差來對聲音進(jìn)行輔助定位 第1章目錄 20 424 第1章音響設(shè)備概述 1 4 4環(huán)繞立體聲1 什么是環(huán)繞立體聲 1 環(huán)繞立體聲一種能使重放的聲場具有回旋的 繚繞的 空間的環(huán)繞感覺 使聆聽者猶如置身于真實(shí)的實(shí)際聲場中的多聲道立體聲系統(tǒng) 2 環(huán)繞立體聲與雙聲道立體聲相比 不同之處在于它除了具有前方的左右主聲道外 還增加了后方的環(huán)繞聲道 因而大大增強(qiáng)了聲像的縱深感和臨場感 3 通常所指的環(huán)繞聲 就是指聲場中位于聆聽者后方的聲場 這個(gè)后方聲場主要由混響聲構(gòu)成 其特點(diǎn)是無固定方向 均勻地向各個(gè)方向傳播 2 環(huán)繞立體聲系統(tǒng)的類型 目前環(huán)繞立體聲系統(tǒng)主要有以下4種 1 多聲道環(huán)繞聲系統(tǒng) 它不能與雙聲道立體聲系統(tǒng)兼容 2 杜比環(huán)繞聲系統(tǒng) 杜比環(huán)繞聲系統(tǒng)是一種能兼容雙聲道立體聲的多聲道環(huán)繞立體聲系統(tǒng) 3 虛擬環(huán)繞聲系統(tǒng) 虛擬環(huán)繞聲系統(tǒng)是利用虛擬揚(yáng)聲器技術(shù)來再現(xiàn)三維 3D 環(huán)繞立體聲效果的一種新穎的環(huán)繞聲系統(tǒng) 4 數(shù)字影院系統(tǒng) 數(shù)字影院系統(tǒng)稱為DTS 這是繼杜比AC 3之后出現(xiàn)的一種效果更好的環(huán)繞聲系統(tǒng) 第1章目錄 21 424 第2章調(diào)諧器 2 1調(diào)諧器的基本組成 2 2調(diào)幅接收電路 2 3調(diào)頻接收電路 2 4立體聲解碼電路 2 5典型調(diào)頻 調(diào)幅調(diào)諧器 2 6數(shù)字調(diào)諧器 返回 22 424 第2章調(diào)諧器 2 1調(diào)諧器的基本組成2 1 1無線電廣播的發(fā)送與接收1 無線電波調(diào)諧器是通過無線電波來接收廣播電臺的廣播節(jié)目 無線電波是電磁波的一部分 由電磁振蕩產(chǎn)生 用于攜帶有用的信號在空間進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸 無線電波具有波的共性 它的波速 在空間的傳播速度 與光速c相同 無線電波在一個(gè)變化周期內(nèi)傳播的距離稱為波長 用 表示 波長 頻率 與波速c三者之間的關(guān)系為 c 頻率越高 波長就越短 無線電波的傳播方式主要有地波 天波和空間波3種形式 地波是指沿地球表面空間進(jìn)行傳播的無線電波 天波是指靠高空 高度約100km左右 中的電離層的反射來傳播的無線電波 空間波是指在空間進(jìn)行直射傳播的無線電波 通常 頻率低于3MHz的無線電波 如中波MW廣播 主要是依靠地波來傳播 頻率在3 30MHz的無線電波 如短波SW廣播 主要是依靠天波來傳播 頻率在30MHz以上的無線電波 如調(diào)頻FM廣播和電視廣播 主要是依靠空間波來傳播 地波的傳播 中波廣播 的特點(diǎn)是穩(wěn)定可靠 天波的傳播距離卻很遠(yuǎn)但時(shí)強(qiáng)時(shí)弱不夠穩(wěn)定 空間波的特征是信號穩(wěn)定但距離較近 第2章目錄 23 424 第2章調(diào)諧器 2 無線電廣播的發(fā)送音頻信號需要通過調(diào)制后加到無線電波上才能發(fā)送 1 調(diào)制 調(diào)制是把低頻 音頻 信號裝載到高頻載波上的過程 無線電廣播中一般采用調(diào)幅制或調(diào)頻制兩種形式 第2章目錄 調(diào)幅是指高頻載波的振蕩幅度隨調(diào)制信號 音頻信號 的變化規(guī)律而變化 而高頻載波的頻率不變 其波形如左圖所示 調(diào)頻是指高頻載波的頻率隨調(diào)制信號 音頻信號 的變化規(guī)律而變化 而高頻載波的幅度不變 波形如右圖所示 返回 24 424 第2章調(diào)諧器 2 無線電廣播的發(fā)送 下圖為無線電廣播的發(fā)射機(jī)框圖 聲音經(jīng)話筒轉(zhuǎn)換為音頻信號 經(jīng)音頻放大器放大后送入調(diào)制器 高頻振蕩器產(chǎn)生等幅高頻振蕩信號作為載波送入調(diào)制器 調(diào)制器用音頻信號對載波進(jìn)行幅度 或頻率 調(diào)制形成調(diào)幅 或調(diào)頻 波 再經(jīng)高頻功率放大器放大后送入發(fā)射天線向空間發(fā)射 第2章目錄 返回 25 424 第2章調(diào)諧器 3 無線電廣播的接收最簡單的無線電廣播接收機(jī) 直放式 如下圖所示 在接收端 接收天線把無線電波接收下來 輸入到調(diào)諧回路并根據(jù)LC諧振原理從中選擇出所要接收的電臺信號 經(jīng)過高頻放大后送入解調(diào)器 解調(diào)是從高頻已調(diào)波信號中取出調(diào)制信號的過程 對不同的調(diào)制方式 解調(diào)分為檢波和鑒頻兩種 檢波是對調(diào)幅信號進(jìn)行解調(diào) 對應(yīng)電路為檢波器 鑒頻是對調(diào)頻信號進(jìn)行解調(diào) 實(shí)現(xiàn)鑒頻的電路稱為鑒頻器 下圖中的解調(diào)器是檢波器和鑒頻器的總稱 作用是解調(diào)出低頻信號 音頻信號 解調(diào)出的音頻信號經(jīng)低頻放大后 推動(dòng)揚(yáng)聲器放出聲音 直放接收機(jī)電路簡單 易于安裝 成本低 但缺點(diǎn)是靈敏度低 選擇性和穩(wěn)定性差等 故現(xiàn)都采用超外差方式 第2章目錄 返回 26 424 第2章調(diào)諧器 2 1 2調(diào)諧器的基本組成調(diào)諧器的主要任務(wù)是接收廣播電臺發(fā)送的調(diào)幅廣播和調(diào)頻廣播信號 并對其進(jìn)行加工處理 得到音頻信號 傳送給功放電路進(jìn)行功率放大 并由音箱還原成聲音 調(diào)諧器的電路組成框圖如下 包括調(diào)幅AM 中波MW和短波SW 接收電路 調(diào)頻FM接收電路及輔助電路三個(gè)部分 第2章目錄 返回 27 424 第2章調(diào)諧器 1 超外差式調(diào)幅接收電路超外差式調(diào)幅接收電路 簡稱AM調(diào)諧器 采用超外差式接收原理 由輸入電路 高放電路 中低檔機(jī)無此電路 變頻電路 混頻器和本振 中頻放大電路 檢波電路 自動(dòng)增益控制 AGC 電路等組成 電路組成框圖和各部分的波形如下圖所示 檢波器輸出音頻信號到后面的功率放大器 第2章目錄 返回 28 424 第2章調(diào)諧器 2 超外差式調(diào)頻接收電路調(diào)頻廣播接收電路 簡稱FM調(diào)諧器 也是采用超外差工作方式 由輸入電路 高頻放大電路 變頻電路 混頻器和本振 中頻放大器 限幅電路 鑒頻器 自動(dòng)頻率控制 AFC 和立體聲解碼器等電路組成 電路組成框圖和各部分的波形如下圖所示 第2章目錄 返回 29 424 第2章調(diào)諧器 2 1 3調(diào)諧器的主要性能指標(biāo)1 接收頻率范圍 接收頻率范圍也稱波段 是調(diào)諧器所能收聽到信號的頻率范圍 調(diào)諧器的波段越多 接收的頻率范圍越寬 收聽到的電臺也就越多 2 靈敏度 靈敏度表示調(diào)諧器正常工作時(shí)能夠接收微弱無線電波的能力 靈敏度越高 調(diào)諧器能夠收到的電臺信號越微弱 3 選擇性 選擇性是指調(diào)諧器選擇電臺信號的能力 即調(diào)諧器分隔鄰近電臺信號的能力 選擇性越好 抗干擾能力就越強(qiáng) 4 不失真輸出功率 不失真輸出功率是指調(diào)諧器在一定失真度以內(nèi)的輸出功率 其值越大 聲音也就越響亮 第2章目錄 30 424 第2章調(diào)諧器 2 2調(diào)幅接收電路2 2 1輸入回路1 輸入回路的作用和要求 1 作用輸入回路的主要作用是選擇所要接收頻率的電臺信號 即從接收下來的各種不同頻率的信號中選出所要接收頻率的電臺信號 并抑制掉其他無用信號及各種噪聲信號 2 要求對輸入回路的要求主要有3點(diǎn) 1 要有良好的選擇性 2 頻率覆蓋要正確 3 電壓傳輸系數(shù)要大 第2章目錄 31 424 第2章調(diào)諧器 2 輸入回路的結(jié)構(gòu)與原理 1 電路結(jié)構(gòu) 常見的輸入電路有磁性天線輸入回路和外接天線輸入回路兩種 其電路結(jié)構(gòu)如下圖所示 輸入回路由調(diào)諧電容C1a 調(diào)諧線圈L1 補(bǔ)償電容C2 磁性天線 磁棒 或外接天線及輸入線圈L2組成 通常 磁性天線輸入回路用于中波廣播的接收 外接天線用于短波和調(diào)頻波廣播的接收 第2章目錄 返回 32 424 第2章調(diào)諧器 2 工作原理 由磁性天線或外接天線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢饋入到輸入回路中 輸入回路的L1與C1a組成LC串聯(lián)諧振電路 其諧振頻率為 第2章目錄 調(diào)節(jié)C1a使回路諧振在某一電臺的頻率上 這時(shí) 該電臺信號在L1上的感應(yīng)電動(dòng)勢最強(qiáng) 則該頻率的電臺信號就被選擇出來 經(jīng)L1 L2的耦合將信號送入后級變頻電路 3 雙聯(lián)可變電容器 雙聯(lián)可變電容器用來實(shí)現(xiàn)輸入電路頻率與本振電路頻率的同步跟蹤 以保證本振信號頻率總比輸入信號頻率高465kHz 輸入回路電路圖 33 424 第2章調(diào)諧器 2 2 2變頻電路1 變頻電路的作用與要求 1 作用 變頻電路的主要作用是變換電臺信號的載波頻率 即將輸入電路選出的各個(gè)電臺信號的載波都變?yōu)楣潭ǖ闹蓄l 465kHz 同時(shí)保持中頻信號的包絡(luò)與原高頻信號包絡(luò)完全一致 它是外差式接收機(jī)的重要組成部分 2 要求 對變頻電路的要求主要有3點(diǎn) 1 變頻過程中 信號包絡(luò)不能有任何畸變 2 要有良好的頻率跟蹤特性 即本振頻率要始終比電臺頻率高465kHz 3 工作穩(wěn)定性要好 噪聲系數(shù)要小 增益要適當(dāng) 第2章目錄 34 424 第2章調(diào)諧器 2 變頻電路的結(jié)構(gòu)與原理 1 電路結(jié)構(gòu) 變頻電路由本機(jī)振蕩器 混頻器和選頻回路三部分組成 電路組成如下圖所示 第2章目錄 返回 35 424 第2章調(diào)諧器 2 工作原理 本機(jī)振蕩器產(chǎn)生一個(gè)比電臺信號頻率 1高465kHz的高頻等幅振蕩信號u2 其頻率為 2 2和 1一起送入混頻器 在混頻器中利用模擬乘法器的乘法特性 或晶體管非線性的乘法功能 對兩路信號進(jìn)行混頻 相乘 處理 結(jié)果使混頻器輸出載頻分別為 2 1 和 2 1 的調(diào)幅波分量 在混頻器的輸出端 再利用諧振頻率為465kHz的選頻回路 選出465kHz 即 2 1 中頻信號 從而完成變頻過程 例如 電臺信號為Asin t 本振信號為sin t 這兩個(gè)信號經(jīng)混頻器相乘后其輸出為 Asin 1t sin 2t cos 1 2 t cos 1 2 t A 2 其中 cos 1 2 t為兩個(gè)信號的和頻分量 cos 1 2 t為兩個(gè)信號的差頻分量 經(jīng)過465kHz的選頻回路 濾除和頻分量及選出差頻 2 1 465kHz 分量后 即得到混頻器的輸出為 A sin 465t 可以看出 代表音頻信號的振幅包絡(luò)未畸變 但載波頻率卻變成了465kHz 從而實(shí)現(xiàn)了載波頻率的變換 第2章目錄 變頻電路圖 36 424 第2章調(diào)諧器 3 電路實(shí)例由TA7640AP構(gòu)成的變頻電路如下圖所示 第2章目錄 返回 37 424 第2章調(diào)諧器 4 統(tǒng)調(diào)使本振頻率與輸入調(diào)諧回路的諧振頻率相差465kHz的調(diào)整方法稱為統(tǒng)調(diào) 也叫外差跟蹤調(diào)整 統(tǒng)調(diào)的方法是在本機(jī)振蕩電路中 串聯(lián)一個(gè)容量較大的墊整電容C4 并聯(lián)一個(gè)容量較小的補(bǔ)償電容C3 以實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)跟蹤 如下圖所示 第2章目錄 返回 38 424 第2章調(diào)諧器 2 2 3中放電路1 中放電路的作用與要求 1 作用 中放電路的主要作用是放大和選頻 1 對中頻信號進(jìn)行放大 即將變頻電路送來的465kHz中頻信號進(jìn)行放大 以提高整機(jī)的靈敏度 2 對中頻信號進(jìn)行選頻 即通過選頻回路對中頻信號進(jìn)一步篩選 以提高整機(jī)的選擇性 然后將篩選出來的經(jīng)放大的中頻信號送到檢波電路去檢波 2 要求 對中放電路的要求主要有3點(diǎn) 1 增益要高 中放級應(yīng)具有60 70dB的增益 2 選擇性要好 通常要求中放電路的選擇性在20 40dB 3 通頻帶要合適 中放電路頻帶寬度應(yīng)在460 5 469 5kHz之間 通頻帶在9kHz以上 第2章目錄 39 424 第2章調(diào)諧器 2 中放電路的組成與工作原理中放電路通常由2 3級放大電路 AGC電路 及T1和T2構(gòu)成的中頻帶通濾波器組成 最后輸出中頻信號再送往檢波電路 電路組成框圖如下圖所示 第2章目錄 返回 40 424 第2章調(diào)諧器 2 2 4檢波電路1 檢波電路的作用與要求 1 作用 將中放電路送來的中頻調(diào)幅波中的調(diào)制信號 音頻信號 解調(diào)出來 2 要求 1 檢波效率要高 2 檢波失真小 3 濾波性能好 2 檢波電路的組成與工作原理 1 組成 檢波電路包括檢波器件和低通濾波電路兩大部分 檢波電路的組成框圖及檢波前后的波形如圖所示 第2章目錄 返回 41 424 第2章調(diào)諧器 1 二極管檢波電路 1 利用二極管的單向?qū)щ娞匦园阎蓄l信號的正半周截去 變成只有負(fù)半周的中頻脈動(dòng)信號 這個(gè)脈動(dòng)信號包含了直流成分 中頻及其諧波 音頻包絡(luò)等 2 C2 C3 R1構(gòu)成 型濾波電路 用以濾除中頻信號 檢波后的低頻分量降在音量電位器RP上 經(jīng)C4隔去直流分量后即可得到音頻信號送往音頻放大器電路 3 檢波輸出的直流成分作為AGC電壓送到中放受控電路 第2章目錄 返回 42 424 第2章調(diào)諧器 2 同步檢波電路 同步檢波的主要電路是模擬乘法器 電路組成如下圖所示 從中頻放大電路輸出的中頻調(diào)幅信號一路直接送往模擬乘法器 另一路送到限幅放大電路 限幅放大電路外接一個(gè)中頻選頻網(wǎng)絡(luò) 可以從中頻調(diào)幅信號中取出中頻等幅信號 送模擬乘法器 模擬乘法器將兩個(gè)輸入的信號進(jìn)行乘法處理 在輸出端得到這兩個(gè)信號的和頻成分 高頻分量 和差頻成分 低頻分量 再經(jīng)低通濾波器濾除高頻分量后 就得到低頻分量 這個(gè)低頻分量就是音頻信號 第2章目錄 返回 43 424 第2章調(diào)諧器 2 2 5自動(dòng)增益控制 AGC 電路1 AGC電路的作用與要求 1 作用 根據(jù)接收電臺信號的強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)節(jié)放大電路的增益 以保證放大電路輸出的信號大小基本不變 2 要求 1 AGC控制范圍要大 2 工作穩(wěn)定性要好 2 AGC電路的工作原理AGC是利用檢波電路輸出的直流分量作為AGC控制電壓來控制中頻放大電路的增益 檢波電路輸出的信號經(jīng)過容量較大的電容濾波后即可取出直流分量 當(dāng)接收的電臺信號越強(qiáng) 則該直流分量就越大 將該直流分量作為AGC電壓 通過AGC電路的負(fù)反饋?zhàn)饔眉拥街蓄l放大器 就可控制中放級的增益的大小 第2章目錄 返回 44 424 第2章調(diào)諧器 2 3調(diào)頻接收電路2 3 1調(diào)頻廣播的基本概念與特點(diǎn)1 基本概念 1 調(diào)頻波 是指用音頻信號去調(diào)制高頻載波的頻率 使高頻載波的頻率隨音頻信號的變化而變化 高頻載波的幅度不變 2 頻偏 是指調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率 與原高頻載波頻率 0之差 即 0 調(diào)頻廣播允許的最大頻偏為 m 75kHz 3 調(diào)制度 m 是指調(diào)制信號振幅變化引起的頻偏 與最大的頻偏 m的百分比 即 調(diào)制度 m m 100 4 頻帶寬度 B 當(dāng)音頻信號的頻率為F 最大頻偏為 m時(shí) 調(diào)頻波的有效帶寬為B 2 m F 在調(diào)頻廣播中 頻帶寬度B為180kHz 5 頻率范圍和傳輸特性 1 頻率范圍 87 108MHz 2 傳播特性 調(diào)頻廣播采用超短波 所以只能在地球表面沿直線傳播 調(diào)頻廣播傳播距離較近 一般在50km左右 第2章目錄 45 424 第2章調(diào)諧器 2 調(diào)頻廣播的特點(diǎn)調(diào)頻廣播有以下幾個(gè)特點(diǎn) 1 頻帶寬 音質(zhì)好 動(dòng)態(tài)范圍大 調(diào)頻廣播電臺間隔為200kHz 音頻頻率范圍可達(dá)30Hz 15kHz 能夠很好地反映節(jié)目源的真實(shí)情況 2 信噪比高 抗干擾能力強(qiáng) 由于調(diào)頻廣播的調(diào)制方式和限幅器 預(yù)加重 去加重等措施 使調(diào)頻廣播比調(diào)幅廣播具有較高的信噪比 從而增強(qiáng)了抗干擾能力 3 解決電臺擁擠問題 調(diào)頻廣播在超短波頻段 傳播半徑只有50km左右 因此本地電臺與外地電臺不會(huì)引起干擾 從而解決了廣播電臺頻率擁擠的問題 第2章目錄 46 424 第2章調(diào)諧器 2 3 2調(diào)頻頭電路1 調(diào)頻頭電路的作用與要求 1 作用 1 選擇電臺 2 高頻放大 3 變換載波頻率 2 要求 1 良好的選擇性和較高的傳輸系數(shù) 2 正確的覆蓋范圍和較小的噪聲系數(shù) 3 一定的增益和較大動(dòng)態(tài)范圍 4 能防止本振信號向外輻射 2 調(diào)頻頭電路組成 調(diào)頻頭電路由天線 輸入回路 高頻放大器 混頻器和本機(jī)振蕩器組成 其電路框圖如圖所示 第2章目錄 返回 47 424 第2章調(diào)諧器 3 調(diào)頻頭電路工作原理 1 輸入回路1 固定調(diào)諧式輸入回路 通常用于普通的調(diào)頻接收機(jī)中 由LC電路或陶瓷濾波器構(gòu)成一個(gè)88 108MHz帶通濾波器 BPF 2 機(jī)械調(diào)諧式輸入回路 用于高檔調(diào)頻接收機(jī)中 由可變電容器來構(gòu)成LC諧振回路 使其與所要接收的電臺頻率發(fā)生諧振 3 電調(diào)諧式輸入回路 用于高檔數(shù)字調(diào)諧器中 是利用變?nèi)荻O管的結(jié)電容隨外加電壓的大小而變化的特性來替代機(jī)械式的可變電容器 進(jìn)行諧振回路的調(diào)諧 電調(diào)諧式調(diào)諧器具有體積小 重量輕 可靠性好 宜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn) 2 高頻放大電路 調(diào)頻接收機(jī)中都設(shè)有高頻放大電路 高頻放大電路是一個(gè)高頻調(diào)諧放大器 它可以對輸入回路選出的信號進(jìn)行放大和進(jìn)一步選頻 以提高整機(jī)的增益和信噪比 3 變頻級電路及AFC電路 變頻級電路由本機(jī)振蕩與混頻電路組成 其基本原理與調(diào)幅機(jī)相同 但由于調(diào)頻本振頻率較高 故本振電路一般采用電容三點(diǎn)式 變頻后得到的中頻信號頻率為10 7MHz 4 AFC電路 自動(dòng)頻率控制 AFC 電路是利用鑒頻輸出信號的直流電壓來控制本機(jī)振蕩器 以保證本頻率穩(wěn)定 第2章目錄 48 424 第2章調(diào)諧器 4 典型調(diào)頻頭電路分析由TA7335P集成電路構(gòu)成的典型調(diào)頻頭電路如下圖所示 第2章目錄 返回 49 424 第2章調(diào)諧器 2 3 3調(diào)頻中放電路1 調(diào)頻中放電路的作用與要求 1 作用 1 進(jìn)一步選擇中頻 2 對中頻信號進(jìn)限幅放大 2 要求 1 較高的增益和良好的選擇性 穩(wěn)定性 2 較寬的頻帶和良好的限幅特性 2 集成中放電路TA7640AP為常用的集成中放電路 具有調(diào)頻中放 移相乘積鑒頻 AFC驅(qū)動(dòng)和調(diào)諧指示電路等 調(diào)幅部分包括變頻 中放 檢波和AGC電路 調(diào)頻中放共有六級 均采用差動(dòng)放大器 并在第四級和第三級之間加入負(fù)反饋電路 電路的穩(wěn)定性很高 增益可達(dá)60 80dB 第2章目錄 50 424 第2章調(diào)諧器 3 限幅電路限幅器的作用是切除輸入信號的幅度變化 提供一個(gè)恒幅的輸出 即將混有幅度干擾的調(diào)頻信號變?yōu)橐粋€(gè)等幅調(diào)頻波 集成放大電路中通常采用恒流源差分限幅器電路 如圖所示 第2章目錄 圖中VT3為恒流源 VD與R構(gòu)成VT3的恒流偏置電路 流過VT3的電流I0為恒定電流 由于I0 I1 I2 故只要該電路的輸入信號足夠大 中放電路有足夠的增益 就能具有良好的限幅特性 51 424 第2章調(diào)諧器 2 3 4鑒頻器1 鑒頻器的作用與要求鑒頻器也叫頻率檢波器或調(diào)頻檢波器 鑒頻是調(diào)頻的逆過程 1 作用 從10 7MHz的中頻調(diào)頻波中取出音頻信號 接收立體聲廣播時(shí) 解調(diào)出立體聲復(fù)合信號 2 要求 主要有4點(diǎn) 1 要有線性鑒頻特性 2 鑒頻靈敏度要高 3 通頻帶要足夠?qū)?要求鑒頻器有300kHz的帶寬 4 對寄生調(diào)幅要有一定的抑制能力 第2章目錄 52 424 第2章調(diào)諧器 2 鑒頻器的結(jié)構(gòu)與原理鑒頻器的種類 在集成電路中 鑒頻器常用移相乘積型鑒頻器 脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器和鎖相環(huán)鑒頻器 l 移相乘積型鑒頻器 1 組成 移相乘積鑒頻器又稱為正交相位鑒頻器 其電路的結(jié)構(gòu)是由限幅器 移相器 乘法器和低通濾波器組成 電路如圖所示 移相器是將頻率的變化轉(zhuǎn)換為相位的變化 乘法器是將兩個(gè)相位差變化的輸入的信號進(jìn)行乘法處理 低通濾波器是將乘法器輸出的和頻分量進(jìn)行濾除 第2章目錄 53 424 第2章調(diào)諧器 2 原理 限幅后的中頻信號U 分成兩路 一路直接送到乘法器 另一路經(jīng)過移相器后形成調(diào)頻移相信號U2后也被送入乘法器 這樣使U1 U2兩路信號的相位產(chǎn)生差異 相位差 與信號的頻偏 成比例 從而使輸入信號的頻偏變化成為U1 U2相位差的變化 在乘法器中 U1與U2相乘后得到輸出信號Uout 這時(shí)輸出脈沖信號的占空比也隨相位差異而變化 這種變化經(jīng)低通濾波器平滑后的平均值反映出來 最終將頻偏變化為信號的幅度變化 實(shí)現(xiàn)了鑒頻作用 第2章目錄 3 鑒頻特性曲線 鑒頻特性曲線是指鑒頻器的輸出信號的大小隨輸入信號的頻偏變化的關(guān)系曲線 通常稱為S形鑒頻特性曲線 如右圖所示 S曲線斜率越大 則輸出信號幅值越大 鑒頻器效率也越高 54 424 第2章調(diào)諧器 2 脈沖計(jì)數(shù)鑒頻器 1 組成 由限幅器 微分電路 下限幅器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及濾波器組成 2 原理 調(diào)頻信號經(jīng)限幅后的u2信號 經(jīng)微分電路得到u3的正 負(fù)尖脈沖序列 該信號的疏密變化與調(diào)頻中頻信號的頻率變化一致 u3經(jīng)下限幅電路削去負(fù)脈沖 再經(jīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器變換成為等幅 等寬 疏密變化的脈沖序列 最后通過積分濾波電路 得到低頻調(diào)制信號u0 完成鑒頻工作 第2章目錄 返回 55 424 第2章調(diào)諧器 3 鎖相環(huán)鑒頻器1 組成 鎖相環(huán)鑒頻器簡稱為PLL鑒頻器 由相位比較器 低通濾波器和壓控振蕩器三部分組成 其電路組成框圖如圖所示 它具有信噪比高 穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn) 2 原理 相位比較器將輸入的等幅調(diào)頻信號與壓控振蕩器產(chǎn)生的信號 osc進(jìn)行相位上的比較 輸出對應(yīng)于兩個(gè)信號相位差的誤差信號 再經(jīng)過低通濾波器取出誤差電壓的平均分量作為控制電壓 該控制電壓的大小正比于調(diào)頻信號與壓控振蕩器信號 osc之間的相位差 亦即正比于調(diào)頻信號的頻偏 從而實(shí)現(xiàn)了鑒頻作用 第2章目錄 56 424 第2章調(diào)諧器 3 預(yù)加重和去加重 1 預(yù)加重 在調(diào)頻廣播中 調(diào)頻波頻率越高 抗干擾能力越差 為了提高音頻信號高頻段的信噪比 一般在調(diào)頻發(fā)射之前都要對音頻信號進(jìn)行預(yù)加重處理 即把音頻中的高頻分量進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶嵘?2 去加重 在調(diào)頻接收機(jī)中 為了使音頻信號能夠恢復(fù)原來的頻率特性 必須設(shè)置去加重電路 來對音頻信號進(jìn)行去加重處理 即將音頻信號的高頻分量按照預(yù)加重的相反頻率特性進(jìn)行衰減 去加重電路和特性如下圖所示 這樣 經(jīng)過預(yù)加重和去加重處理后 音頻信號的各種頻率成分的幅度比例沒變 而高頻端的噪聲卻大大減少了 第2章目錄 57 424 第2章調(diào)諧器 2 4立體聲解碼電路2 4 1導(dǎo)頻制立體聲廣播系統(tǒng)1 導(dǎo)頻制立體聲廣播的發(fā)送導(dǎo)頻制立體聲廣播發(fā)射系統(tǒng)的組成框圖如圖所示 左聲道信號L和右聲道信號R經(jīng)過矩陣電路的加法器和減法器后產(chǎn)生和信號 M L R 與差信號 S L R 為了把和 差信號的頻率分割開 采用將差信號S對38kHz的副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅處理 從而產(chǎn)生23kHz 53kHz的副信號S 但不包含38kHz的副載波 為了在接收端能夠解調(diào)出差信號S 還必須發(fā)送一個(gè)19kHz的導(dǎo)頻信號P 最后將M S P信號混合后再進(jìn)行調(diào)頻發(fā)射傳播 第2章目錄 返回 58 424 第2章調(diào)諧器 2 導(dǎo)頻制立體聲復(fù)合信號的組成立體聲復(fù)合信號由主信號M 副信號S 導(dǎo)頻信號P疊加而成 其表達(dá)式為u t M Scos sct P M S P式中 M 為和信號 M L R S 為差信號S被38kHz的副載波調(diào)制的平衡調(diào)幅波 即S L R cos sct P 為19kHz導(dǎo)頻信號 供接收機(jī)中產(chǎn)生38kHz副載波用 立體聲復(fù)合信號u t 送到主載波調(diào)制器進(jìn)行頻率調(diào)制 FM 經(jīng)放大后從天線發(fā)送出去 第2章目錄 59 424 第2章調(diào)諧器 2 4 2導(dǎo)頻制立體聲復(fù)合信號的特點(diǎn)1 導(dǎo)頻制立體聲復(fù)合信號頻譜特點(diǎn)導(dǎo)頻制立體聲復(fù)合信號為u t M Scos sct P M S P 其頻譜如圖所示 1 和信號M 其頻率范圍為30Hz 15kHz 調(diào)制度為45 2 差信號的平衡調(diào)幅波S 其頻率范圍為23kHz 53kHz 但不包含38kHz副載波信號 副信號的調(diào)制度也為45 3 導(dǎo)頻信號P 其頻率為19kHz 調(diào)制度為10 第2章目錄 60 424 第2章調(diào)諧器 2 立體聲復(fù)合信號的波形特點(diǎn)導(dǎo)頻制立體聲復(fù)合信號其波形特點(diǎn)可以表述為 1 對應(yīng)于38kHz副載波的正峰值時(shí)的立體聲復(fù)合信號的包絡(luò)線 即為左信號 2 對應(yīng)于38kHz副載波的負(fù)峰值時(shí)的立體聲復(fù)合信號的包絡(luò)線 即為右信號 這是因?yàn)?立體聲復(fù)合信號可表示為 u t M S P M Scos sct P 式中 cos sct為38kHz的副載波信號 為了簡便起見 暫且不考慮導(dǎo)頻信號P 這樣 當(dāng)38kHz的副載波cos sct為正峰值時(shí) 亦即cos sct 1時(shí) 立體聲復(fù)合信號為 u t L R L R 1 2L即此時(shí)的立體聲復(fù)合信號為左聲道信號 當(dāng)38kHz的副載波cos sct為負(fù)峰值時(shí) 亦即cos sct 1時(shí) 立體聲復(fù)合信號為 u t L R L R 1 2R即此時(shí)的立體聲復(fù)合信號為右聲道信號 現(xiàn)在的立體聲解碼電路 都是依據(jù)這一波形特點(diǎn)進(jìn)行的 第2章目錄 61 424 第2章調(diào)諧器 2 4 3立體聲解碼電路1 立體聲解碼電路的作用與要求 1 作用 1 從鑒頻輸出的立體聲復(fù)合信號中分離出左 右聲道的音頻信號 2 從鑒頻輸出的立體聲復(fù)合信號中取出導(dǎo)頻信號 恢復(fù)38kHz的副載波 2 要求 1 左 右聲道信號的分離度高 平衡度好 2 工作穩(wěn)定 3 外圍電路簡單 調(diào)整方便 第2章目錄 62 424 第2章調(diào)諧器 2 立體聲解碼電路的結(jié)構(gòu)與原理 1 立體聲解碼電路結(jié)構(gòu) 開關(guān)式 目前集成電路的解碼方式通常都采用開關(guān)式解碼電路 這種解碼方式不將主信號和副信號分開 而是直接用開關(guān)信號對立體聲復(fù)合信號進(jìn)行切換 解調(diào)出左 右聲道信號 這種方式在對信號處理時(shí)采用同一個(gè)通道 所以左 右聲道信號相位差和電平差較小 而且電路簡單 因此被廣泛采用 開關(guān)式解碼電路的結(jié)構(gòu)如圖所示 第2章目錄 返回 63 424 第2章調(diào)諧器 2 開關(guān)解碼原理 根據(jù)導(dǎo)頻制立體聲復(fù)合信號的波形特點(diǎn) 對應(yīng)于38kHz副載波信號正 負(fù)峰值時(shí)的立體聲復(fù)合信號的包絡(luò)分別為左 右聲道信號 當(dāng)38kHz副載波開關(guān)信號為正時(shí) 解碼開關(guān)的VT1導(dǎo)通 VT2截止 立體聲復(fù)合信號u t 經(jīng)開關(guān)管VT1的e c后從c極輸出 當(dāng)38kHz副載波開關(guān)信號為負(fù)時(shí) 解碼開關(guān)的VT2導(dǎo)通 VT1截止 立體聲復(fù)合信號u t 經(jīng)開關(guān)管VT2的e c后從c極輸出 因此解碼開關(guān)管VT1只在38kHz開關(guān)正峰值時(shí)有輸出 VT2只在38kHz開關(guān)負(fù)峰值時(shí)有輸出 再經(jīng)RC元件濾波 取出其包絡(luò)后即可分別得到左 L 右 R 聲道信號 第2章目錄 返回 64 424 第2章調(diào)諧器 3 38kHz副載波再生電路 1 鎖相環(huán)式副載波再生器電路組成 鎖相環(huán)式副載波恢復(fù)電路是在19kHz導(dǎo)頻信號的 導(dǎo)引 下 通過鎖相環(huán)路來鎖定再生的38kHz副載波 開關(guān)控制信號 的頻率和相位 以實(shí)現(xiàn)開關(guān)解碼 鎖相環(huán)式副載波恢復(fù)電路是由壓控振蕩器 VCO 正交相位比較器 鑒相器 低通濾波器 直流放大器 分頻器等構(gòu)成的閉合環(huán)路系統(tǒng) 其電路組成框圖如下圖所示 第2章目錄 返回 65 424 第2章調(diào)諧器 2 鎖相環(huán)路工作過程 1 在未收到調(diào)頻立體聲廣播時(shí) 無19kHz導(dǎo)頻信號送入鎖相環(huán)路 壓控振蕩器VCO工作于 自由振蕩 的固有頻率 0 近似為76kHz 上 經(jīng)兩次分頻后得到近似為19kHz并移相90 的方波信號送至正交相位比較器 正交相位比較器因只有這一方波信號輸入而不工作 也就無比較信號ud輸出 于是VCO仍處于 自由振蕩 狀態(tài) 2 當(dāng)接收到調(diào)頻立體聲廣播時(shí) 有19kHz導(dǎo)頻信號送至鎖相環(huán)路 正交相位比較器對輸入的19kHz導(dǎo)頻信號與VCO產(chǎn)生并經(jīng)分頻得到的近似19kHz的方波信號進(jìn)行相位比較 產(chǎn)生一個(gè)與兩信號相位差 頻率差相關(guān)的誤差電壓ud 再經(jīng)低通濾波 直流放大后形成直流控制電壓uc送至壓控振蕩器VCO VCO在uc的作用下 其振蕩頻率朝趨近76kHz變化 直至輸入到正交相位比較器的兩個(gè)比較信號能基本上保持同頻 正交關(guān)系 環(huán)路進(jìn)入鎖定 維持 狀態(tài) 3 在環(huán)路鎖定時(shí) VCO的振蕩頻率被鎖定在76kHz 經(jīng)第一分頻器分頻后輸出的38kHz方波信號與立體聲復(fù)合信號中的副載波有較好的同頻 同相關(guān)系 將它作為開關(guān)解碼的開關(guān)控制信號 可顯著減小因再生副載波相位差對立體聲分離度的影響 第2章目錄 66 424 第2章調(diào)諧器 2 4 4典型集成解碼電路實(shí)例 TA7343AP 1 TA7343AP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳功能1 內(nèi)部結(jié)構(gòu) TA7343AP內(nèi)部由輸出放大器 鎖相環(huán)系統(tǒng) 立體聲解調(diào)器 立體聲開關(guān)電路和指示燈驅(qū)動(dòng)電路等構(gòu)成 2 引腳功能 第2章目錄 67 424 第2章調(diào)諧器 2 TA7343AP的解碼過程 返回 第2章目錄 68 424 第2章調(diào)諧器 2 5典型調(diào)頻 調(diào)幅調(diào)諧器電路組成 由TA7335P TA7640P和TA7343AP構(gòu)成的全集成化調(diào)頻 調(diào)幅調(diào)諧器 包括調(diào)頻高頻頭 調(diào)頻中放 鑒頻 立體聲解碼及調(diào)幅變頻 中放 檢波等電路 電路特點(diǎn) 具有集成度高 工作可靠 體積小 組裝調(diào)試簡單等特點(diǎn) 電路結(jié)構(gòu) 如圖所示 下頁 電路分析 調(diào)幅信號的流程 調(diào)頻信號的流程 第2章目錄 69 424 第2章調(diào)諧器 典型調(diào)頻 調(diào)幅調(diào)諧器電路圖 返回 第2章目錄 70 424 第2章調(diào)諧器 2 5 1調(diào)幅信號流程 2 5 2調(diào)頻信號流程 第2章目錄 返回 71 424 第2章調(diào)諧器 2 6數(shù)字調(diào)諧器DTS DigitalTuningSystem2 6 1數(shù)字調(diào)諧器的特點(diǎn)與電路組成1 數(shù)字調(diào)諧器的技術(shù)與特點(diǎn) 1 DTS中采用的技術(shù) 1 鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)2 微電腦控制技術(shù) 3 用晶體振蕩器作為本振頻率的數(shù)字振蕩源 4 用變?nèi)荻O管代替各個(gè)調(diào)諧回路中的可變電容器 2 DTS具有的特點(diǎn) 1 具有自動(dòng)搜索選臺 記憶選臺等智能特點(diǎn) 2 調(diào)諧準(zhǔn)確 工作穩(wěn)定 3 具有數(shù)字頻率顯示功能 4 可以實(shí)現(xiàn)多功能控制 且操作方便 5 體積小 重量輕 可靠性高 使用壽命長 第2章目錄 72 424 第2章調(diào)諧器 2 數(shù)字調(diào)諧器的電路組成 返回 第2章目錄 73 424 第2章調(diào)諧器 數(shù)字調(diào)諧器一般由收音通道和數(shù)字調(diào)諧控制電路兩部分組成 各部分電路如下 第2章目錄 74 424 第2章調(diào)諧器 2 6 2數(shù)字調(diào)諧器的工作原理DTS是應(yīng)用微處理器 CPU 實(shí)現(xiàn)鎖相環(huán) PLL 技術(shù)和頻率合成技術(shù)相結(jié)合的一種自動(dòng)控制系統(tǒng) 1 鎖相環(huán) PLL 1 PLL組成 鎖相環(huán)電路的結(jié)構(gòu)組成如下圖所示 它是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)電信號相位嚴(yán)格同步的自動(dòng)控制系統(tǒng) 包括三個(gè)基本部件 壓控振蕩器 VCO 相位比較器 PD 和環(huán)路低通濾波器 LPF 第2章目錄 返回 75 424 第2章調(diào)諧器 2 PLL各部分的功能 1 相位比較器是把輸出頻率信號的 osc和輸入?yún)⒖碱l率信號 r的相位進(jìn)行比較 產(chǎn)生對應(yīng)于兩個(gè)信號相位差的誤差電壓Vd 2 壓控振蕩器 VCO 的頻率受控制電壓Vc的控制 使壓控振蕩器的頻率 osc向輸入?yún)⒖夹盘栴l率 r靠近 致使差拍頻率越來越低 直至頻率差 osc r 的消除而鎖定 3 環(huán)路低通濾波器 LPF 是濾除誤差電壓Vd中的高頻成分和噪聲 得到控制電壓Vc 以保證環(huán)路所必須的性能指標(biāo)和整個(gè)環(huán)路的穩(wěn)定性 3 PLL工作過程 1 當(dāng)壓控振蕩器中心頻率 osc等于參考信號頻率 r時(shí) 兩個(gè)信號的相位差為零 相位比較器輸出的誤差電壓Vd為零 環(huán)路低通濾波器輸出的控制信號Vc亦為零 從而保證了VCO的輸出頻率必然為其中心頻率 osc 2 當(dāng)輸出信號頻率 osc不等于 r時(shí) 則相位比較器輸出的Vd不為零 環(huán)路低通濾波器輸出Vc也不為零 進(jìn)而迫使VCO的中心頻率朝著相位差消失的方向變化 保證了輸出信號在頻率和相位上與輸入信號的完全準(zhǔn)確同步 達(dá)到輸出信號鎖定在輸入的基準(zhǔn)頻率信號的相位之上的目的 第2章目錄 76 424 第2章調(diào)諧器 2 頻率合成器頻率合成技術(shù) 就是將一個(gè)基準(zhǔn)頻率 由晶振產(chǎn)生 變換為另一個(gè)或多個(gè)所需頻率 本振頻率 的技術(shù) 一般均利用鎖相環(huán)路來進(jìn)行頻率合成 鎖相環(huán)頻率合成器電路如圖所示 分別由石英晶體振蕩器 參考分頻器 R次分頻 可編程分頻器 N次分頻 且N可變 以及鎖相環(huán)部分的相位比較器 鑒相器 環(huán)路濾波器和壓控振蕩器 VCO 等部分組成 可編程分頻器插入在鎖相環(huán)路之中 鎖相環(huán)所起的作用主要是使所合成的頻率信號能與晶振同步 在下圖所示鎖相環(huán)式頻率合成器中 由于可編程分頻器的存在 利用N次分頻的可變 可控 便可獲得一系列離散的頻率信號 從而滿足音響系統(tǒng)數(shù)字調(diào)諧的需要 第2章目錄 返回 77 424 第2章調(diào)諧器 2 6 3數(shù)字調(diào)諧器電路實(shí)例 東芝DTS 12全波段數(shù)字調(diào)諧器 性能與功能 1 接收頻率范圍 FM MW SW1 SW2四波段 2 整機(jī)功能 a 手動(dòng)上行 下行搜索調(diào)諧選臺 自動(dòng)掃描調(diào)諧選臺 能自動(dòng)檢索捕捉電臺頻率 快速調(diào)諧 自動(dòng)存儲(chǔ)調(diào)諧 b 能預(yù)置存儲(chǔ)20個(gè)電臺頻率及各波段最后收聽的電臺頻率 c 設(shè)有12小時(shí)制 24小時(shí)制時(shí)鐘顯示及定時(shí)開機(jī) 定時(shí)關(guān)機(jī)及睡眠自動(dòng)關(guān)機(jī)等功能 d 整機(jī)采用LCD液晶顯示 可對時(shí)間 波段 頻率 存儲(chǔ)電臺等功能字符給予清晰的顯示 采用的晶振頻率為75kHz或150kHz 第2章目錄 78 424 第2章調(diào)諧器 一 整機(jī)電路組成 DTS 12電路組成框圖 返回 第2章目錄 79 424 第2章調(diào)諧器 二 數(shù)字調(diào)諧控制集成電路 TC9307AF 內(nèi)部主要由鎖相環(huán)頻率合成器 PLL 微處理器 CPU LCD液晶顯示驅(qū)動(dòng)器等部分組成 返回 第2章目錄 80 424 第2章調(diào)諧器 1 TC9307AF引腳功能 1 鍵輸入 輸出端子 1 8腳 43 44腳 2 IF輸出電子開關(guān) 9腳 3 液晶顯示器 LCD 顯示的公共輸出端口 10 13腳 4 LCD顯示的段輸出端口 14 26腳 5 定時(shí)器輸入 輸出口 28 27腳 6 波段轉(zhuǎn)換開關(guān)的電平轉(zhuǎn)換端 29 30腳 7 靜噪控制端 31腳 8 中頻計(jì)數(shù)器輸入端 32腳 9 PLL鑒頻器輸出口 33 34腳 10 方式設(shè)置輸入口 35腳 11 AM FM分頻計(jì)數(shù)器輸入口 38 36腳 12 石英晶振 40 41腳 13 復(fù)位 初始化 輸入端 42腳 14 電