在高性能的窄带FM接收电路、扁平封装的MC3363和MC3367之后,摩托罗拉公司最新推出了两种窄带FM接收电路——MC3371和MC3372。这两种集成电路并没有沿着MC3363/67的低电压、微型化的道路发展下去,而是更像早期的MC3357和后来的MC3361B。下面就对这两种新型集成电路的一般特性、电路原理、典型应用等作一介绍。
一、一般特性
MC3371和MC3372(以下简称MC3371/2)用于一次变频FM接收,其内部电路包括振荡器、混频器、限幅中频放大器、正交鉴频器、有源滤波器、静噪开关和信号表驱动电路。这些电路是为二次变频FM通信设备而设计的。MC3371/2除了以信号表驱动电路代替扫描控制电路之外,与MC3357/MC3361中频IC是类似的。MC3371为使用LC并联回路而设计,而MC3372既可以使用LC并联回路,也可以用455kHz陶瓷鉴频器。
这两种集成电路比过去的产品所需的外围元件数量少,封装形式与MC3357相同,分16脚双列直插封装和双列扁平封装(SO-16)两种(外形见图1)。它们的主要特点是:

宽的工作电压范围:Vcc=2.0~9.0V;
低电源电流:Icc=3.2mA(Vcc=4.0V,静噪电路断开);
信号场强计具有60dB的动态范围;
混频器工作频率高达100MHz。
二、电路原理
MC3371/2为低功耗窄带FM接收机电路,工作频率达60MHz。低电压的设计提供了低功耗、高灵敏度的特性,在窄带话音和数据通信中获得了良好的镜像抑制。电路包括混频器、中频限幅放大器、正交检波器、有源滤波器、静噪电路和对数响应的信号强度计。在典型应用中,混频器将射频输入信号变频至455kHz中频信号。经过一个外接带通滤波器,中频信号馈入限幅放大器和鉴频电路,最后还原成音频信号。鉴频电路为典型的正交鉴频器。
无输入信号时,音频输出端将得到一个噪音输出。这一“噪音频段”由有源滤波器和检波器检出。静噪开关用于在出现噪音或某一音调时关闭音频输出。信号表驱动电路检测限幅放大器中中频信号的幅度,从而显示输入信号电平。MC3371/2的引脚排列见图2,极限参数、推荐工作状态和交、直流电特性分别列于表1、表2和表3。





三、典型应用
MC3371/2中的振荡器为内部偏置的考毕茨型电路,集电极、基极和发射极分别连接至第4、1、2脚。振荡器可由石英晶体控制,对于基频晶体配用32pF负载电容,工作于并联谐振状态,频率较高时使用三次泛音晶体。线圈L2和电阻R13(见图3),使电路稳定地工作。

混频器采用双平衡电路以减少假信号辐射。交流电特性表中所示的变频增益典型值为20dB。这一功率增益的测量是在稳定状态下,输入端接一50Ω信号源,混频器输出接455kHz陶瓷滤波器时进行的。陶瓷滤波器的中点接Vcc,输出接第5脚(中频输入端),其输入阻抗与混频器输出负载电阻(1.8kΩ)相匹配。由于第16脚的输入阻抗受内部3.3kΩ偏置电阻的影响很大,输入电容又小,所以实用增益比用上述方法测得的增益要高许多。为了保证电路在匹配状态下稳定地工作,应在16脚与地间接一只旁路电阻,如图3中的R1。
在混频器之后,建议使用陶瓷带通滤波器作中频滤波(如中心频率455kHz,带宽±2.0kHz~±15.0kHz,输入输出阻抗在1.5kΩ~2.0kΩ之间),6级限幅中频放大器有大约92dB的增益。MC3371和MC3372在限幅器和正交检波器的电路上有所不同。MC3371有1.8kΩ和51kΩ两个电阻提供内部直流偏置,限幅器输出与正交检波器通过10pF电管在内部连接,而MC3372内部没有提供这些元件,所以MC3371无需外接其它元件就可以与陶瓷滤波器配接,而MC3372需要在5脚和7脚分别接入1.8kΩ和51kΩ偏置电阻和27pF正交电容(见图3)。
并联LCR正交线圈接在MC3371的第8脚与Vcc间(见图4),类似于MC3361。MC3372的接法类似于MC3357,正交电容接在7脚与8脚之间,带有阻尼电阻的LC并联回路或陶瓷鉴频器接在8脚与Vcc之间(图3)。上述的外接正交回路对中频信号的中心频率提供90°相移,使音频信号的还原成为可能。

阻尼电阻决定鉴频器的峰距,对阻值要求较严。阻值减小,则鉴频器的峰距变大,带宽增加但音频输出减弱。接收机的灵敏度取决于该电阻的阻值和455kHz陶瓷滤波器的带宽。
含有载波成分和调制信号的复合音频信号经过一个低通滤波放大器衰减载波成分,然后从9脚输出,输出阻抗450Ω。这一信号还需进一步滤波以去除载波成分,再经去加重、音量控制和功率放大才能驱动扬声器。在设计后级音频放大器时应考虑第9脚音频输出的相对电平和负载阻抗。推荐采用小功率音频放大电路MC13060。
信号表驱动电路的输出电流与中频输入信号幅度的对数成正比,最大输出电流为60μA,可用来驱动表头和检测载波的有无,这一电路叫做接收信号场强计(RSSI)。电流由第13脚输出,如果在13脚与地之间接一个电阻,就可以取得与输入信号强度成正比的电压。电阻的大小由下式决定:(Vcc-1V)/60μA,如Vcc=4.0V,阻值大约50kΩ,提供约3.0V的最大电压摆幅。
第10脚和11脚之间是一个简单的反相运算放大器,同相输入端被接至2.5V。这个运放可以用作噪声控制的静嗓门或用作有源噪声滤波器,通过对外围元件的设计也可做成带通滤波器。外接一个AM检波器就可以对音频信号中的某一频率进行检测或对音频频带以上的噪音进行检测。检测结果送入第12脚。
第12脚外接的正向偏置决定静噪触发电路在第14脚(音频静噪端)的输出是开路还是接地。如果第12脚被噪声或音调检测器下拉至0.9V或更低,第14脚就在内部短路到地。为了防止抖动,第12脚大约有57mV的滞后。在第9脚到音频放大器的信号通路中,选择一个合适的点接至14脚,就可以实现音频静噪。第14脚的电位不得低于-0.7V。
静噪开关的另一种用法是作为载波电平触发的静噪电路,类似于MC3362/MC3363。这样,信号表的输出可以直接用来触发静噪开关,只要射频输入低于需要的电平,静噪开关就动作。动作电平由13脚与地(15脚)之间的电阻决定。
设计印制板时应充分考虑接地问题。如果使用双面板,元件面应留有大面积地线,如果使用单面板,地线还应包围所有其它走线,不得有断点。(王旭)