数调收音机如何选台

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收音机是人类的好伙伴,就是在电视机、录像机等进入家庭的今天,人们仍然离不开收音机。目前人们所熟悉的传统收音机上,都有刻度盘和调谐旋钮。选台时眼睛盯着刻度盘,手指拨动旋钮耐心细致地从数十个电台中去挑选自己希望收听的电台,是一件并不轻松的“活儿”。找不到自己希望收听的电台而扫兴,是常有的事。

何为数调收音机

大规模集成电路的发展,使微电脑在收音机中的运用成为现实。几年前问世的数调收音机,使人们只需轻轻按一下按钮,便能找到自己希望收听的电台。图1所示是厦门华侨电子企业有限公司生产的XR-415D型数调收音机的外形图。图2为液晶显示屏的显示内容。

图1
图1 🔍原图 (1071×706)
图2
图2 🔍原图 (792×561)

由于它不需要采用指针、刻度盘来显示频率,而是用液晶或别的数字显示屏来显示频率,所以人们称这种具有锁相环频率合成系统、用数字来显示频率的新型收音机为“数调收音机”。这种调谐系统英文简称DTS-Digital Tuning System,即数字调谐系统。这种机器上通常都有明显的“PLL”标记,这是英文Phase-Locked Loop的简称,其中文含义为“锁相环”。

由于数调收音机具有真正的四位微处理器,而且还是锁相环频率合成系统,所以与传统的收音机相比,它除了找台方便外,还具有以下优点:

1.频率稳定性好,绝不存在电台漂移现象;

2.具有优于50dB的选择性,可有效抑制邻频干扰;

3.具有时钟、闹钟功能。开机液晶屏显示频率,关机显示时间;

4.定时开机、睡眠自动关机。

数调收音机如何选台

自动选台:数调收音机的选台方法和传统收音机有着根本的区别。当图1所示的电源开关置于“POWER”时,电源打开。选定波段后,只需用手指压住“∨”,“∧”超过0.5秒钟,机器便开始自动寻找电台。这时液晶板上显示频率的数字便向着您所确定的方向不断增加或减少,直至遇到电台才停下来,等您确定是否要储存这个电台。若需要储存,您可先按一下按键⑧—存储键/时间设定键,再按压一下数字键1~5中的任何一个,您所需的这个电台便存到这个数字上了。按键⑧的位置可见图1。

例如,收音机在中波段自动搜索到1278kHz——厦门人民广播电台停下来,而您又希望储存这个电台,便先按一下按键⑧,再按一下数字键l~5中的任何一个,例如“3”,这样您就把厦门人民广播电台存入了“3”这个节目号。每个波段可存入5个电台,四个波段共可存入20个电台。以后,您打开收音机,想听厦门台时,只需在中波段按一下数字键“3”即可。若您需要在所储存的电台中挑选一个您最想听的台,是再方便不过了。这一点对于短波爱好者特别重要,因为几乎所有的短波台都有若干个频率同时发送信号,但是哪一个频率信号最强,干扰最小,用传统多波段收音机实在很难进行比较,而用数字收音机进行挑选则是轻而易举的事。

手动选台:数调收音机也可以用手动方式选台,但是它不同于传统收音机,即使是手动找台也是一步一步跳的,而不可能,也不必要进行连续调谐。以中波段为例,只要找台时按压“∨”,“∧”的时间不超过0.5秒,接收频率便增加(或减小)“一步”。每个波段的步长是不相同的:MW波段步长:9kHz,FM波段步长:50kHz,SW波段步长:5kHz。

这样大的“步子”是否会对不准电台频率?不会,因为所有的电台都必须设置在国际广播联盟所规定的频率点上,例如我国中波段的电台只能设置在(531+9n)kHz的频率上,其中 n=l,2,3…。电台频率是能完全对准的,根本不需要“微调”。

浅谈锁相环频率合成系统

图3
图3 🔍原图 (717×392)

图3为XR-415D整机方框图,其中高放、变频、中放、检波、功放等,均与传统收音机相同,而找台、存台、锁相环等功能均由其它部分(属于数调收音特有的电路)来完成。这里的直流升压—即将电源电压从6V提升到15V,是为了满足变容二极管的工作条件而设置的。本机是采用日本东芝生产的TA—8126F来完成直流升压的。

图4
图4 🔍原图 (1048×871)

图4为锁相环频率合成原理图。其核心是双线框内的部分,即μPD1715-014,它是日本NEC公司开发的全功能DTS芯片,它包含相位比较器、CPU、液晶驱动以及时间控制等全部功能。当我们在键盘上按下代表1278kHz的储存按键“3”以后,CPU便经由位移寄存器分别向两个可编程分频器送出N1和N2两个分频比。图3中F0经分频后一方面成为CPU的时钟频率以及计时基准频率,另一方面它还在可编程分频器1中被分频比N1分频成为参考频率F1=F0/N1;而F2则是由本机振荡频率(Fosc)经过可编程分频器2分频后所得到的,即F2=Fosc/N2。F1和F2被同时送入“相位比较器”中进行比较,若两者频率不相同,则由相位较器送出一个差值电压,该电压经LPF-低通滤波器平滑滤波后被送至调谐电路中的变容二极管上,从而改变输入回路和本机振荡的频率,直至F1=F2,或者说该频率“锁定”为止,实际上这个“锁定”过程是在瞬间完成的。这样收音机便收到了按键“3”所代表的电台。

由于: F1=FO/N1 F2=Fosc/N2锁定后F1=F2

故:FO/N1=Fosc/N2从而得到:Fosc=N2.F0/N1

从上式中我们可以得出结论:被锁定后收音机的接收频率仅仅取决于分频比和由晶体产生的FO,而这两者都不会受外界的影响而改变,所以我们说这种收音机绝对不会出现频率漂移现象。

关于F1:这个频率在数调收音机中又被称为参考频率,它是随波段的不同而变化的。对μPD1715-014而言各个波段的参考频率如下:

MW-3kHz SW-5kHz FM-12.5kHz

关于N2:实际上我们并不能直接储存电台的频率,而是通过储存分频比N2间接记住电台频率的。我们以中波段为例来计算一下N2。

在μPD1715中,MW的频率范围是:531~1602kHz

数调收音机的中频频率几乎都是:450kHz,所以MW波段的Fosc范围是:981~2052kHz

由于MW的参考频率是3kHz,所以其N2范围是:327~684

由于厦门台的频率是1278kHz,所以厦门台的N2是:1278/3=426

下面分析自动找台时信号通道部分电路的工作情况:当我们按压搜索按键“∨”或“∧”的时间超过0.5秒后,CPU自动进入N+l或N-l运算,使N2不断向一个方向增加或减少,这时显示屏上的代表频率的数字也在相应地变化。当变化到有信号的频率时,在信号通道中便会出现明显的AGC电压,在μPCl715中,便把它当作停止信号,即SD电压来利用。此电压经施密特电路整形后被送入CPU中,CPU收到SD电压后便立即停止N+l或N-l运算,等待我们决定是否要储存这个电台。

最后需要说明的是,本文所谈及的“数调”收音机,其信号传输仍属模拟方式,应严格区别于欧洲正在试用的采用数字方式传输信号的收音机(邮售消息见本期第55页)。(颜浩)