自製數字調諧試調頻接收機

自製數字調諧試調頻接收機
很多愛好者都想擁有一部物美價纛的數字調諧寬頻帶調頻接收機.筆者設計製作了一台頻率合成數字調諧式調頻接收機,供大家參考.該機可接收49MHz~870MHz範圍內的調頻信號,可用於收聽調頻廣播、校園調頻廣播、電視伴音和6米、2米等業餘無線電通訊信號,以及調試無線電發射設備等,用途十分廣泛.
一、本機特點
1、操作使用簡潔.僅用5個按鍵開關即可實現所有控制.　
2、交互界面友好.數字顯示接收頻率、頻率步進、存儲頻道等重要參數,簡潔直觀.支持手動、自動兩種讀寫頻率方式,既可直接輸入接收頻率,亦可自動搜索電台發射信號,並依次存儲到相應頻道(多達99個,能滿足一般用戶需要).　　
3、頻率性能穩定.使用I2C控制匯流排和PLL鎖相環技術,消除頻率漂移現象.　　
4、消除摩擦噪音.採用非易失性數字電位器,徹底消除摩擦噪音.　　5、體積小巧易攜帶.配合市場上易購的成品機殼(自帶電池盒),自重約175克.使用4節5號充電電池供電,外形美觀,便於攜帶和外出使用.　　
二、工作原理電路原理見附圖.電路總體可分為八部分:
1、以UPCI651組成的天線放大電路,可有效提高整機靈敏度.
2、以高性能SIBSDK型全增補頻率合成式調諧器組成的接收和變頻電路;
3、以單片機89C4051、存儲器24C02.數字電位器X9313WP籌組成的數字控制電路;
4、以液晶顯示模塊PDC908S組成的交互界面顯示電路,屏幕可視面積為48minx15mm;
5、由TDA7021T組成的中放、鑒頻解調、靜噪、調諧指示電路;
6、由LM386組成的音頻放大電路;
7、由MC34063組成的33V電壓DC-DC集成升壓電路;
8、電池電壓自動檢測電路,當電池電壓較低時,顯示屏提示更換電池或及時給電池充電.　　
因整機採用模塊化設計,所以電路十分整潔,製作調試十分簡單.　　
本機選用高性能SIB5DK型全增補頻率合成高頻調諧器,應用I2C匯流排協議進行綜合設計,其基準信號由晶體振蕩器產生,控制的數字信息用(SCL、SDA)匯流排格式傳輸.高頻調諧電路採用大規模集成電路,實現頻率合成及VH、VL、U各波段的混頻振蕩,故鎖相時間極短.　　
IC7及其外圍元件構成單片機控制電路,利用I2C匯流排協議,實現以下功能:　　
(1)通過P1.4、P1.5兩個埠,分別對S1BSDK型調諧器和IC6的SDA、SCL進行寫控制(本機中省略I2C匯流排的上拉電阻.如改用其他系列高頻頭需要此電阻時,可直接焊接在高頻頭內部.　　
它使I2C匯流排在空閑狀態時保持高電平),實現數字調諧和電台信息存儲.　　
(2)通過P3.4、P1.0兩個埠,分別對LCM1液晶顯示模塊的DATA和WR進行寫控制,實現有關交互信息的直讀顯示.　　
(3)通過P1.3、P1.2兩個埠,分別對IC3數字電位器的INC和U/D進行寫控制,實現音量線性調整.為有效利用單片機有限的I/O口,此處將數字電位器的CS控制端直接接地.
來自天線的調頻信號,經由C1、C2、L1組成的濾波電路,濾除低端無用信號后,再經IC1寬頻天線放大電路(μPC1651增益可達20dB)進行放大后,進人S1BSDK型I2C匯流排高頻頭.高頻頭輸出的38MHz第一中頻信號IF,經C10送入調頻接收專用集成電路IC2(TDA7021T)進行處理(其包括相關器、混頻器、鑒頻器、壓控振蕩器、靜噪、相位比較器等電路),經解調后的音頻信號由IC2的14腳輸出,該音頻信號由數字電位器IC3進行分壓控制(音量讕節).　　
送入IC4進行音頻功率放大至揚聲器輸出.　　IC2的⑨腳為場強電壓信號,調節R7可調整電壓高低.當有電台信號時,IC2的⑨腳輸出低電平.　　
Q1、LED1及其外圍電路組成調諧指示電路,當接收到電台信號時,Q1導通,LED1點亮,同時追使單片機IC7的P1.6為高電平.P1.6是搜索電鐘口的窗動存台控制信號,當P1.6為高時,自動存儲當前頻率到一個空閑頻道.　　
單片機IC7的P3.0為電池電壓檢測端.D1、D2、R13、R15等組成電池電壓檢測電路,當電池魚壓正常時,D1導通,迫使P3.0為高電位,液晶顯示屏不作電池提示.當電池電壓過低(約3.9V)時,D1截止,P3.0在下拉電阻R15的作用下變為低電平,此時,液晶顯示屏出現閃爍的電池符號.提示應該及時給電池充電.　　
IC5及其外圍電路組成DC-DC升壓電路,為高頻頭提供穩定的33V調諧電壓.LCM1是串列數據顯示專用液晶顯示屏.R16、R17為分壓電路,為LCM1提供3V工作電壓.LED2為鎖相指示燈,當頻率鎖定時,該燈常亮.　　
通過S1~S5按鍵開關,實現對接收機的各項控制.圖中各鍵功能及名稱如下:S1為"音量-",S5為"音量+".它們分別實現對輸出音量的增加和減小控制.S2為"選擇",S3為"節目+/確認",S4為"節目-".通過軟體定義,它們和電源開關相互配合實現接收機初始化、自動調諧、手動調諧、從當前顯示頻率搜索和存儲頻道、刪除頻道.以及手動調諧步進值(分50kHz、1MHz、10MHz、100MHz四檔)選擇等功能.具體見附表.　　
三、製作調試因電路採用單片機控制和模塊化設計,本機只要焊接無誤,一般無需調試,即可投入使用.出現故障時,可按模塊逐個排除.LCM1的顯示屏比較脆弱,安裝時要注意加固,與機殼間可適當加一片鏤空的絨布作緩衝,防止鬆動碰撞.


按鍵操作顯示內容示例主要功能開通接收機電源RLq1205指示本機型號為RLQ1205(開機2秒之後)87.000 01 立方米/h調入已存儲的第1個頻道按下S2不放,開通電源開關(D1開始閃爍后即可鬆開S2)
1、液晶屏閃爍→顯示最低端頻率49MHz→以50KHz步進增加→870MHz停止;
2、LED2不斷閃爍; 3、遇到信號時LED1會點亮.系統初始化,刪除現存所有電台,並重新自動搜索電台,遇到正在發射信號的電台時，自動將其頻率信息依次存儲到相應頻道(1～99)S3(S4)每按一下107.350 06 立方米/h分別向上、向下選擇.調用已經存儲的頻道,顯示屏顯示接收的電台頻率和存儲頻遭S5(S1)每按一下UoL-01音量增加(減小)一個單位(總共為32段)連續按一下S2進入此狀態,再按S3確認.SAVE實現當前頻率的存儲連續按二下S2進入此狀態,再按S3、S4.分別向上、向下調節頻率，實現頻率的加減.F-1設定當前步進值為1MHz連續按三下S2進入此狀態,再按S3、S4.分別向上、向下調節頻率，實現頻率的加減.F-10設定當前步進值為10MHz連續按四下S2進入此狀態,再按S3、S4.分別向上、向下調節頻率，實現頻率的加減.F-100設定當前步進值為100MHz連續按五下S2進入此狀態,再按S3、S4.分別向上、向下調節頻率，實現頻率的加減.DEL刪除當前已存儲的電台頻率和頻道信息連續按六下S2進入此狀態,再按S3、S4.分別向上、向下調節頻率，實現頻率的加減.SCAN從當前顯示的頻率值開始掃描搜索電台(以50KHz步進值),並將其頻率信息存儲到空閑頻道(01～99)連續按七下S2進入此狀態,再按S3、S4.分別向上、向下調節頻率，實現頻率的加減.F-xxx.xxx設定當前步進值為50kHz　(出現閃爍的電池符號)提示電池電壓過低.