MC3362

音频接收

通过接收电路实现对调制信号的解调，解调是调制的一个逆过程，它的功

能是从调频波中取出原调制信号，对于调频波的解调电路来说就是取出输出电压与输入信号的瞬时频率偏移的正比关系。

实验中调频载波信号的频率为49.67MHz，调频信号先通过一个高通滤波器滤除低频干扰，然后和频率为38.97MHz第一本振信号进行第一次混频，从而使得调频信号的频率降至10.7MHz（49.67－38.97＝10.7 MHz），此频率为标准的中频。

混频器只是降低载波信号的频率，而不改变其瞬时频率的偏移。接着信号在经过一个中频放大电路后，进行10.7MHz的中频滤波，目的试是进一步降低干扰。滤波出来的信号将和频率为10.245KHz的第二本振信号进行第二次混频，再一次把载波降至455KHz（10.7MHz－10.245MHz=455KHz）。同样，455KHz的信号还要经过放大和滤波，目的和上面是一样的。

之后就可以把信号输入鉴频电路了，鉴频输出就是我们所需的音频信号。我们可以通过音频放大电路和静噪电路对我们的音频信号进行优化，使得我们可以自由的调节音量的大小；当接收部分没有收到信号时（此时噪音较大），自动将低频放大器闭锁，使噪音不在终端出现，当有信号时，噪音小，又能自动解除闭锁，使得信号通过低频放大器输出。

图2.2.1 接收电路总体模块

LC正弦波压控振荡器（本振信号的产生）

在本次音频接收设计中，如果第一次混频的本振信号频率不是常用的频点，

相关的晶振很难购买，可以用LC压控振荡电路产生第一本振信号。在这里使用压控振荡是由于LC振荡的频点一般不稳定，而且L和C的搭配出来的频率也有误差，所以可以通过压控二极管微调输出频率，使得混频出来的信号尽可能接近10.7MHz，减小误差。

图2.2.3a是本次设计中接收集成芯片中压控振荡电路，图中22管脚和21管脚之间接入所需要相应大小的电感L和电容C的并联电路，假设压控二极管的电容值为Ci。则振荡器的振荡频率为：

1 f 2L(CCi)

从频率的公式可知振荡频率可以通过Ci进行调整。

从图2.2.3a中还可以看到两个压控二极管连接着23管脚，可以通过改变23管脚的电压改变电容Ci的大小，具体关系如图2.2.3b。

图2.2.3a MC3362集成电路中压控振荡电路

图2.2.3b 压控振荡器的频率与控制电压关系

鉴频器

鉴频器有很多种类型，可采用相移乘法鉴频电路。这种类型属于间接解调

类型，具体是将调频波经过移相电路变成调相调频波，其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化成线性关系，然后将调相调频波与原调频波进行相位比较，通过低通滤波器取出解调信号。

图2.2.4a 相移乘法鉴频器方框图

目前广泛采用谐振回路作为移相器。图2.2.4b所示是一个由电容调谐回路为

组成的分压传输移相网络。设输入电压为

和单

,则输出电压

（2-1）

令 , ,则在 在 附

近变化时，式(2-1)可简化为式（2-2）

(2-2)

2.2.4b 移相网络及其特性

由式(2-2)可得移相网络传输的幅频特性 和相频特性 分别

为其特性曲线如图2.2.4b(b)所示。当ω变化较小,即时,

。此时

对于输入调频信号来说,瞬时频率要求移相网络的

。因为要求移相网络的

则

,

（2-3）

式(2-3)表示输入为调频波时,经移相网络产生调相-调频波的相位随瞬时频率的变化关系。

上述经过移相网络产生的调相-调频波与原调频波,输入给乘法器实现相位比较,经低通滤波器取出原调制信号。下面对乘法器输入为幅值较小的音频信号进行说明。

由上面关于调频波的介绍可知：

其原调制信号为

调频波u1经移相器产生调相调频波u2为

在

和

均为小信号的条件下,乘法器的输出电流为

又设低通滤波器在通带内的传输系数流经低通滤波后在

上得到电压为

,负载电阻为 ,则乘法器输出电

当 ，则

这种鉴频电路能实现线性解调,在集成电路中被广泛采用。使用的集成调频接收电路MC3362就是采用内部集成乘法器和运算放大器外接移相网络和滤波元件构成鉴频器。这种鉴频电路的性能良好,片外电路简单,通常只有一个可调电感,调整非常方便。

频率解调芯片MC3362介绍

选择元件相对较少，集成度较高和调试方便的MC3362芯片。下面对MC3362进行一个简单的介绍。

Motorola公司生产的MC3362是单片集成FM低功率接收器电路, 是一个低功耗窄带双变频超外差式调频接收机集成电路，适用于无绳电话和其它调频通信的设备。它采用二次混频, 即将输入调频信号的载频先降到10.7 MHz的第一中

频, 然后降到455 kHz的第二中频，然后鉴频。因此．它是一个除高放以外，从第一混频到音频前置放大器输出的全二次变频超外差式的完整的集成接收机电路。

图2.2.5a为MC3362的内部结构，它片内包含二个本振、二个混频器、二个中放和正交鉴频等功能电路。

     

图2.2.5a MC3362的外部引脚排列和内部结构图

电源电压范围较宽, 为2.8 V～6.0V 外接电子元件较少

接收射频可达450MHz，采用内部本振时可以到200 MHz 电源电压为3V时，功耗电流典型值为3.6mA

接收灵敏度高12dB信噪比时，接收灵敏度为0.7uV 电源电压为3V时，消耗功率为10.8mW

综合以上的特性，我们可以知道MC3362时一片低功耗集成电路，高集成度也是我们选择它的原因。图2.2.5b是芯片MC3362在频率解调接收中的主要应

用和电路。

图2.2.5b 芯片MC3362组成的频率解调接收机

通过同轴电缆线传输过来的调频信号从1脚输入，信号在经过匹配和高通后进入芯片进行第一次混频。22脚和21脚并联的电感和电容和芯片内部的压控二极管等组成压控振荡器，通过对23脚电压的调节可以微调振荡频率，从而产生第一本振信号进行混频。通过20脚可以观察振荡出来的波形。信号一次混频结束后中放从19脚输出，并通过10.7MHz的陶瓷滤波器进行滤波。

信号滤波结束后又通过17脚返回芯片进行第二次混频，第二本振采用普通的基极考比兹型晶体振荡器．工作频率典型为10.245MHz。第二本振信号送入二次混频以后，与10.7MHz的第一中频下变频得455kHz第二中频信号。第一和第二混频器的变领增益典型值分别为18dB和22dB。

455KHz中频信号经过陶瓷带通滤波器后．输入限幅器。限幅器的－3dB限幅灵敏度为10uV，在1.0MHz内平坦度较好。限幅器输出由内部连接到乘积型

移相鉴频电路，引出脚12到电源间需外接一个并联LC回路构成移相网络。并联的68k旁路电阻决定移相网络的带宽；电阻值小则带宽大、线性好。但是各额输比电平较小、灵敏度下降。

Pin10和Pin11为场强指示驱动电路的外接元件端，调整Pin10的100k电阻可改变场强指示驱动电路的增益。MC3362内部还置有一级数据信号放大级，Pin14为输入端，Pin15为输出端。可对数据波形进行整形和放大。Pin8和Pin9为第二中放级的退耦电容。以保证电路稳定地工作。

相位鉴频器输出低频分量由片内放大器放大后, 由13脚外接RC低通滤波器取出，最终实现音频的恢复。

LC频相转换特性分析中应注意的几个问题

LC频相转换网络是线性网络，对调频信号的频谱结构不会产生变化，但由于其中每个频率分量的振幅受到不同程度的衰减，相位产生不同大小的偏移，所以输出调频信号的振幅不再是恒定的了，相位也发生了变化。换而言之，调频信号的频谱既没有产生线性搬移，更没有发生非线性变换，而仅仅是其中各个频率分量的振幅和相位发生了不同的变化而已。

限幅电路在鉴频中的作用

已调波信号在发送、传输和接收过程中，不可避免地要受到各种干扰。这些干扰会使已调波信号的振幅发生变化，产生寄生调幅。调幅信号上叠加的寄生调幅很难消除。由于调频信号原本是等幅信号，可以先用限幅电路把叠加的寄生调幅消除，使其重新成为等幅信号，然后再进行鉴频。

用于调频信号的限幅电路通常由三极管放大器或差分放大器后接带通滤波器组成。三极管放大器或差分放大器增益必须很大(通常采用多级放大)，将疏密程度不同的正弦调频信号转换成宽度不同的方波调频信号；带通滤波器调谐于载频，带宽与调频信号带宽相同，于是可从宽度不同的方波信号中重新恢复等幅的调频信号，消除了寄生调幅的影响。

综上所述，消除调频信号的寄生调幅是必须的，也是很容易做到的。所以，限幅电路是鉴频电路必不可少的辅助电路。