同步解調接收機的製作方法

2023-10-19 01:33:22 3

專利名稱：同步解調接收機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種同步解調接收機，特別是一種調幅信號同步解調接收機。
近年來由於彩色電視廣播和調頻立體聲廣播的普及，使中波調幅廣播面臨收聽質量不高的挑戰，並已成為亟待解決的技術難題。國內外發展動態表明，調幅廣播的發端技術已取得顯著的進步，而其收端仍沿用幾十年的超外差式接收機，特別是沿用非線性包絡檢波，諧波失真嚴重，中頻同頻帶窄，頻響差，以致中波調幅廣播質量無法提高，CN87101494A公開的一種直接混合式同步接收機，其同步檢波電路採用模擬乘法器電路，此種電路用於同步檢波時，在小信號檢波是線性的，比用二極體檢波線性有所改善，但在大信號時仍表現出較大的非線性，並且輸入輸出有電位差；再是該技術方案中的兩路相位相差90°的同頻信號是由兩套鎖相環電路產生，它們之間控制信號相互反饋，電路結構複雜，振蕩信號頻率與所接收射頻信號頻率相同，容易產生幹擾。因此難以適用於中波調幅廣播接收機。
為擺脫傳統的超外差接收機模式，本發明的第一個目的是設計一種大動態、高線性同步檢波電路替代非線性檢波電路和模擬乘法檢波電路；第二個目的是針對上述鎖相環電路的缺陷，設計一種既簡單鎖相環電路又能解調出低失真、寬頻響、高質量的音頻信號，為中波調幅廣播接收機提供一種新制式。
本發明以下述技術方案實現上述目標。
一種同步解調接收機，它由選頻高放電路、檢波電路、鎖相環電路、濾波靜噪電路、電源電路和信響器所組成。其特徵是同步／正交檢波電路由同步檢波電路(2)和正交檢波電路(3)所組成；選頻高放電路(1)輸出端並接於同步檢波電路(2)的輸入端和正交檢波電路(3)的輸入端；一個由正交檢波電路(3)、有源環路濾波電路(4)、壓控調諧振蕩電路(5)和90°移相電路(6)所組成的鎖相環路電路；正交檢波電路(3)輸出端與有源環路濾波電路(4)輸入端相耦合，有源環路濾波電路(4)輸出端與壓控調諧振蕩電路(5)輸入端相耦合，壓控調諧振蕩電路(5)的輸出端與90°移相電路(6)輸入端相耦合；90°移相電路(6)輸出端信號與射頻信號同頻而輸出相位不同，輸出相位差為0°、－180°的數字脈衝信號輸入同步檢波電路(2)，而輸出相位差為－90°、－270°的數字脈衝信號輸入正交檢波電路。
上述技術方案的優點在於用線性開關電路作用同步檢波使解調失真小，抗幹擾性能好、靈敏度高，可實現全頻段的統調；同步檢波的觸發信號為數字脈衝信號，為頻率數字顯示提供簡便的接口；以及可接收單邊帶信號等，它與現行的超外差式接收機相比，優越性是眾所周知的。


圖1為本發明的設計方框圖，圖中1為選頻高放電路，2為同步檢波電路，3為正交檢波電路，4為有源環路濾波電路，5為壓控調諧振蕩電路，6為90°移相電路，7為濾波靜噪電路，8為信響器，9為電源電路，10為自動增益控制電路。
圖2為本發明電路原理圖，圖中T1為MOS雙柵場效應管，D1為變容二極體，IC1為四雙向電子開關CD4066，IC2A、IC2B為雙D觸發器CD4013，IC3為CMOS六反向器CD4069，IC4A、IC4B為運算放大器NE5532。
圖3為90°移相電路的另一種實施電路。
現結合附圖對實施例作詳細說明。
選頻高頻放大電路(1)由三極高頻放大組成，其中T1為雙柵MOS場效應管4D01，選用4D01目的是克服電晶體噪聲係數大、工作不穩定、過載阻塞，失真較大的缺點，其輸入端G1為信號輸入，G2作AGC控制，控制平穩，控制深度為40db。負載為寬帶選頻迴路，其作用一為濾除本機的數字脈衝幹擾信號，二為提高該級工作電壓，提高增益。
同步／正交檢波電路(2)／(3)由IC1四雙向電子開關CD4066及其外圍元件構成，四雙向電子開關為四個獨立的能控制數位訊號和模擬信號傳送的電子開關，當供電電壓為15V時典型導通電阻為60Ω，影響線性導通電阻誤差為5Ω，關斷電阻高達50MΩ，可傳送信號從直流到40MHz，並有雙向傳輸特性，可徹底克服大調製時負峰切割失真。在90°移相電路輸出的四種相位的脈衝信號控制下完成同步／正交檢波功能。為進一步提高檢波線性，本發明還採取以下兩點措施，其一是在同步／正交檢波器輸出端各分別串入電阻R8、R9、R10、R11，用以減弱導通路差電阻對線性的影響。其二是採用正負雙電源供電，並通過電感L3為同步／正交檢波電路的IC2及運放IC4A、IC4B提供零電壓偏置，進一步提高線性並可得到最大的輸入信號動態範圍。
為使用同步／正交檢波電路能同時解調出音頻信號及其誤差信號，必須有四個頻率相等而相位依次相差90°的脈衝信號去輪流觸發同步／正交檢波電路，為此目的本發明設計一種鎖相環路，所述鎖相環路由正交檢波電路(3)、有源環路濾波電路(4)、壓控調諧振蕩電路(5)和90°寬帶移相電路(6)所組成。
有源環路濾波電路(4)由運放IC4B、R19、20、21和C14、15組成，是一種超前滯後網絡，可同時兼顧抗幹擾性能和保持環路穩定性。
壓控調諧振蕩電路(5)由三極體T4、電感L4、5、電容C16、D1、C17等組成，壓控靈敏度在整個接收頻率範圍幾乎不變，是由於在變容二極體D1的一端串入與C16聯動的小電容C17而產生的效果，在接收低頻時，C16變大，變容二極體D1容量相對較小，對本振頻率控制作用較小，此時C17容量較大，發揮D1對本振頻率的控制作用。當接收高端電臺時，C16容量變小並與D1相比擬時D1對本振頻率控制作用大大增強，但由於C17的串入，並且C17的容量與C16同步減小，減弱了變容二極體的控制作用，使本振壓控靈敏度在可接收範圍保持在合理水平上。
90°移相電路(6)為數字集成電路CD4013組成。雙D觸發器CD4013內有兩個獨立的性能相同的D觸發器，兩個觸發器CP端連接在一起，構成同步觸發，其輸出頻率為輸入的1／4，即本振輸出為4f時，90°移相電路輸出為f，並與射頻頻率相同，使本振信號頻率遠高於射頻，減少對高放的幹擾，90°移相電路輸出信號相位為0°、180°的信號供觸發同步檢波電路，90°移相電路輸出為－90°、－270°的信號供觸發正交檢波電路。為使輸出相位精確可調，在CP端之間接入一電位器W，此電阻與時鐘端CP的分布電容構成延時電路，當調節W中心點位置時能得到精確的相位差輸出信號。
90°移相電路另一實施電路如圖3所示，它是在雙D觸發器兩個輸入端CP間串入一反相器F，使本振輸出的脈衝正負沿分別觸發兩個D觸發器，使移相器工作速度提高一倍，輸出頻率為輸入的1／2，通過調節W中心點位置及F2的偏壓，以精確控制輸出脈衝的相位。
鎖相環內部串聯耦合循環構成一環路，正交檢波電路(3)輸出端與有源環路濾波電路(4)輸入端相耦合，有源環路濾波電路(4)輸出端與壓控調諧振蕩電路(5)輸入端相耦合，壓控調諧振蕩電路(5)的輸出端與90°移相電路(6)輸入端相耦合，90°移相電路(6)輸出分兩路，一路輸入同步檢波電路(2)，另一路輸入正交檢波電路(3)。
鎖相環動態過程為，射頻信號經正交檢波輸出，產生本振信號與射頻信號的相位誤差信號，此信號經有源環路濾波濾去幹擾，再去控制振蕩電路的頻率，使壓控調諧振蕩頻率嚴格鎖定於射頻信號頻率的4倍。90°移相電路輸入信號受振蕩頻率信號觸發，進行90°移相和4分頻後輸出仍為射頻信號頻率，但相位相差依次為0°、－90°、－180°、－270°，輸出信號分別觸發同步檢波或正交檢波電路工作，完成一次動態循環。
本機選用IC4A為低頻放大，它是低噪聲、寬頻響、高速率的精密運算放大集成塊NE5532，配合性能優越的高放和同步檢波電路，可得高質量的音頻輸出。
由三極體T8及電阻R24、R25、電容C20、21組成可變低通濾波電路，在收聽本地電臺時，信號強、幹擾小，可儘量展寬通頻帶，以獲得高保真的收音效果，當接收弱信號時，可壓縮通頻帶，濾除噪聲幹擾，以獲得清晰的音響。
靜噪控制電路由三極體T6、T7組成，當本振與接收到的信號不同步時，低放輸出信號的直流電壓為0V，此時三極體T7導通，使T5處於飽和狀態，拍頻嘯叫信號被旁路，起到靜噪作用。
當信號足夠強且與本振同步時，使低放輸出的直流電壓大於0.7V時，T7截止，靜噪作用消失，使音頻信號暢通，自動增益控制管T6導通，集電極電壓下降，控制T1的第二柵極，降低該級放大量，實現自動增益控制，發光二極體D2發光強弱表示信號的強弱。
本機供電為正6伏和負6伏的雙電源，並通過電感L3為同步／正交檢波器IC1和運算放大器IC4提供0電位偏置。
權利要求1.一種同步解調接收機，它由選頻高放電路、檢波電路、鎖相環電路、濾波靜噪電路、電源電路和信響器所組成，其特徵是a.同步/正交檢波電路由同步檢波電路(2)和正交檢波電路(3)所組成；b.選頻高放電路(1)輸出端並接於同步檢波電路(2)的輸入端和正交檢波電路(3)的輸入端；c.一個由正交檢波電路(3)、有源環路濾波電路(4)、壓控調諧振蕩電路(5)和90°移相電路(6)所組成的鎖相環電路；d.正交檢波電路(3)輸出端與有源環路濾波電路(4)輸入端相耦合，有源環路濾波電路(4)輸出端與壓控調諧振蕩電路(5)輸入端相耦合，壓控調諧振蕩電路(5)的輸出端與90°移相電路(6)輸入端相耦合；e.90°移相電路(6)輸出端信號與射頻信號同頻而輸出相位不同，輸出相位差為0°、-180°的數字脈衝信號輸入同步檢波電路(2)，而輸出相位差為-90°、-270°的數字脈衝信號輸入正交檢波電路(3)。
2.如權利要求1所述接收機，其特徵是a.同步／正交檢波電路由數字開關集成塊IC1及電阻R8、R9、R10、R11組成；b.90°移相電路(6)由雙D觸發器IC2A和IC2B所組成；c.一個由三極體T8及電阻R24、R25和電容C20、C21組成的可變低通濾波器；d.由三極體T5、T7組成的靜噪電路。
3.如權利要求1和2所述的接收機，其特徵是a.90°移相電路中的CP端接入用於精確調節相位的電位器W；b.90°移相電路中的兩個CP端之間串入反相器F；
4.如權利要求1和2所述的 接收機，其特徵是在同步／正交檢波器輸出端各分別串接電阻R8、R9、R10、R11。
5.如權利要求1所述的同步解調接收機，其特徵是在壓控調諧振蕩電路(5)中的變容二極體D1串接與主振電容C10聯動的可控制鎖定範圍的電容C17。
6.如權利要求1所述的 接收機，其特徵是採用正負雙電源供電，並通過電感L3為同步／正交檢波器IC1和運算放大IC4提供0電位偏置。
專利摘要一種同步解調接收機，它以同步/正交檢波電路，一個鎖相環電路代替傳統的超外差式接收機模式，並解決由二極體非線性檢波的失真大，頻響差，抗幹擾能力差的缺點，本裝置解調失真小，抗幹擾性能好，靈敏度高，並可實現全頻段統調和為頻率數字顯示提供接口。本機能使中波廣播提高收聽質量，提高同電視廣播和調頻廣播的競爭能力。
文檔編號H04B1/16GK2115620SQ9122731
公開日1992年9月9日 申請日期1991年10月23日 優先權日1991年10月23日
發明者鄭賢蓬, 鄭文獻 申請人:鄭賢蓬