数显高灵敏度FM调频立体声前端的制作

这款数显FM调频立体声前端灵敏度指标达到至今仍被认为很高的0.5μV 20dB S/N级别，具备电调谐带自动频率对准和无信号静噪、RSS场强表指示等功能，适合于作远距离接收本地或外地调频立体声节目广播，其厂制品售价90年代末在国内无线电爱好者圈内曾引起过不小的争议。整机前级采用模块化的组件，数字频率显示SC3610，而IF中频及立体声解码电路部分其原型及详细工作原理则可在《高频电路设计与制作》第6章所介绍的电路中找到。

整机原理图

整机由MG-205V卡式FM收音机专用前端组件、东芝TA730集成电路3中频放大和TA7343立体声解码电路组成。MG205V高频电子调谐器采用压控（电压控制）方式来改变LC回路参数实现电台的频率调谐，可以CPU微电脑芯片接口，实现自动调谐、存台等功能。MG-205V组件由一只低噪声双栅场效应管构成前级放大电路，由三只高频晶体管组成本机振荡、混频及本振输出电路，结构紧凑、大量采用SMD贴片元件，体积小性能稳定，在众多卡式及汽车音响中得到广泛应用。以下我们将按电路各组成单元分别说明。▲MG-205V FM高频电子调谐器

EG-205V推荐使用条件环境温度-20~ 60℃大气压力86~100Kpa相对湿度不大于95%(环境温度 40℃)工作电压DC8.2V±10%(极限10V)　EG-205V主要技术指标参数接收频率范围87.5~108.0MHz(富裕量≥3%)中频抑制≥60dB中频输出频率10.7MHz±0.2MHz1/2中频假像抑制≥65dB调谐电压范围1.5±0.3V~7.0±1.0V本振二次谐波抑制比≥60dBAGC工作电压5~0V(22±8dB)IF中频带宽≥300KHz功率增益29dB±5dB(98MHz)本振温度漂移±25KHz(20℃±40℃，测试频率98MHz)增益差≤6dB本振电压漂移±35KHz(8.2V±10%，测试频率98MHz)噪声系数≤8dB本振强信号干扰漂移≤30KHz(60dBµ~120dBµ)输入阻抗75Ω本振停振极限电压4.5V输出阻抗300Ω振荡信号输出幅度≥100mV(1KΩ)假像抑制≥60dB工作电流20±10mA

▲FM IF用陶瓷滤波器与TA7303P

中放电路采用了两只陶瓷滤器以确保有较高的选择性。陶瓷滤波器性能会影响本机的性能，应选择较为正规的产品。本电路选用了村田的型号为SFEl0.7MHz，其3dB频响带宽28050kHz，插入损耗≤6dB。村田的SFE 10.7系列尚有S2、S3、MJ后缀的，带宽依次减少，均可以提供大致35dB以上的带外衰减量。

陶瓷波波器的安装及焊接应注意方向性。

TA7303P是一个内含三级差分JF放大及FM鉴频的集成电路。和我们较为熟悉的其它IC相比，它还多了静噪及RSSI表功能。这样一来选择TA7303P使我们在收听FM广播的同时，可以清楚地知道自己当前所处环境的信号强度。另外，无台或选台时那种讨厌的FM特有的刺耳噪声也会消失得无影无踪。有关TA7303P及调频立体声更多的资料及介绍参见《高频电路设计与制作》第六章 FM解调/中频放大电路设计及制作 一文。

FM IF用陶瓷滤波器[摘自村田制作所(株)的Sheet data] 陶瓷滤波器可以看成是极尖锐的LC滤波器品名3dB带宽(KHz)20dB带宽(KHz)插入损耗dB3dB带外衰减量SFE10.7MA5280±50≤650≤6≥30SFE10.7MS2230±50≤600≤6≥40SFE10.7MS3180±50≤520≤7≥40SFE10.7MJ150±50≤400≤10≥40▲输出输入匹配阻抗：330Ω

▲自动增益控制(AGC)及AFC电路

由于TA7303P存在着一个RSSI表输出端子，我们在这里还给它派上一个额外用场，即用它来驱动BTK―20高频组件里的ACC电路。具体的控制过程是由N7及少量外围电路来实现的，接收的信号越强，TA7303P的RSSI输出电压就越高，N7所控制的AGC控制电压也越低，从而使整机的增益降下来。在这个AGC控制电路里，R32和R33决定AGC起控点，R35及R36则决定起始AGC量。另外，为了防止AGC响应上的抖动所带来的负面影响，我们加上了C46，它的值大小决定了AGC响应的快慢。

自动频率追踪AFC是借助了一番技巧来实现的，实际上，无论是TA7303P或MG-205V组件都没有提供专门的AFC控制端子，但我们却可以利用TA7303P FM解调后的直流成份(8脚A点)，巧妙地通过一个电阻“叠加”到BTK―20的调谐端子上来实现AFC的目的，而不必为AFC电路大动干戈。这个AFC用电阻的阻抗一般取值在470K~2.2M之间。

▲立体声多重解调电路TA7343AP

在立体声还原电路部分我们使用了TA7343AP，它集成了副载波产生电路，相位比较及FM鉴频电路。实际上本机的立体声解凋渎者还可以使用认为喜好的任一款1C。有关TA7343AP及调频立体声更多的资料及介绍参见《高频电路设计与制作》第六章FM立体声解调电路设计及制作一文。这里不再对其性能参数作详解。

▲频率及时钟显示驱动电路SC3610

SC3610是一块频率及时钟显示电路，用来显示AM/FM频率以及12小时制时钟。它采用CMOS工艺制成，在时钟显示模式时，具有低功耗的特点。SC3610有多种封装型式，在本制作中采用其SOP封装规格。

主要特点：

带预分频器的FM前端输入可输入的最高显示频率为150MHz

AM端可输入的最高显示频率为30MHz

LCD显示驱动结构为：3个公共极驱动，?3个字符段驱动，1/3偏置，能进行4个数字的显示驱动

外接32 768kHz晶振的片上振荡器

对于FM信号，中频频率补偿为10.7MHz或70KHz，对于AM信号，中频频率补偿为455kHz

内部时钟显示为12小时显示模式，可供选择的时钟或频率显示选择

电源电压工作范围：2.8V~3.3V

PDF文件资料下载：

sc3610.pdf

（SC3610典型应用电路及独立应用单元PCB）

电路原理图

PCB墨稿

PROTEL格式文件

器材供应

整机元器件选择及制作

整个接收装置选用优质的单面玻璃纤维印制板，全部的电阻器件选用了l/16W规格并卧式安装，小容量的瓷片电容也应选择卧式管状AXIAL0.3的规格。陶瓷滤波器其对应的1脚的壳体上标有园点，应注意这是输人端。

TA7343AP其4脚的102电容因设计立体声解码的稳定性从而直接影响到输出的音质，故应该选择温度系数良好的聚脂类电容。调谐选台用的电位器，其经常扭动也是为了达到精确调谐的目的，应采用多圈式电位器，线绕或玻璃轴材质的，这类电位器虽价格不菲，但长期使用性能可靠。当然，如果AFC自动频率追踪量选得足够大的话，也可以采用一般的电位器。

▲LCD液晶显示屏及“斑马连线”和业余热压工具

液晶的发现是由奥地利植物学家F・Reinetzer在一百年前完成的，在电子产品上的应用，则是在1961年，由美国RCA公司普林斯顿试验室的年轻电子学者F・Heimeier完成的。

液晶依据其成像方式工作电压等主要分为TN、HTN、STN、FSTN等系列。

具体的液晶屏元件一般是专用的，譬如我们在这里准备用的液晶屏就是为SC3610配套而专门设计及生产的TN型超低压驱动型号，如果换为一般数子电表里的液晶屏或通用标准产品，则会造成无法显示或缺字段等问题。

SC3610用LCD低压液晶显示屏及“斑马连线”、业余热压工具

器材供应

整机组装及调试

整机元件组装完毕并确认无误后，可以串接人电流表通电观察整机电流在不大于80mA后再进行下述的调试：

为机子接人短天线，音频放大器，喇叭和RSSI表，RSSI表可以选择任意一款有2.5-5V左右量程的电压表，中频信号强度在20dBµ-100dBµ范围变动时，TA7303P的RSSl输出在0―5V之间，如果选择了小量程的电压表，可以通过调整VARl来得到适应。

通电调谐应立即可以收听到FM广播电台的播音。如果不是，则应首先检查TA7303P的工作状态。如果没有示波器之类的设备，用金属捏子碰触其输入端，应该可以听到较明显的沙----干扰声甚至于杂乱的电台信号。

L5是中放鉴频电路里一个较为关键的元件，调整也很简单，可以在整机收到电台的情况下，用无感起子，旋扭L5一直到RSSI表指示最大为止（此时立体声指示LED应该点亮），也可以在无台非静噪时处调整使喇叭的噪声最大。

MG-205V组件VT端的电压决定了其收信范围，此部分已由R15、R17所箝位。由于组件生产的统一性无须在此多花功夫。AFC用电阻决定了本机频率的自动追踪范围，一般取值1.2M左右，对应的AFC范围在150kHz左右，如果减少该电阻的阻值，会使AFC范围相应加大，但这样做有可能会损失部分鉴频的增益。

VAR2决定了本机无台或搜索时“静噪”的起控阀值，可以在无台时，将其调整到刺耳的FM噪声刚好消失为止，也可以将VAR2单独装出面板，视情况调整。

在将整机用于远距离FM广播电台的接收时，中频的电路应加装双面屏蔽盒，这样做，可以使整机灵敏度提高约6dB。

最后粗略估测一下整机的总装质量和性能指标。方法是完全去掉焊在TPl的天线，仅靠电路板感应到的信号，在市区，若本机仍能良好收听到FM电台的广播并在室内移动时无过多死角，此时可以认为本机的档次已经达到或基本接近一台专业级高档接收机的水准。

(此PCB墨稿为1:1图，也可利用激光打印机直接出稿制板)

PCB文件格式下载：

sc3610.pcb