汽车收音机应用环境的特殊性对电路性能具有更高的要求,而射频电路的设计是实现高性能的关键。本文介绍了TDA753的射频电路设计方法,作者根据实际设计经验提出了提高射频电路EMC特性和噪声特性的设计方法和措施,并指出了射频电路性能测试的注意要点。
射频电路是收音机电路设计的重点和难点,如果射频电路设计不好,收音机的噪限灵敏度和信噪比以及其它技术指标都会大大下降,甚至只能手动收到很少的几个广播电台,自动搜索电台功能失效。从收音机天线端的广播信号场强来看,信号的动态范围非常大,尤其是汽车收音机所处的环境变化快而大。
收音机射频电路通常很难集成进IC中,一般由分离元件组成前置低噪声放大器(LNA)和谐振带通滤波器。汽车收音机射频电路的作用从时域上看是要将微弱的广播信号放大,通过自动增益控制电路(AGC)为后级混频器提供稳定的载波信号强度;从频域上看,它要跟踪所选择的电台信号,滤除掉干扰信号如镜像频率(>60dB抑制)和本振频率,改善射频信号质量。
射频电路设计
图1是我们设计的汽车收音机射频电路方框图,它由天线滤波器和射频低噪声放大器以及谐振带通滤波器组成。该款汽车收音机的设计目标是噪限灵敏度为0dBu(30dB S/N)、音频信噪比64dB、自动搜索灵敏度小于10dBu,具有较强的抗邻频道干扰和其它干扰信号能力,实现MCU全自动调整功能。
图2是汽车收音机TDA7513的FM收音机部分射频前端电原理图。C31、C32、D2(1SV172)、C44组成调频波段天线信号调节电路,1SV172是VHF~UHF频段天线信号衰减器,它是电流控制型元件,随着电流的增大其阻抗减小。它受控于后级FM宽带AGC和窄带AGC合成产生的FMAGC电流,起控点为天线信号电平57dBu。L5、C36、V2(KV1410)、C43、R19、C45组成天线带通滤波器,带宽为12MHz左右。该天线滤波器可以人工用无感调批调节射频线圈L5,也可以通过MCU调节变容二极管V2,从而实现自动调整功能。
Q2(3SK126)、C38、R15、R20、C46、R21、C47、C41、R17组成低噪声射频放大器,增益为30dB。本设计中选用N沟道场效应管3SK126作射频放大器具有输入阻抗高、增益高和噪声低的优点,而且是电压控制型器件,设计简单。Q2受控于后级FM宽带AGC和窄带AGC合成产生的FMAGC电压,起控点为天线信号电平78dBu。T3、C34、V1(KV1410)、C28、C35组成RF谐振带通滤波器,带宽为8MHz左右,T3为FM RF变压器。该带通滤波器同样可以人工用无感调批调节T3,也可以通过MCU自动调节变容二极管V1。