K174XA42 - 单芯片调频收音机接收器。方案、说明

K174XA42 - 单芯片调频收音机接收器。无线电电子电气工程百科全书

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微电路 K174XA42A 和 K174XA42B 设计用于调频信号的经济型广播和通信接收器。微电路包含超外差 FM 接收器的所有功能单元（从天线输入到 AF 输出），并且需要最少的附件来实现它：一个谐振 LC 电路、几个电容器和一个电阻器。

这种接收器的调整归结为设置本地振荡器电路 - 设置范围限制。由于低中频 - 70 kHz，这成为可能，这使得可以使用不可调谐的 RC 滤波器进行信号选择，放弃关键的带通谐振 LC 滤波器。

输入信号偏差的大值 - 50 和 75 kHz - 在低 IF 下会导致 AF 信号失真。为了消除它们，使用了频率反馈系统，它将偏差减少（“压缩”）五倍 - 分别高达 10 和 15 kHz。该微电路配备了高效的噪声抑制相关系统（静音调谐 - BSN）。它在不准确的调谐、近噪声输入以及调谐到图像通道时抑制音频信号。

K174XA42A 设备设计用于通信无线电接收器。和 K174XA42B - 用于家用广播接收器。 K174XA42 微电路还可用于电视设备的无线电路径、带有无线电频道的电话、个人和商业无线电通信系统、寻呼设备、安全设备和遥控设备。所需的外部元件数量少、易于设置且成本低，使其非常适合在业余无线电设计中广泛使用。

该微电路采用塑料外壳生产，有两种版本：K174XA42A - 采用 2104.18 引脚封装 4-238.18 (3-174)，K42XA2103.16B - 采用 9 引脚封装 238.16-2 (1-2,5)。外壳图纸如图所示。 174、器件质量不超过42g，K7000XA174A的完整模拟是TDA42微电路； K7010XAXNUMXB 和 TDAXNUMX 仅外壳类型不同。

图1（点击放大）

用于接通微电路 K142XA42A 和 K174XA42B 的典型电路如图 2 所示。分别如图 174a 和 b。引脚 K42XA1A：引脚。 2 - 相关器滤波电容的连接；别针。 3 - AF放大器输出（集电极开路）；别针。 4 - 噪声发生器电容器的连接；别针。 5 - 按频率连接OS环路滤波电容；别针。 6 - 正功率输出；别针。 7 - 本地振荡器的LC电路的连接; 别针。 12-13,14 - 中频带通滤波电容器的连接；别针。 15 - 射频信号放大器的输入；别针。 1 - 限幅放大器16的输入电路的电容器的连接；别针。 17 - 一般结论; 负功率输出：引脚。 18 - 频率检测器移相器电容器的连接；别针。 XNUMX-连接相关器移相电容。

图2（点击放大）

与 K174XA42A 相比，K174XA42B 芯片没有引脚 3 和 10，这就是其引脚排列中引脚编号相应偏移的原因。

Tacr 的基本电气特性。 cf ° 25±10°C

额定电源电压，V....4,5
电流消耗，mA，仅此而已....8
射频输入频率，MHz....5...150
灵敏度（输入电压电平限制 -3 dB），µV....6
输出电压 ZCH, m.... 100
非线性失真系数，%，不超过 .... 0,5
在电源电压下，放大器的集电极开路电路中负载电阻的电阻为 34，kOhm，不超过
4,5 V...22
9 伏....47
信噪比*，dB，不小于....50
AM* 分量的抑制系数，dB，不小于....50

* 这些参数是在以下条件下测量的：电源电压 4,5 V，RF 输入频率 69 MHz，频率偏差 -+50 kHz，基频 1 kHz；测量 AM 抑制比时，调制深度为 30%。

参数的最大允许值

电源电压，V....2,7...9
最大射频输入电压，mV....200
工作温度范围，С....-10...+55

K174XA42A 器件的简化功能图如图 3 所示。 XNUMX.

FM 接收器是根据具有单频率转换的超外差方案构建的。放大后的输入信号与本振信号混合。由于取自混频器输出的信号的中频 (IF) 相对较低，因此转换侧分量的幅度非常小，以至于在中频信号放大器的输入端几乎不存在它们。

图3（点击放大）

提供有源四阶中频滤波器以抑制带外信号。滤波放大器-限幅器1的输出信号对幅度进行归一化。限幅放大器 1 具有较大的增益（超过 90 dB）和动态范围。转换后的 IF 信号被馈送到频率检测器的输入端，同时被馈送到相关器的输入端。

频率检测器是一个频率电压转换器。解调后的低频电压首先提供给第二个限幅放大器，然后提供给本地振荡器，关闭系统中的频率反馈回路，然后提供给无噪声调谐系统（BSN）开关的输入然后到AF前置放大器和接收器输出。

相关器的输出信号用于控制BSHN系统的开关，从而抑制局间干扰。

除了这些节点之外，微电路还包含一个内部电源电压调节器（图中未显示）、一个 AF 输出放大器（在图中显示为晶体管 VT1）和一个包含在 BSHN 系统中的噪声发生器。噪声发生器模拟 FM 噪声，并在从一个接收电台切换到另一个电台或调谐不准确时通过开关连接到 AF 前置放大器的输入端。这些情况下的噪声信号表示接收放大路径的可操作性。 K174XA42B 芯片不控制噪声发生器。

接收器采用频率反馈解调——解调器的输出 AF 信号用于适当偏移与 IF 信号反相的本地振荡器频率。这样可以减少 IF 信号的频率偏差，从而使输出信号几乎完全不存在谐波失真。如果本振振荡电路的电容Co≤Sk+Cpar+Cvar按经验关系式Co≤Fo/2（Ck为环路电容）选取，即可得到所需程度的“偏差压缩”。电容器，Spar 是电路的寄生电容，Cvar 是变容二极管（调谐元件）的电容，电容各处以皮法为单位；Fo 是环路调谐频率，以兆赫为单位。该表达式适用于 VHF-1 和 VHF-2 频段中的所有频率，使您可以确定本地振荡器电路的参数 - 电容器的电容，然后是线圈的电感。

中频微电路的有源带通滤波器由三部分组成：二阶高通滤波器、一阶带通滤波器和一阶低通滤波器（见图 4；电容器的编号对应于图 2，a)。

图4（点击放大）

粗点表示微电路的引脚。根据已知关系 [70] 确定系统传递函数的外部电容器额定值和 1 kHz IF 时链路的截止频率值：

LPF-II 链路：C9 = 3300 pF，C13 = 180 pF，fo = 94 kHz；

链路 PF-I：C4 = 330 pF，C1 = 3300 pF，fv = 103 kHz，fn = 10,3 kHz；

LPF-I 链路：C2 = 150 pF，fo = 88,4 kHz。

带通滤波器的应用电路设计提供了高选择性、最低功耗和良好的动态范围。带通滤波器的幅频特性如图5所示。 XNUMX.

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Ris.5

BSHN 系统用于抑制杂散接收信道的信号。系统的运行是基于中频信号与同一信号的相关性，延迟和反相。两个信号都被馈送到相关器的输入端。如果直接信号Upf是一个恒定周期的相干脉冲序列（如接收广播电台的情况），那么信号延迟U'f应该等于重复周期。这种信号是通过将直接信号反相而获得的。

信号被相位滤波器反转和延迟（图 3 中的图中未显示）。通过对电台的微调，两个信号的形状相同并且具有高度的相关性（图 6a）。失谐时，信号 u'pch 的相位相对于直线发生偏移（图 6,6）——相关性很小。由于干扰或噪声，信号 U'pch 的周期和形状会发生显着变化（图 6，c）；在这些情况下，实际上没有相关性。

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Ris.6

基于这些信号的比较结果，相关器产生一个用于开关的控制信号，该控制信号平滑地打开高相关性的AF放大器或低相关性的噪声发生器。这消除了各种咔嗒声、噪音和刺耳的声音到接收器输出的通道。

频率解调器和相关器操作所需的示例电压由具有单位增益的运算放大器上的内部有源移相器形成，移相器（移相滤波器）在频率 fpch 处提供 n / 2 的信号相移= K / Cf，其中 Cf 是连接到引脚的电容。 17个微电路（见图3）。由于微电路的电阻器 R2 和 R3 的电阻如图所示，并且电容器 Cf 的电容等于 330 pF（图 7 a 中的 C2），因此 fpch = 70 kHz。输入和输出信号 Upch 和 U'pch 在任何频率下电压保持相等。

在相关器中，一个内部移相器带有一个连接到引脚的外部电容器。 18，将相位移动另一个 n/2。因此，信号的总相移将为 180°。在将其中一个信号反转后，将它们进行比较。

具有频率反馈的 BSHN 相关系统最终为电台提供了单个接收通道和微调。相关器的输出（来自引脚 1）可用于控制调谐指示器。

电容器 C16（见图 2，a）决定了静音调谐系统的时间常数。 R1C12 滤波器设置 AF 预失真校正电路的时间常数。进入 AF 路径的噪声水平取决于电容器 C11 的电容；电容越大，噪音越大。如果需要确保绝对无噪声调谐，则不连接该电容器。

电容器 C10 在频率上是 OS 环路滤波器的一部分。它消除了频率检测器输出的中频杂散，并确定了反馈环路的时间常数；也影响路径的幅频特性的形状。

电容器C15是微电路电源电路中的滤波器。电容C5将微电路的平衡射频输入变成不平衡输入。安装电容器C5时，需要尽可能缩短其端子，并采取措施减少与本振电路的感性和容性耦合。电容C6为限幅放大器1本地反馈电路中的滤波电容，C7和C8分别为鉴频器和相关器相位滤波器的移相电容。米。图7说明了在输入RF信号频率fin、偏差和调制频率Fm以及RF信号Uin的标称输入电压为固定值时，AF输出电压Uoutp对电源电压Upit的依赖性。

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图。 7

图上。图 8 显示了 AF 的输出电压的相关性。 9 - 信噪比，并在图。 10 - 来自输入射频信号电压的谐波系数。

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文学

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作者：P.Polyatykin，莫斯科；出版：N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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