1. MC3367的特點及功能
MC3367是一種新穎的低電壓調(diào)頻接收芯片,它由振蕩器、混頻器、中頻放大器、中頻限幅器和正交鑒頻器等組成。由于該芯片具有電源電壓低、靈敏度高、功耗低、低電壓監(jiān)視等特點,所以在頻率為 75MHz的窄帶音響設(shè)備和數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。同時,也成為無繩電話等通訊設(shè)備中的首選器件。
1.1 主要特點
MC3367低電壓調(diào)頻接收器有如下特點:
●電源電壓低;
●靈敏度高;
●信噪比為12dB時,信號源靈敏度為0.5μV;
●功耗低;
●內(nèi)含低電壓檢測電路;
●具有線性穩(wěn)壓電源;
●具有工作和備用兩種工作狀態(tài);
●內(nèi)含自偏置音頻緩沖器和電壓增益為3.2的數(shù)據(jù)緩沖器;
●內(nèi)含頻移鍵控 (FSK)的數(shù)據(jù)整形比較器;
●輸入頻帶寬;
●采用標(biāo)準(zhǔn)28腳表面封裝(SOIC)。
MC3367的引腳排列如圖1所示,各引腳功能如表1所列。
1.2 推薦工作參數(shù)
●電源電壓(VCC):1.1~3V;
●接收機(jī)允許電壓:0或VCC;
●1.2V選擇電壓:開路或VCC;
●射頻(RF)輸入電壓:0.001~100mV;
●射頻輸入頻率:0~75MHz;
●中頻頻率:4.55kHz;
●音頻緩沖器輸入電壓:0~75mV;
●數(shù)據(jù)緩沖器輸入電壓:0~25mV;
●比較器輸入電壓:10~300nV;
●工作溫度:0~+70℃。
2. MC3367的組成原理
MC3367是一種調(diào)頻窄帶接收器件,它能接收75MHz以下的音頻和數(shù)據(jù)信號。它的內(nèi)部電路如圖2所示,主要由低電壓監(jiān)測電路、數(shù)據(jù)緩沖器、音頻緩沖器、比較器、基準(zhǔn)電壓源、線性穩(wěn)壓器、正交解調(diào)器、中頻放大器和混頻器組成?,F(xiàn)對部分內(nèi)部電路做些說明。
2.1 低電壓檢測電路
當(dāng)電源電壓低于1.1V時,MC3367的20腳上將呈現(xiàn)出一個NPN晶體管集電極的開路輸出,這可以提高檢測電路的斷開電壓 。當(dāng)1.2V的選擇腳連到MC3367電源時,通過編程可使低電壓檢測器在VCC<1.1V時斷開,并以發(fā)光二極管指示低電壓故障。
2.2 數(shù)據(jù)緩沖器
數(shù)據(jù)緩沖器是一個電壓增益為3.2的同相放大器,為了能使它正常工作,必須給緩沖器外加一個直流偏置(約250mV),在實際電路中,通常利用一單級RC濾波器就能給數(shù)據(jù)緩沖器提供必要的直流偏置和某些檢測后的濾波功能。數(shù)據(jù)緩沖器也可設(shè)計為低通濾波器,它在3dB時頻率為200Hz。
2.3 音頻緩沖器
音頻緩沖器是一個電壓增益為4.0的同相放大器。當(dāng)音頻緩沖器和數(shù)據(jù)緩沖器作為有源濾波器使用時,它們可以合并使用,這樣能同時接收聲音和低速數(shù)據(jù)。由于音頻緩沖器是自偏置供電,所以,應(yīng)為交流耦合輸入。
2.4 比較器
比較器是一種集電極開路輸出的同相放大器,它可以接收1200比特頻移鍵控數(shù)據(jù)。通常在引腳15和VCC之間接一個上拉電阻,其值為100kΩ,當(dāng)負(fù)載電阻RL為100kΩ時,比較器的最高頻率僅為25kHz。比較器也是自偏置電路,因此,應(yīng)為交流耦合輸入。
3. 由MC3367組成的接收機(jī)電路
由MC3367和少量外圍元件組成的接收機(jī)電路如圖3 所示??梢钥闯?,當(dāng)射頻或中頻信號由天線接收后,首先經(jīng)混頻器混頻放大,并把它變換為中頻信號455kHz,然后將該信號送入中頻陶瓷濾波器FL1,經(jīng)濾波后的信號送入中頻放大器輸入端,再進(jìn)入第二個中頻濾波器FL2,經(jīng)二次濾波后的信號饋入中頻限幅放大器和檢波電路,從而恢復(fù)原來的低頻信號。該信號經(jīng)低頻功率放大器MC34119D放大,并推動喇叭發(fā)出聲音。
在該接收機(jī)電路中、FL1和FL2是中頻(455kHz)陶瓷帶通濾波器,它的輸入、輸出阻抗應(yīng)在1.5kΩ~2.0kΩ范圍內(nèi)選擇。它的設(shè)置能使電路獲得最好的鄰接信道和靈敏度。L1、C1和C2是諧振網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)射頻或中頻輸入時,它能在混頻器輸入和50Ω的阻抗之間提供良好的匹配。CC1和CC3是射頻耦合電容,在規(guī)定的輸入和振蕩頻率下,阻抗應(yīng)小于或等于20Ω。CC2亦是耦合電容,它能為振蕩信號和混頻器之間提供輕耦合。在規(guī)定的振蕩頻率下,它的阻抗應(yīng)在3kΩ~5kΩ之間。CB為旁路電容,在希望的射頻和本振頻率下,它的阻抗應(yīng)小于或等于20Ω。LC1是一個中頻諧振器,其頻率為455kHz。
4. 電路外圍元件選擇
為了能更好的發(fā)揮MC3367芯片的性能,設(shè)計電路時必須對它的外圍元件進(jìn)行分析和計算,選擇合適參數(shù),以滿足電路的要求。下面就圖3中的幾個主要外圍電路的元件參數(shù)說明如下:
4.1 天線輸入電路
天線輸入電路由電感、電容和電阻組成。這些元件的數(shù)值隨輸入頻率的不同而不同。表2是幾種輸入頻率條件下的天線輸入電路中元件的推薦值。
4.2 數(shù)據(jù)緩沖器的設(shè)計
數(shù)據(jù)緩沖器和音頻緩沖器在作有源濾波器使用時,其中心頻率和品質(zhì)因數(shù)的計算公式分別為:
fO=1/[2π(R1R2C1C2)1/2]
Q=1/[(R2C2/R1C1)1/2+(R1C2/R2C1)1/2+(1-K)(RRC1/R2C2)1/2
在設(shè)計過程中,盡量使R1=R2或C1=C2 ,這樣可以使以上兩個公式簡化。另外,電路的品質(zhì)因數(shù)Q不宜為負(fù)值,以免出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。為了能獲得最大平滑濾波效應(yīng),品質(zhì)因數(shù)Q的推薦值為0.707。
如果中心頻率fO=200Hz,再令C1=C2=0.01μF,R1=38kΩ,R2=4.2R1=180kΩ,K=3.2(數(shù)據(jù)緩沖器的開環(huán)增益),則Q =0.707。
4.3 音頻緩沖器的設(shè)計
設(shè)計音頻緩沖器時,其中心頻率fO=3000Hz,要使Q=0.707,則可按如下參數(shù)設(shè)計其電阻及電容的值:
C1=3900pF
C2=2.65C1=0.01μF
R1=R2=8.2kΩ
4.4 電源去耦電路的設(shè)計
MC3367有三個電源引腳(VCC,VCC2和VCC3),而這三個電源引腳都用同一個電源供電。其中VCC引腳只用電容去耦,通常用一個小容量電容(0.1μF)和一個大容量電容(10μF)并聯(lián)。而VCC2和VCC3引腳用RC旁路,其電阻、電容值通常為100Ω、10μF和330Ω、0.1μF。線性穩(wěn)壓器輸出引腳(17腳)通常用一個電容去耦,其值為1~10μF,圖3電路中使用1μF電容旁路,以保證MC3367的穩(wěn)定性。
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