宋國林 陳瑞霞 汪 蕾 鄭州大學(xué)西亞斯國際學(xué)院 河南鄭州 451150

電視無線耳機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

宋國林 陳瑞霞 汪 蕾 鄭州大學(xué)西亞斯國際學(xué)院 河南鄭州 451150

河南省科技廳項(xiàng)目（152102310369）

本文所研究的電視無線耳機(jī)的接收部分組成。發(fā)射部分與電視機(jī)的音頻輸出設(shè)備相連接，從音頻輸出設(shè)備輸出的音頻信號放大后經(jīng)過頻率調(diào)制，經(jīng)過功率放大由發(fā)射部分向空間發(fā)射。而接收部分由具有調(diào)頻收音機(jī)全部功能的集成芯片TDA7088T所控制，將從空間接收到的已調(diào)信號經(jīng)過鑒頻，還原其原始信號，經(jīng)過放大處理后輸出。發(fā)射頻率與接收頻率均在88MHz～108MHz之間的通頻帶上。

發(fā)射；接收；調(diào)制與解調(diào)；TDA7088T

0　引言

電視無線耳機(jī)存在以下幾種傳輸方式：常見的有感應(yīng)式無線耳機(jī)，它的發(fā)射部分必須要固定的安裝，一般會(huì)安裝在房間的墻壁、天花板等地方，因此在室外無法使用，這是這種傳輸方式的限制和不足之處。紅外線無線耳機(jī)雖然能在室外使用，但是其本身具有很高的指向性要求，衍射性又比較差；因此使用這款耳機(jī)時(shí)，耳機(jī)與發(fā)射器必須控制在特定的方向角內(nèi)，否則將無法收聽到清晰的聲音信號。藍(lán)牙耳機(jī)技術(shù)的缺點(diǎn)是它傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小，在使用雙聲道時(shí)也同樣如此。這是因?yàn)楦叩皖l信號被壓縮了，而中頻信號只能用于語音通話方面。在藍(lán)牙技術(shù)中，信號的傳送方式是包傳遞，只有形成足夠的數(shù)據(jù)量后發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包出去。這會(huì)造成聲音回放時(shí)有延時(shí)的現(xiàn)象。 2.4 GHz無線耳機(jī)使用的是2.4 GHz頻段無線載波技術(shù)和P2P通信協(xié)議。它的缺點(diǎn)是：價(jià)格昂貴，近期內(nèi)很難普及。而調(diào)頻信號具有以下優(yōu)點(diǎn)：衍射性強(qiáng)、傳輸距離較遠(yuǎn)、無角度限制，可以隨意走動(dòng)。它還可以通過改變發(fā)射功率和接收天線靈敏度來進(jìn)一步提高傳輸距離。除此之外， FM還可以實(shí)現(xiàn)“一對多”的無線音頻廣播系統(tǒng)，而且穿透能力強(qiáng)，即便是有墻壁的阻擋也不成問題。 FM技術(shù)主要的缺陷就是保密性不強(qiáng)，極易受到干擾、出現(xiàn)串頻等現(xiàn)象。

經(jīng)過上述比較分析，調(diào)頻信號具有以下優(yōu)點(diǎn)：衍射性強(qiáng)、傳輸距離較遠(yuǎn)、成本低、無角度限制，可以隨意走動(dòng)，非常適合應(yīng)用在電視無線耳機(jī)上。本文嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)方案，采用專用集成電路，在最大程度上克服FM無線技術(shù)的缺點(diǎn)，使其在家庭電視耳機(jī)方面應(yīng)用更加廣泛。

1　電路設(shè)計(jì)

調(diào)頻式電視無線耳機(jī)是把從音頻輸出設(shè)備中分離出的聲音信號通過頻率調(diào)制的方式發(fā)射，并在靜音的情況下，對音頻信號進(jìn)行無線接收，清晰的收聽到各臺節(jié)目。本方案重點(diǎn)研究的是數(shù)字調(diào)頻接收部分。它的主要功能是將從空間接收到的已調(diào)信號經(jīng)過鑒頻，還原其原始信號輸出。發(fā)射機(jī)則是把經(jīng)過頻率調(diào)制和功率放大器放大的電視音頻信號通過天線發(fā)射到空間的電子設(shè)備，配合接收耳機(jī)使用。

接收電路的工作原理如圖1。電路由耳機(jī)做天線接收信號，電臺信號進(jìn)入芯片的11，12引腳，經(jīng)它們輸入的天線信號進(jìn)入混頻電路與芯片內(nèi)部5腳處的本振（壓控振蕩器VCO）信號混頻后得到70kHz的中頻信號。該信號經(jīng)頻帶寬度在88MHz-108MHz之間的帶通濾波器，濾除掉通帶外的信號。并在運(yùn)算放大器的作用下進(jìn)行中頻放大，信號又從8腳輸出，進(jìn)入9腳、 10腳的中頻限幅器和13腳的環(huán)路濾波電路中進(jìn)行中頻限幅和濾波，得到中頻之后，經(jīng)過正交解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)。

解調(diào)后得到的音頻信號又通過環(huán)路濾波器反饋到壓控振蕩器VCO，因此構(gòu)成所說的頻率反饋環(huán)路（FFL）令接收信號的頻率偏移量降低到原量的五分之一，以確保接收的穩(wěn)定性，從而使音頻信號經(jīng)低頻放大后由2腳穩(wěn)定輸出。線圈L3、 L4被設(shè)置連接到耳機(jī)插座，采取這種措施的目的是為了防止耳機(jī)對天線信號的旁路作用。發(fā)光二極管作為電源指示電路。電容器C18的設(shè)置是為了改善接收機(jī)的音質(zhì)效果。電容器C19是具有對電源起到濾波的效果。

圖1　接收電路原理圖

2　系統(tǒng)調(diào)試

一般調(diào)頻接收機(jī)的接收頻率是88MHz—108MHz。連通接收機(jī)電源，按下RESET（復(fù)位）鍵后，就可以開始在接收頻率范圍內(nèi)接收調(diào)頻廣播了。按下SCAN（選臺）鍵，則能接收到調(diào)頻節(jié)目；再次按下該鍵后，接收機(jī)就會(huì)自動(dòng)的向頻率高端搜索下一個(gè)節(jié)目；直到按下選臺鍵后，調(diào)頻節(jié)目仍不變?yōu)橹?。如果想要搜索更多的?jié)目，此時(shí)則需略微調(diào)松線圈L1的間距即可。

將發(fā)射機(jī)接通電源測試其靜態(tài)工作點(diǎn)。將調(diào)頻發(fā)射機(jī)中線圈L1短路，若發(fā)射電路發(fā)生比較大的靜態(tài)工作點(diǎn)變化，則表明線圈短路前電路已經(jīng)開始振動(dòng)。將發(fā)射器接到電視音頻輸出設(shè)備上，給發(fā)射器裝上9V電池，使其發(fā)射電路通電。按下接收器RESET（復(fù)位）鍵后將其復(fù)位，復(fù)位后按下SCAN（選臺）鍵選臺。接收到的第一個(gè)臺應(yīng)該是發(fā)射機(jī)發(fā)射的88MHz，中間可以收聽到調(diào)頻廣播的電臺，最后可以接收到108MHz的信號。接收機(jī)從88MHz—108MHz都能接收到信號，則說明調(diào)試完成。如果接收不到高頻端在頻率108MHz的節(jié)目，為使接收頻率增高就需要把接收器上的松線圈L1調(diào)整一下，使它略微調(diào)松（L1電感減少）。相反，低頻段88MHz收不到，可以將線圈L1間距縮小，正常情況下都能調(diào)試出來。

［1］ 黃智偉 《無線發(fā)射與接收電路設(shè)計(jì)》 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.5 ：55-60

［2］ 李式巨，姚慶棟，趙民建 《數(shù)字無線傳輸》北京：清華大學(xué)出版社，2007.8 ：89-94

［3］ 沈偉慈 《通信電路》 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.5 ：187-195

［4］ 胡宴如《高頻電子線路指導(dǎo)》 北京：高等教育出版社，2006.5 ：200-207

［5］ 楊國治，王立峰，楊東光 《實(shí)用電子制作實(shí)例》 福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2000.11：34-36