基于锁相环集成电路CD4046的红外无线耳机设计

pll

第3卷第2 7期 2 0年6 09月

江汉大学学报 (科学版 )自然 Jun l fi g a nvr t( trl c ne) o rao J nh n i syNa aS i cs a U ei u e

V O _ NO. l37 2 J n.2 9 u 00

基于锁相环集成电路 C 44的红外无线耳机设计 D 06王为庆,沈博,覃海明(. 1中国地质大学机械与电子信息学院,武汉 4 0 7; . 30 4 2中国地质大学地球物理与空间信息学院,武汉 4 0 7; 3 04 3煤炭科学研究总院重庆研究院, .重庆 4 0 3 ) 0 07摘要:采用锁相环技术,通过调频方式实现一款红外无线耳机 .选用的锁相环器件 C 44是一种 D 06

低频多功能锁相环集成电路,具有使用简单,V O中心频率和捕获频率范围可调,功耗低等特点.该调 C频式红外无线耳机和调幅式红外无线耳机都具有供电方式多样,方向性好,音量可调节功能 .但其比调幅式红外耳机具有较宽的带宽和较强的抗干扰性 .关键词:锁相环 (L ) D 06 P L;C 44;红外无线耳机;频率调制

中图分类号:T 63 N 4

文献标识码:A

文章编号:17—1320)203 - 6 304(090—0 1 4 0

O前言信号的调制方式有三种,即调幅,调频及调

( c )和低通滤波器三部分组成 .C 44 vo D 06的内部结构框图如图 1所示 .

相….其中频率调制具有比幅度调制频率高,带宽宽,抗干扰强,同时比调相方式经济等特点 .锁相环技术 (L )是一种能自动跟踪输入信号 PL

相位的闭环自动控制系统 .技术在频率调制方该面应用十分广泛,遍及广播,电视,通信,雷达,导航,计算机及仪表等领域 _ 2 J .锁相环集成电路 C 44 D 06是一种低频多功能单片数字锁相环集成电路,最高工作频率 1 MH,电源电压 3 . 3 z~ 1 V. 8与类似的双极性单片锁相环集成电路相比, 功耗仅为其数百分之一,因而它在频率调制与解

调,频率合成,电视机彩色副波提取,F立体 M声解码,遥控系统,率的编码和译码等诸多方频面均得到了应用 .v ￡E E K

基于频率调制和锁相环技术的优点,文在本文献[的基础上介绍一种应用锁相环和红外技 3】

图 1 C 0 6内部结构图 D44

C 44是低功耗 C S型多功能数字环 . D 06 MO其主要参数如下: ( )工作电压 3 8 1~l V; ( )静态工作电流 1; 2 O

术制作而成,采用频率调制方式,用红外线传送音频信号的调频红外无线耳机 .该耳机具有供电方式多样,传输距离接近 1 I,音质较好,红外 0T I

信号基本不受电磁干扰,性价比高等特点 .

( )最高工作频率 1 z 3 .MH; 3( )

稳压管稳定电压 4 5 . v 4 .~61 . 4 5 C 4 4含有两个相位比较器 P I P I D 06 C与 CI .相

1锁相环集成电路 C 44介绍 D 06锁相环主要由相位比较器 (C, P )压控振荡器收稿日期:20一O 2 0 9 2— 4

位比较器 P I求输入信号为方波, C要并且要求方

作者简介:王为庆 (9 4一) 18,男,湖北监利人,硕士生,主要从事智能仪器设计与开发

pll

3 2

江汉大学学报 (自然科学版 )

总第3卷 7

波信号的占空比为 5 0%.而相位比较器 P I对 CI输入的方波信号占空比无此要求 .两个相位比在较器的输入端有一个前置放大器,可把 10mA 0 的微弱信号变为满电平的方波脉冲.C 4 4 D 0 6采用 1线双列直插式封装, 6各管脚功能如表 1所示 .表 1 C 44 D 0 6管脚功能表

2调频红外无线耳机设计原理调频红外无线耳机由发射机和接收机两部分组成 .图 3原理设计框图.图 4为发射机电路为

图,图 5为接收机电路图.为了求得供电方式多样,发射机和接收机均采用图 6的供电方式 .

管脚号, '

功

能

PI CI的锁定指示输出,锁定时为", 1,失锁时为 ' P I输出端 C的

阴阴图 3调频红外无线耳机设计原理框图

2

3相位比较器比较输入端 4 V O的输出端 C

21发射机电路 .

发射机电路 ( 4包括:( )锁相环集成电图 ) 1路 C 44构成的频率调制电路;( )红外发射 D 06 2二极管 D1D3 -构成的红外发射电路 .

V O的禁止端,设置""时,V O停止工作, C l C设置 '时,VC O工作

6外接电容端

78

外接电容端电源地端

9 VC控制输入端 O l低通滤波器经缓冲放大后的输出端 0

外接电阻R端,R,R,c1 DD决定V O的 1 l 2和V C, "振荡频率 1接R,R确定VC 2 2 2 O的最低振荡频率, Ⅲ. P I的输出端,它与2 CI脚通过外接低通滤波器后"送入 9 脚 1信号输入端 4,

为内部稳压二极管的负电压引出端,用时需要使外接限流电阻t n U i

l 电源VDD 6

图 4发射机电路图

V O的中心频率由图 1中的 V D,, 2 C D R1 R

和 C的关系曲线图决定 .当 C 4 4 1 D 0 6的供电电压为 5,为∞时,与 Rl I V ,C1曲线关系如图的

音频信号在" '端输入发射机电路 .调节 R,使 Q1 V e 1的 c接近 1 V,提高三极管的静态工

2示 ..表示输入信号的最小频率,所 范围由如下公式决定:2= 1

表示

作点,对音频信号不失真地放大 .大后的信号放被送人由 C 44 D 0 6构成的频率调制电路 .如图 4所示,V D为 5,R为 2 D V 3 MQ,C 44 D 06

的第 1 2

输入信号的最大频率 .当 I为∞时,锁定频率

/2[ nf R~,/.

-

fmI=一

脚悬空即其接人电阻阻值为∞, 3为 2 p . C 0 F根据() 1..

G

,

与 R,的特性曲线图可知 V O的中心频率 1 C1 C

由式 ()可知允许的频率偏移值 . 1\\,● \

约为 6 k z 0 H .因为人耳听到的音频信号在 2~ 0 0 2

00 z间,所以选择的调制频率.>4 k即 0H之 0 Hz

可 .音频信号经频率调制后,入由红外发射二进

\

\

_\

\

\ ,, .- \

极管 D1~D构成的红外发射电路 .这 3红外 3个发光二极管,选用 NE公司的 S 33 .因为 C E 0C

●

V

\ ' \\ , \-

\

_\ \\

\

S 33 E 0 C具有比较大的红外发射角度, 3用个指向 不同方向,可以达到接近 3 0的辐射角 . 6.

\

图2

与 Rl l的曲线关系图,C

22接收机电路 .接收机电路 ( 5括:( )外光电二极图 )包 1红

pll

20年第2 09期

王为庆,基于锁相环集成电路C 4 4的红外无线耳机设计等: D 06

3 3

∞

ld I 0

图 5接收机电路图

管 D -构成的红外接收电路; 2锁相环集成 4 D7 ()

作时,只需要 2的供电电流,能提供 2 m 0 A的电流输出.采用 S T 35 O 2—封装,节约 P B板面 C积 .红外无线耳机工作电压为 5V,图 6为耳机 系统供电电路图.耳机供电方式多样,以采用可两节 3电池,锂电池和蓄电池中任意一种 .号

∞组电路 C上4成的频率解调电路;( )集成电 D 06 4 3路 MA 72成音频功放电路 . X92 _构 4 接收机的 4个红外光电二极管选用上海欧光电子有限公司的 O I3 ML, P1T E应分别朝向 4个不同的方向.这样接收范围大,利于将红外信号有转化为电信号,然后进入由 C 44组成的解调 D 06电路 .接收机 C 44 D 06的 V O中心频率和发射机 C C 4 4的 V O中心频率一样 .输入接收机的载 D 06 C

3结语本文给出了基于锁相环集成电路 C 4 4 D 0 6的调频红外无线耳机系统的设计原理以及在硬件方面的具体实现 .这款红外无线耳机具有如下特

频信号频率为 2~6 k z O 0 H,则最大最小信号频率相差 4 k z 0 H .当 V D为 5 D V,R为 1 k C为 l 8 0, 5 0,

点:①耳机供电方式多样,可以采用两节 3号电池,锂电池和蓄电池中任意一种.②一个发射机

P L的捕捉范围由式 ()决定. L 2

2= ,:'尢, /

l二 l 厶R8 C5 '

r1,一

可以配若干个接收机,多人同时收听.③音量供的高低既可以通过调节音源的音量,也可以通过调节接收机 (耳机 )的音量按钮来实现.④

接收方向范围大,听者无论是否朝向发射机都能满收

由上式可得 f 2 0H,允许的频率偏移为士 5 z 20 z解调出来的信号进入由集成电路 MA 72 5H . X92构成音频功放电路 .通过调节 R 9和 R1,机的 0耳音量具有从大到小的调节功能 . 23电源电路 -

意收听 .⑤采用调频方式,具有比调幅方式更高的抗干扰特性 .制作成本低,性价比高 .

美信公司的一款电源线性稳压芯片MA 12E X 76] 具有过温,短路,正负反接保护,出电压稳定输功能 .它的供电电压范围宽,为 25 2V工 .~1 .

参考文献:【 O P N EM WIL K , A ABSH.号 l PE H I A】 L S Y A s N W 信与系统【 .树棠, . .安:安交通大学出版 M】刘译 2版西西社 .98 19.

【】罗伟雄 .相技术及其应用[ .京:京理工大学 2锁 M】北北出版社, 90 19. 【】王为庆,博,鹏 .一种调幅红外无线耳机的设计 3沈吴【 .汉大学学报: J江]自然科学版,o8 3:23 . 2o ( )3—4【】 MAX M. X9 2 MA 9 2 B p f[ B O] t: 4 I MA 7 2 X 72 . d E/ L .ht/ p/www. a i·cc m,2 07 m xm i.o 0 .

[】 MA M. X12 6 d【BO]hp/ w . xm. 5 XI MA 7 52 . fE/ L. t: wmai p t/ wi.o, 0 . cc m 2 03GND

图 6电源电路图

pll

江汉大学学报 (自然科学版 )

总第3卷 7

De i n o nf a e W i e e sH e dp neBa e n Ph s -o ke sg fI r r d r l s a ho s d o a e l c d

Lo p ntgr t d Cic tCD4 4 o I e a e r ui 0 6

WA i ig,S E B r a- n 3 NGWe qn H N e,Q N H i g— mi(.S ho f c ie n l tc nomai,C ia nvri f e si cs Wu a 3 0 4 h a 1 co l Mahn d e r fr t n hn ie t o G oc ne, hn 4 0 7,C i; o a E ciI o U sy e n2 n stt f o h sc dGe mais hn ies f o ce c s W u a 3 0 4 .I tueo Ge p y isa o t,C iaUnv ri o Ge sin e, i n c y t h 4 0 7,Ch; n ma

3 C og ig rn h C a Sine eerhIstt,C og ig 0 0 7 . h n q a c, o l cec sac tue h n q 0 3 ) nB R n i n4

A s a t P aelc e o P L eh oo yi api eina ido M f rd b t c: h s· k dl p( L )t n lg p l dt d s n f r o o c s e o g k F ir e n awie e she d h ne r l s a p o .CD40 sa mu tf n to a 46 i liu c i n lPLL n e r t d cr ui i o fe u nc n s i t g ae ic t n lw q e y a d ha r

te hrc r s la pi t n dutb Ocne eu n y n js be rq e c— e h aat s f i e p l ai,ajs lVC t f q ec d dut lf u nyl— c e o mp c o ae e r r a a a e ek dr n e 1 w o r O S n t . h M fa e r l s e d h n a es me u c in wi e g . o p we S de c .T eF i r r dwiee s a p o e s h a l a n h h t a nt t f o h

teA if rdwi l s ed} n c s a o s o e p l o do ett nadajs be h M r e r e a[ o e u ha r u w r u py o r n i ut l na e sh h s vi p s,g i a o n d av lm e Bu a d r e u n ywi t n~ n e n i n e e e c a eAM f r dwi— ou .

tt s i h wie q e c d a d s o g r t i t r r n et nt r f h a— f h h ir e r n a e ls e d h n . es a p o e h

Ke r s P aelc e o (L ) D 0 6 if rdw rl s ed h n; F y wo d: h s— k d o p P L;C 4 4; nr e i e a p o e o l a e sh M

(责任编辑:曾婷 )

(上接第 3页) 0

Ef ce y Cha g fS f c a ti ir fu di se i f inc n eo ur a t n M c o i cSy t m n l

YANG i M n( ol e f h s s dTcn l y C l g P yi eh oo,Wu a nvri,Wu a 3 02 C ia e o ca n g h Ui s n e t y h n 0 7, hn ) 4

A src:U izs h co udc hpma e f oy i tyso a e(D ) t sac b ta t ti e rf ii c i d p ldme l l n P MS, or erh l e t mi l o h ix et fe e c fe e t u f c n t e c os a ec a n l n r i a y c n to hedi r n eo f esofs ra t t we nmi r c l h n e do d n r o diin.Th e u t l a be a er s l

so s h th r i l cl o cnrt n ( MC h w a e ic el C n e t i C )wi i rae orso d dt er eo e t t C t a Mi e ao l n es r p n e t s fh lc c e oh i tr t f n e a ea e o u . wh c a s h fi in y o es ra t n l c a g t e a i o t r c r at v l me o i f o ih me n e e f e c f h u f ca t l h n ewi t t c t wi hh r t f n e f c r a o o u . h a o a e u f c n f c e c e e d nt es r a t n a i o i t ra e e l me T er s ni t t h ra t t i in yd p n s f ca t o a tv e sh t s a e o h u a t no ei tra e n t el u d o u e a, h c e s f i u d s ra e l r d c c i nt e c,a di h q i l mei t me t ei r a eo l i f c l e u e o h n f f i v sh s n q u wi t es ra t n nu i s ra ea e .t u a e s g t f c n r d cn e it ra i l e so . h u f ca t n t u f c a h sh s h l h e t e u i g t e fc a n i n o r t i e o h n tKe wor: s f ca t it ra i l e i n: m ir lu d c; Crtc l M ie l Co c n r to y ds ura t n: n e f ca tnso c of i i ii a c le n e tai n

(MC;p ldme yso ae(DMS C ) oyi t ll n P h ix )(任编辑:陈责旷)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/agm1.html