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第2章　调　谐　器 第第2章　调　谐　器章　调　谐　器2.1 AM调谐器基础知识调谐器基础知识 2.2 AM调谐器相关知识调谐器相关知识2.3 AM调谐器拓展知识调谐器拓展知识 2.4 FM调谐器基础知识调谐器基础知识 2.5 FM调谐器相关知识调谐器相关知识 2.6 FM调谐器拓展知识调谐器拓展知识 2.7 数字调谐器基础知识数字调谐器基础知识 2.8 数字调谐器相关知识数字调谐器相关知识 2.9 数字调谐器拓展知识数字调谐器拓展知识 第2章　调　谐　器 　　2.1　　AM调谐器基础知识调谐器基础知识 2.1.1　　AM调谐器的组成调谐器的组成　　AM调谐器采用超外差接收方式，其电路主要由输入调谐回路、变频器、中频放大器、检波器和自动增益控制电路等组成，如图2－1所示 第2章　调　谐　器 图2－1　AM调谐器电路组成框图 第2章　调　谐　器 2.1.2　　AM调谐器的工作原理调谐器的工作原理　　　　1．输入调谐回路．输入调谐回路　　1）输入调谐回路的作用与要求　　输入调谐回路位于接收天线与变频器之间，其作用是从天线上接收下来的各种不同频率的无线电信号中选出所需要接收频率的电台信号，并同时抑制掉其他无用信号及各种噪声信号。

　　对输入调谐回路的性能主要有三个方面的要求，其一是选择性好，即要求选择有用信号，抑制干扰信号的能力要强；其二是频率覆盖要正确，即要求通过输入调谐回路选择出的信号频率可覆盖波段内所有电台的信号；其三是电压传输系数要大，即要求该电路输出电压与输入电压的比值要高 第2章　调　谐　器 　　2）输入调谐回路的结构与工作原理　　AM调谐器常用的输入调谐回路主要有图2－2所示三种结构，其中的图2－2（a）为磁性天线输入调谐回路，图2－2（b）、（c）为外接天线输入调谐回路 第2章　调　谐　器 图2－2　输入调谐回路的电路结构 第2章　调　谐　器 　　在图2－2（a）中，由磁棒上的初级调谐线圈L1与双联（或四联）电容的其中一联C1a构成串联谐振电路，C2为补偿电容当空间各个不同频率的广播电台信号的电磁波穿过磁棒时，会在调谐线圈中产生出不同频率的感应电动势，并形成感应电流通过调节电容C1a，使回路谐振频率等于某一电台信号的频率时，回路对该信号呈现的阻抗最小，该频率信号在回路中的电流达到最大值，于是在调谐线圈两端出现对应于该频率的最大信号电压此电压通过次级耦合线圈L2送到后级的变频电路　　在接收短波（包括调频波）广播时，为提高接收机的灵敏度，常使用外接天线输入方式，即外接拉杆天线通过耦合电容或电感接入到输入调谐回路中，如图2－2（b）、（c）所示。

第2章　调　谐　器 　　　　2．变频器．变频器　　1）变频器的作用与要求　　变频器是超外差接收机的关键组成部分，其主要作用是将输入调谐回路送来的高频调幅信号变换成为固定的中频调幅信号，变换后仅改变了载波的频率，而载波的调制特性并没有发生变化　　对变频器的性能要求主要是选择性好、失真小、稳定性高，并要求有良好的频率跟踪特性 第2章　调　谐　器 　　2）变频器的组成与工作原理　　变频器一般由混频器、本机振荡器和中频选频回路组成，其电路结构如图2－3所示　　混频器是变频器的核心，它通常由非线性元件——晶体三极管构成，利用晶体三极管的非线性将输入的高频信号与本机振荡器产生的信号进行混合，产生中频信号本机振荡器一般采用变压器反馈式LC振荡回路，用于产生等幅高频信号f2，其信号频率总比输入回路选取的高频信号f1高一个固定的中频频率fi=465kHz（称为中频频率）中频选频回路的作用是从混频器输出的不同频率的信号中选出中频信号，同时滤除其他干扰信号第2章　调　谐　器 图2－3　变频器电路的组成第2章　调　谐　器 　　　　3．中频放大器．中频放大器　　1）中频放大器的作用与要求　　中频放大器位于变频器与检波器之间，其作用是对变频器送来的中频信号进行放大、选频，以达到正常检波所需要的信号电平。

由于中频放大器性能的优劣对整机的灵敏度、选择性和整机频率特性等具有决定性的影响，因此，对中频放大器的性能提出如下要求：　　（1）增益要高中频放大器的增益越高，整机的灵敏度就越高，一般要求中放级具有60~70dB的增益这样，中频级一般由3~4级放大器组成，现代的调谐器由集成电路完成 第2章　调　谐　器 图2－4　中频放大器的谐振曲线 第2章　调　谐　器 　　（2）选择性要好选择性是指从变频器输出的信号中选出有用信号（中频信号）及抑制干扰信号的能力选择性的好坏主要取决于中放级的负载（LC谐振回路），LC谐振回路的谐振曲线越接近于理想选频特性，中频放大电路的选择性越好，滤除干扰信号的能力越强中频放大器的谐振曲线如图2－4所示　　（3）通频带宽度合适频带宽度的定义为电压放大倍数下降到谐振时的0.707倍时所对应的频率范围，用B0.707或2Δf0.707表示　　中频放大器应有合适的频带宽度，否则会造成频率失真或串入干扰信号，使接收机音质变坏一般AM调谐器中频放大器的频带宽度要求达到9kHz左右 第2章　调　谐　器 　　2）中频放大器的组成与工作原理　　中频放大器通常由放大和选频两部分组成。

根据这两部分电路组合方式的不同，中频放大器可分为分散选频和集中选频两类图2－5是它们的电路组成框图　　分散选频的中频放大器由放大电路和谐振回路相互交替形成，一般在早期的分立元件多级调谐放大器接收机中使用集中选频的中频放大器由集中滤波器、集成多级宽带放大和谐振回路组成，其选择性和通频带由集中滤波器保证，而增益由集成宽带放大器提供，多用在集成电路接收机中 第2章　调　谐　器 图2－5　中频放大电路的组成 第2章　调　谐　器 　　3）陶瓷滤波器在中频放大器中的应用　　陶瓷滤波器由压电陶瓷材料构成，可制作成两端或三端滤波器件，具有体积小、重量轻、可靠性高、不需要调整等优点，目前已广泛应用在调谐器的中频放大器中　　图2－6是两端陶瓷滤波器及其等效电路两端陶瓷滤波器相当于一个串联谐振回路，谐振频率为465kHz，可用在三极管发射极电阻上用来减少中频信号的负反馈，提高中频信号电压增益图2－7是三端陶瓷滤波器及其等效电路 第2章　调　谐　器 图2－6　两端陶瓷滤波器及其等效电路 第2章　调　谐　器 图2－7　三端陶瓷滤波器及其等效电路 第2章　调　谐　器 　　对1、3端输入的信号，当信号频率等于陶瓷滤波器的串联谐振频率时，陶瓷片则会产生频率与谐振频率相等的机械振动。

由于压电效应，2、3端将产生频率与谐振频率相等的输出电压这样，三端陶瓷滤波器就可以代替中频放大器中的中频变压器　　图2－8为两端陶瓷滤波器和三端陶瓷滤波器在中频放大器中的应用其中，两端陶瓷滤波器LT1取代原来的发射极旁路电容，使放大器对465kHz的中频信号放大量达到最大值；三端陶瓷滤波器LT2在两级放大器之间取代原来的耦合电容（或中频变压器），对465kHz的中频信号具有最小的阻抗 第2章　调　谐　器 图2－8　陶瓷滤波器在中频放大电路中的应用 第2章　调　谐　器 　　4)集成电路中频放大器　　随着集成电路技术的发展，集成电路中频放大器在调谐器中获得了广泛的应用，其中最为常用的TA7640AP、μPC1018C等均为AM/FM集成电路中频放大器图2－9为TA7640AP（国产型号为D7640AP）集成电路中频放大器的内部框图及外围应用电路，表2－1为TA7640AP的引脚功能 第2章　调　谐　器 图2－9　TA7640AP集成电路中频放大器内部框图及外围应用电路 第2章　调　谐　器 表2－1　TA7640AP引脚功能 第2章　调　谐　器 　　TA7640AP的主要特点：工作电源电压范围宽（3~8V）；功率损耗小（在FM时工作电流为10mA，在AM时为7mA）；含有FM/AM自动转换开关，AM/FM采用同一输出端，具有调谐指示发光二极管的直接驱动能力；对强信号输入动态范围大，不易自激等。

　　在图2－9中，应用TA7640AP组成的调幅通道包括AM本振、AM混频、AM中放和检波其工作过程如下： 　　来自天线的高频信号，经输入调谐回路选出有用信号后，由1、2脚送入TA7640AP内部的AM混频电路，在内部采用双差分乘法器来实现混频本机振荡器由3脚外接的LC元件和集成电路内部的电路组成，它产生的本机振荡信号从3脚输入 第2章　调　谐　器 　　设本振信号为u1，高频信号为u2，即 （2－1） （2－2） 则经双差分乘法器混频后，输出的信号u为（设传输系数为K） （2－3） 由式（2－3）可见，混频后的信号包含有两种频率成分，即本振与高频信号的差频（ω1-ω2）与和频（ω1+ω2）经16脚外接的并联谐振回路将差频（ ω1-ω2 ）分量选出来，即可得到465kHz的中频信号 第2章　调　谐　器 　　由于采用乘法器进行混频，因此，即使本振电压很小也只会影响中频信号的幅度，而不会产生非线性失真AM中放通常由一级双调谐和一级单调谐回路组成，谐振频率均为465kHz双调谐回路可提高中频放大器频响曲线的矩形系数，对提高通频带和增益有利AM检波采用二极管峰值检波器，检出的音频信号经内部的FM/AM自动开关从9脚输出。

由于二极管检波器检出的是调幅信号下侧包络线，因此，天线输入信号越强，9脚检波输出直流电平越低，而6脚取出的AGC电压越高 第2章　调　谐　器 　　　　4．检波器．检波器　　1）检波器的作用、类型与要求　　在AM调谐器中，从中频放大器送来的是465kHz调幅中频信号，检波器的作用是从中频调幅信号中检出原音频调制信号，送到后级的音频放大电路，并滤除465kHz的中频载波信号　　检波器有多种类型，按照使用器件可分为二极管检波和三极管检波；按照输入信号幅度的大小可分为小信号检波和大信号检波；按照非线性器件的连接方式又可分为串联式检波和并联式检波等　　检波器的性能好坏在一定程度上会影响调谐器的接收灵敏度，因此对检波器的性能要求主要是检波效率高、检波失真小、工作稳定性好等 第2章　调　谐　器 　　2）检波器的组成与工作原理　　检波器一般由非线性器件和低通滤波器组成，结构如图2－10所示检波器件一般是锗材料的二极管或三极管 图2－10　检波器的电路组成 第2章　调　谐　器 　　二极管检波是利用二极管的单向导电性实现检波功能的，只有输入信号的幅度大于二极管的正向导通电压才能正常进行检波，因此它属于大信号检波。

　　当中频放大器输出的中频调幅信号经中频变压器进一步选频后，信号经检波二极管后得到半周的中频调幅信号（信号极性取决于二极管的连接方向），其中包括直流分量、音频分量和残余的中频分量低通滤波器的作用是滤除中频载波，最后再依靠交流耦合电容的隔直作用取出音频信号送后级的功放电路 第2章　调　谐　器 　　　　5．自动增益控制电路（．自动增益控制电路（AGC电路）电路）　　由于电台发射功率、广播频率以及接收距离的不同，天线收到的广播信号强度一般在几微伏至几百微伏之间如不采取措施，在弱信号时检波器输出幅度会过小，且失真较大；在强信号时末级中放会进入饱和、截止区域，使已调信号包络严重失真，从而引起检波输出信号严重失真因此，在调谐器中一般都设置有自动增益控制电路，简称AGC电路 第2章　调　谐　器 　　1）AGC电路的作用、分类与要求　　AGC电路的作用是在输入信号电压发生较大变化时自动调节中频放大器的增益，使调谐器输出信号大小保持基本不变　　AGC电路的种类很多，按照工作方式可分为正向AGC（利用增加正向偏置电压来减少增益的方式）和反向AGC（利用减少正向偏置电压来减少增益的方式）；按照控制方式可分为基极电流控制型、阻尼二极管（变阻二极管）型和延迟型等几种；按照电压的取得方式可分为平均值式、峰值式和脉冲键控式等几种。

　　对AGC电路的要求，当输入信号较小时，AGC电路不起作用；只有当输入信号增大到一定程度后，AGC电路才起控制作用，使中放级的增益随输入信号的增大而减少 第2章　调　谐　器 　　2）AGC电路的组成与工作原理　　为实现上述要求，必须有一个能随外来信号强弱而变化的控制电压或电流信号，利用这个信号对放大器的增益自动进行控制由前述可知，调幅中频信号经幅度检波后，在它的输出中除音频信号外，还含有直流分量直流分量大小与中频载波的振幅成正比，也即与外来高频信号成正比因此，可将检波器输出的直流分量作为AGC控制信号图2－11所示为AM调谐器中AGC电路的组成框图　　注意，AGC电路的控制对象是中频放大器的前级或高频放大器，而不是中频放大器的后级，因为中放的后级信号过大，很难实现控制 第2章　调　谐　器 图2－11　AGC电路的组成框图第2章　调　谐　器 2.1.3　实用　实用AM调谐器电路分析调谐器电路分析　　AM调谐器有分立元件电路和集成电路两种类型，较早期AM调谐器多由分立元件电路组成，在组合音响中使用的一般都是集成电路调谐器常用的单片AM调谐器有TA7641BP、ULN2204、CXA1033P等，这里以单片TA7641BP构成的中波AM调谐器为例介绍其电路组成及工作原理。

第2章　调　谐　器 图2－12　TA7641AP内部电路结构及引脚功能 第2章　调　谐　器 图2－13　单片TA7641AP构成的AM调谐器电路 第2章　调　谐　器 　　该电路工作原理与控制过程如下：　　T1是磁性天线输入调谐回路，用以选出调幅电台信号T2是本机振荡回路高频信号由16脚输入，经变频后从1脚输出中频变压器T3和C14组成中频谐振回路，它的作用是从1脚输出的信号中选出465kHz的中频信号，并送至3脚进行中频放大2脚外接电容C15为中频旁路电容中频变压器T4为第二级中放的选频负载电位器RP是检波级的外接负载兼整机音量控制器，检波后的信号由7脚输出，经R2、RP、C9耦合到13脚进行低频功率放大，放大后的信号由第10脚输出电容C13是外接自举电容，用以扩大输出动态范围另外，扬声器不是直接接于IC输出端，而是接于电源Vcc和自举端子8脚之间，兼作自举电路的隔离元件，同时也省掉了大容量的输出电容R5、R4组成IC内低频功率放大器负反馈网络，决定低频功率放大器的电压闭环增益（近似等于1+R5/R4）AGC电压经R1送至6脚，C17为AGC电路滤波电容C5、C8为高频旁路电容，C7、C12为电源退耦电容，C11为消振电容，R3、C6为电源滤波网络。

第2章　调　谐　器 2.2　　AM调谐器相关知识调谐器相关知识2.2.1　　AM调谐器的主要性能指标调谐器的主要性能指标　　性能指标是衡量调谐器性能好坏的基本依据，了解这些性能指标，对生产、调试和技术维护都很重要我国按性能指标将调谐器分为A类、B类和C类三个等级A类属于高档机，B类次之，C类为普及型机　　调谐器的主要性能指标有频率范围、中频频率、灵敏度、选择性、整机频率响应特性、整机谐波失真、假象抑制和中频抑制、调幅抑制等下面介绍几项调谐器的主要性能指标 第2章　调　谐　器 　　　　1．频率范围与中频频率．频率范围与中频频率　　频率范围是指调谐器所能接收到的电台广播信号的频率范围我国调幅广播的频率范围规定为：中波526.5~1606.5kHz；短波2.3~26.1MHz，并可在此范围内分成若干个波段，如短波Ⅰ、短波Ⅱ等　　中频频率是超外差式调谐器的一项特有指标我国规定调幅机中频频率为465kHz，并允许最大有±5kHz的偏差；调频机中频频率为10.7MHz，并允许最大有±0.3MHz的偏差这种偏差应越小越好，因偏差太大容易引起灵敏度下降、选择性变差和自激等故障现象 第2章　调　谐　器 　　　　2．灵敏度．灵敏度　　灵敏度是指调谐器接收微弱电台信号的能力。

灵敏度越高，表示接收微弱信号的能力越强，收到的电台数也越多在一定的信噪比下，当调谐器输出端输出为标准功率（台式机50mW，便携式机10mW，袖珍机5mW）时，输入端必须输入的最小信号电压值，称为调谐器的灵敏度　　要提高灵敏度，就必须有足够大的增益然而，在输出功率一定时，增益愈大，机器内部的噪声也被放大愈多若外来信号较弱时，信号可能被噪声所掩没因此，无限制地提高增益并不能无限制地提高调谐器的灵敏度，也就是说，灵敏度的极限受到内部噪声的限制 第2章　调　谐　器 　　通常，将灵敏度分为最大灵敏度和噪限灵敏度两种　　最大灵敏度也称绝对灵敏度，它是指不考虑输出信噪比如何，在标准输出功率下所需要的最小输入信号电平显然，它只反映调谐器接收微弱信号的最大能力　　噪限灵敏度即有限噪声灵敏度，它是指输出信噪比为26dB（A计数）时，在标准输出功率下所需要的最小输入信号电平它反映了调谐器在正常收听条件下接收微弱信号的能力，通常所说的灵敏度，实际上是指噪限灵敏度　　灵敏度表示方法有两种：对使用磁性天线的调谐器，用输入的电场强度表示，单位是mV/m（毫伏/米）；对使用拉杆天线的调谐器，用天线端需要输入的高频信号电压值表示，单位是μV（微伏）。

第2章　调　谐　器 　　　　3．选择性．选择性　　选择性是衡量调谐器选台能力的一项指标，它反映了调谐器从众多不同频率的电台信号中选出所要收听信号的能力选择性好的调谐器，能从两个频率十分接近的电台中，选出其中一个，抑制另一个若能同时听到这两个电台的信号，则为夹音，又称串音，表明其选择性较差　　在超外差调幅调谐器中，选择性除与输入调谐回路有关外，基本上取决于中频放大级的频率特性在调频调谐器中，由于高频回路的通频带较宽，对整机选择性影响不大，故其选择性主要取决于中频谐振回路的特性 第2章　调　谐　器 　　选择性的好坏，常用分贝数的大小来表示它是调谐器在调谐频率上的灵敏度与失谐频率（±9kHz）上的灵敏度之比，再取对数后得到如调谐器在某一信号频率上的灵敏度为100μV，而对偏离这一信号±9kHz的信号，灵敏度为10000μV，则这台调谐器的选择性为　　分贝数越大，表明选择性越好我国标准规定：A类机应不小于30dB，B类机不小于16dB，C类机要在10dB以上 第2章　调　谐　器 　　　　4．整机频率响应特性．整机频率响应特性　　整机频率响应特性简称频响，它是指调谐器对整个音频范围内的各种不同音频频率的增益特性。

通常，把整个调谐器对各个音频调制频率所表现的增益关系，称为整机电压频率特性，若再包括扬声器，而测量输出的声压，则称为整机声压频率特性　　由于调谐器对不同音频频率的增益不同而造成的频率特性的不均匀性，称为频率失真一般地，在500~2000Hz的中音频段，增益较高，特性较平坦，在低音频段和高音频段增益明显下降，特性向下弯曲，这就是频率失真频率失真常用不均匀度来表示在规定的频率范围内，整机电压频率特性曲线上电压增益的最高点和最低点的比值，称为不均匀度 第2章　调　谐　器 　　频响好的调谐器，不论在高音调还是低音调，都能较好地重现原来的发音强度如果高音调增益正常，而低音调增益不足，则为低频响应不好，声音听起来单调刺耳反之，若高音调增益低，而低音调增益正常，则为高频响应不好，声音听起来很沉闷由于人的听觉本身对高音频和低音频都有衰减作用，因此在中高档机中都设有高低音控制电路，以补偿整机频响特性和人耳听觉上的不足 第2章　调　谐　器 　　　　5．假像抑制和中频抑制．假像抑制和中频抑制　　假像抑制又称为镜像抑制，它是指调谐器抑制假像干扰的能力对于超外差式调谐器，在正常接收情况下，本机振荡频率总比要接收的电台信号频率高出一个中频频率（调幅465kHz，调频10.7MHz），这样经差频就能得到一个465kHz（或调频10.7MHz）的中频信号。

但当外来信号频率比本机振荡频率高出一个中频频率时，经差频同样能得到一个465kHz(或调频10.7MHz)的中频信号当这两个中频同时出现时，就会互相干扰，引起啸叫或发生混台现象通常把比本振频率低一个中频的频率称为真像频率，而把比本振频率高一个中频的频率称为假像或镜像频率由假像频率引起的干扰称为假像干扰 第2章　调　谐　器 　　假像抑制常用假像频率信号的接收灵敏度S2与真像频率信号的接收灵敏度S1的比值来表示，单位为分贝，即 分贝数愈大，表明假像抑制能力愈强一般地，假像抑制能力中波段要比短波段好，在一个波段内低端要比高端好所以衡量这一指标的好坏，常在每一个波段的高端进行测量 第2章　调　谐　器 　　中频抑制是指超外差式调谐器对直接混进变频级、中放级的中频干扰信号的抑制能力中频抑制通常是以直接接收外来中频信号时的失谐灵敏度S2′与正常外差接收时的调谐灵敏度S1′之比的分贝数来表示，即 此分贝数愈大，抑制中频干扰的能力就愈强变频级对中频干扰抑制能力在中波低频端最差，所以衡量这一指标的好坏，通常是将调谐器调谐在中波低频端（535kHz）进行测量　　假像抑制和中频抑制能力的提高主要是通过提高输入回路的选择性来实现。

第2章　调　谐　器 2.2.2　调制与解调　调制与解调　　利用天线可以将无线电波辐射出去，但对于要传送的音频信号，由于其频率在20Hz~20kHz，波长范围在15×103~15×106m，为了得到有效的电磁辐射，天线尺寸必须做得很大（和波长相比，一般为1/10），这在实际中是不可能的即使音频信号能够辐射出去，由于各电台发出的都是音频信号，彼此互相干扰，听者仍无法从中选择所要接收的信号解决这一问题的方法是将要传送的带有信息的音频信号加到无线电波上去，再通过天线辐射出去 第2章　调　谐　器 　　　　1．调制．调制　　将带有信息的音频信号加到无线电波上的过程，称为无线电波的调制带有信息的音频信号称为调制信号；载运信息的无线电波称为载波经调制后的无线电波，其振幅、频率（或相位）将随着调制信号的变化而变化，称这种电波为已调波　　无线电波的调制方式有调幅和调频两种载波的振幅随着音频信号电压变化而改变的调制方式称为调幅，经调幅后的已调信号（已调波）称为调幅波载波的频率、相位随着音频信号电压变化而改变的调制方式分别称为调频和调相，相应的已调信号称为调频波和调相波　　载波、调制信号、调幅波、调频波和调频波瞬时角频率的波形如图2－14所示。

第2章　调　谐　器 图2－14　载波、调制信号、调幅波、调频波和调频波瞬时角频率的波形 第2章　调　谐　器 　　对于调幅波，设载波为一恒定频率的等幅高频正弦电压，即 （2－4） 式中，uo为载波瞬时值；Uo为载波振幅；ωo为载波角频率设调制信号为单一频率的余弦电压，即 （2－5） 式中，uΩ为调制信号瞬时值；UΩ为调制信号振幅；Ω为调制信号角频率　　经过调制后的调幅波可表达为 （2－6） 第2章　调　谐　器 式中，ma称为调幅波的调幅度或调幅指数，其值为 Uo(1+macosΩt)为调幅波的振幅振幅的最大值Umax和最小值Umin分别为 （2－7） （2－8） 将式（2－7）和式（2－8）联立求解，可得调幅度为 （2－9） 第2章　调　谐　器 　调幅度ma反映了调制信号对载波振幅的调制程度ma越大，载波振幅变化越大，解调后输出的信号也就越大因此，发射端在调幅过程中总是设法增大mama的取值通常在0~1的范围内如果ma>1，载波振幅就会在某些时间段内为零，使已调波的包络线和调制信号不成线性关系，出现严重失真 第2章　调　谐　器 　　2．解调．解调　　解调是调制的逆过程，其作用是从已调波中将原调制信号（音频信号）检取出来。

由图2－14所示波形可以看出，调幅波的包络形状和调制信号完全一样因此，在接收机中只要把调幅波的包络形状取出来，就能如实地恢复原音频信号，具体实现的方法是采用检波器而对于调频波，由于调制信号对其频率的控制主要反映在频偏上，因此，接收机需要一个频率检波器（鉴频器），才能把原音频信号解调出来 第2章　调　谐　器 2.3　　AM调谐器拓展知识调谐器拓展知识2.3.1　无线电波的发送与接收　无线电波的发送与接收　　　　1．无线电波．无线电波　　能够向周围空间传播一定距离的交替变化的电场和磁场，称为电磁波，在无线电技术中，需要传播的是无线电波，它属于电磁波范畴，简称电波电波在空间传播速度很快，约等于光速，即波速c≈3×108m/s（米/秒）　　无线电波除用传播速度（即波速）表示外，还可用波长和频率来表示波长是指无线电波在传播过程中，每变化一个周期所传播的距离；频率是指在1秒钟内，无线电波变化的次数显然，波速、波长、频率三者之者的关系可用下式表示：　　　　　　　　（2－10）式中，c为波速，单位是m／s（米／秒）；λ为波长，单位是m（米）；f为频率，单位是Hz（赫兹） 第2章　调　谐　器 　　　　2．无线电波的传播方式．无线电波的传播方式　　根据无线电波的传播特性，可将无线电波分为地波、天波和空间波三种。

地波是沿地面传播的无线电波；天波是依靠天空中电离层的反射和折射作用而传播的无线电波；空间波是从发射点直接传播到接收点的无线电波由于大地和天空对无线电波的影响，决定了不同波段的无线电波的传播方式和传播特性 第2章　调　谐　器 　　1）地波传播　　长波和中波主要是沿着地球表面进行传播，属于地波传播方式图2－17（a）是这种传播方式的示意图地波传播的特点如下：　　（1）不受昼夜和天气变化的影响，传播性能比较稳定　　（2）遇到地面障碍物时，能够以绕射的方式进行传播其绕射能力主要取决于电波频率、传播距离和电波发射功率频率越低、距离越近、功率越大，绕射能力就越强　　（3）由于地球表面对地波有吸收作用，故地波在沿地面传播时总是越传越弱地面对地波影响的程度，视地面情况而定一般对于潮湿的地面和海面，由于其导电性能好，电波在传播过程中损耗小，衰减慢，因而传播距离远，而对于干燥的地面和森林传播距离较近 第2章　调　谐　器 图2－17　无线电波的传播 第2章　调　谐　器 　　2）天波传播　　短波主要靠电离层和地面间的来回反射将电波传向远方，属于天波传播方式图2－17（b）是这种传播方式的示意图　　在离地面约50~400km的高空，稀薄的大气层由于受太阳紫外线的辐射和宇宙射线的影响，会发生电离现象而产生大量的自由电子和正离子，这种被电离的大气层称为电离层。

电离层的特性常用单位空间内所含自由电子和正离子的多少，即电离密度来描述在一般情况下，夏季电离层的电离密度比冬季大，白天电离层的电离密度比夜间大第2章　调　谐　器 　　电离层对电波有折射、反射和吸收的作用，尤其对于长波和中波吸收作用较强，特别是在白天，由于电离层的电离密度大，故吸收作用更强所以，在白天基本不能靠电离层的反射来传播长波和中波对于短波，地面吸收作用强，而电离层吸收作用小，反射和折射多，因此短波主要靠电离层的反射和折射进行传播电波被反射的程度，除主要取决于电波的频率外，还与电离层的密度和电波对电离层的入射角有关通常，电离密度越大，入射角越大，电波越容易被反射对频率高于30MHz的超短波和微波，它能够穿透电离层传向宇宙太空，因此，天波传播适用于短波波段 第2章　调　谐　器 　　天波传播的主要缺点是反射回地面的电波不够稳定，可靠性比较差这主要是由于受气候、白昼等诸多因素的影响，使电离层的高度、厚度和电离密度等参数每时每刻都在发生变化另外，天波传播还存在着干扰较大，部分地段传播不到的现象 第2章　调　谐　器 　　3）空间波传播　　对于超短波和微波，由于其频率高、波长短，发射出去后被电离层反射回来的很少，沿地面绕射时损耗也很大，因此该波段的电波主要依靠直线传播，属于空间波传播方式。

图2－17（c）是这种传播方式的示意图　　由于地球表面呈球形，因此空间波传播距离不远，大致在视距（50~60km）范围之内，故又称为视距传播　　空间波传播的距离除与频率有关外，还与电台的发射功率和发射天线的高度有关功率大，天线高，传的就远；反之，传的就近 第2章　调　谐　器 　　　　3．无线电波的发送．无线电波的发送　　无线电波发射机的组成如图2－18所示，它主要由音频、高频和发射天线三大部分组成 图2－18　无线电波发射机的组成 第2章　调　谐　器 　　其工作过程如下：　　话筒将语音转变为电信号（即音频信号），经音频放大器放大后送给调制器，高频振荡器产生的等幅高频振荡信号（即载波），也同时送给调制器在调制器中，等幅高频振荡信号经音频信号进行幅度或频率调制后，形成调幅波或调频波，再送给高频功率放大器经功率放大后的高频电流在流过发射天线和地构成的回路时，就以高频电磁波的形式由发射天线向外辐射出去，从而完成发射任务第2章　调　谐　器 　　　　4．无线电波的接收．无线电波的接收　　最基本的无线电波接收机组成原理如图2－19所示，它主要由接收天线、输入电路、高频放大器、解调器和低频放大器等几部分组成。

第2章　调　谐　器 图2－19　无线电波接收机的组成 第2章　调　谐　器 　　接收天线用来感应由发射端传送来的高频电磁波；输入电路从天线接收的各种不同频率、不同强度的广播信号以及各种干扰信号中选择出所要接收的信号，送给高频放大器进行放大；解调器的作用是从高频已调波中解调出音频信号；音频信号再经低频放大器放大后，由扬声器还原成声音信号　　可见，接收机在完成对信号的接收过程中，其主要作用是选择信号、解调信号和放大信号因此，一台最基本的接收机至少应由三个环节组成，即输入电路、解调器和放大器实际上，性能优良的接收机在电路构成上除了这三个基本环节外，还有很多辅助电路 第2章　调　谐　器 2.3.2　　AM立体声广播技术立体声广播技术　　对于AM广播，除常用的中波、短波广播外，还有一种调幅立体声广播调幅立体声广播的原理与调频立体声广播相似，也是一种兼容制广播，根据对立体声信号中左、右声道信号处理的方式不同，调幅立体声广播也有多种制式，其中使用较多的是摩托罗拉制　　　　1．摩托罗拉制调幅立体声广播信号的形成．摩托罗拉制调幅立体声广播信号的形成　　摩托罗拉制，又称兼容正交调幅制(简称C－QUAM)，它是一种把和、差两路音频信号调制在同频而相位差为90°的同一载波上的传输方法。

　　摩托罗拉制立体声调制信号形成框图如图2－20所示 第2章　调　谐　器 图2－20　摩托罗拉制立体声调制信号形成框图 第2章　调　谐　器 　　由左声道信号(L)与右声道信号(R)经过矩阵电路获得和信号(L+R)及差信号(L-R)，和信号又称为主信号将和信号一路直接加到发射机的幅度调制器上，另一路则利用载波Fc(t)对(L+R)进行平衡调制，与此同时把差信号与25Hz导频信号加在一起(以符号∑表示)，通过另一平衡调制器调制在相移90°的载波Fc′ (t)上，实现正交调制再将两个正交平衡调制波与载波Fc(t)输入相加器∑，变成一个调幅调相的合成波该合成波通过限幅器，消除调幅成分后输出一个调相波将该调相波作为载波输入发射机的射频输入端，再对主信号进行幅度调制，形成正交兼容的调幅立体声调制波通过天线发射出去 第2章　调　谐　器 　　　　2．摩托罗拉制．摩托罗拉制AM立体声接收机原理立体声接收机原理　　摩托罗拉制AM立体声接收机电路组成与普通单声道调幅接收机基本相同，不同之处是调幅解调器部分摩托罗拉制AM立体声接收机原理图如图2－21所示 第2章　调　谐　器 图2－21　摩托罗拉制AM立体声接收机原理图 第2章　调　谐　器 　　由天线接收到的中波调幅立体声信号，经混频变换为中频信号。

中频信号经放大后进入立体声解码器，分为两路：一路经包络检波器检出主信号M=L+R，另一路进入可变增益放大器可变增益放大器与相位检波器、晶体压控振荡器(VCO)、移相分频器等共同构成锁相环路，确保由移相分频器输出的两个相互正交的中频载波与进入可变增益放大器的中频载波严格同步摩托罗拉制采用正交调制方式，即主信号M传送方式与传统的调幅波信号一样，而副信号S=L-R则调制在经相移90°的载波上，然后通过平衡调幅波将载波抑制掉由于合成信号存在误差，所得到的信号振幅不能和单声道包络检波接收机很好地兼容，因此在发送端把正交调制信号通过硬限幅削掉振幅变化的部分作为载波，再被M信号调幅接收机解码器中的可变增益放大器用来恢复被发送端限幅器削掉的这个振幅变化部分，它受控于误差放大器，因为误差放大器送出的信号与发送端去掉的误差量成正比 第2章　调　谐　器 由此可知，经可变增益放大器输出的信号与发送端限幅前的信号一致此信号分别送入同相同步（I）检波器、正交同步（Q）检波器检出副信号S，以及供立体声指示及开关控制的25Hz导频信号由相位检波器输出的等幅载波，通过分频、移相后分别供给同相同步检波器和正交同步检波器作同步检波用。

包络检波器检出的M信号和正交同步检波器检出的S信号(实际上是载波的同相分量和载波的正交分量)，送入矩阵电路(加减电路)，经运算后得到L、R信号 第2章　调　谐　器 　　2.4　　FM调谐器基础知识调谐器基础知识　　调频是指利用音频调制信号去控制高频载波的频率，解调时需使用鉴频电路来完成调频广播分为单声道调频和立体声调频两大类利用调频技术可以实现高保真广播2.4.1　　FM调谐器的组成调谐器的组成　　FM调谐器与AM调谐器一样采用超外差接收方式，但由于调频广播的载波频率较高，为提高信噪比，在调频接收机中增加了高频放大器同时，为了更有效地抑制寄生调幅干扰，在电路中还增加了限幅器图2－22为单声道调频接收机的电路组成框图，图2－23为调频立体声接收机的电路组成框图 第2章　调　谐　器 图2－22　单声道调频接收机的电路组成 第2章　调　谐　器 图2－23　调频立体声接收机的电路组成 第2章　调　谐　器 2.4.2　　FM调谐器的工作原理调谐器的工作原理　　　　1．调频高频头电路．调频高频头电路　　1）调频高频头的作用与要求　　调频高频头也称高频头或高频调谐器它的作用是通过天线选取调频广播信号（87~108MHz），并通过调谐选出某一电台信号后，进行放大、混频，变换成一个10.7MHz的固定中频信号，输出给中频放大器。

　　调频高频头电路对整机灵敏度、选择性等重要性能指标影响很大，因此，对调频高频头电路的结构、元器件质量以及工艺方面都有很严格的要求 第2章　调　谐　器 　　（1）选择性要好调频高频头电路既要能选择出有用电台的信号，又要能对其他电台的信号和干扰信号进行抑制，尤其是对超外差式调谐器所具有的特殊干扰——镜像干扰和中频干扰，要能进行有效的抑制，否则这些干扰经中频放大和鉴频等处理后就会干扰调谐器的正常工作　　（2）噪声系数要小选用低噪声元器件和合理设计电路，可以降低调谐器的噪声功率，使噪声系数减小 第2章　调　谐　器 　　（3）线性要好，动态范围要大，增益要适当在工作频率范围内线性要好，大信号时要有较大的工作动态范围，否则失真就很大同时还要有适当的增益，这样才能保证对不同强度的输入信号，都能有正常的输出　　（4）本振辐射要小由于调频高频头的本振工作频率较高，其本身就是一种干扰源，因此，若向外辐射较大，就会对其他电子设备造成干扰，影响其正常工作对一些高保真调谐器，一般都把整个调频头屏蔽起来，以防止对外造成干扰的同时也防止外来的电磁干扰 第2章　调　谐　器 　　2）调频高频头的电路组成与工作原理　　调频高频头一般由输入调谐回路、高频放大器、本机振荡器和混频器等几部分组成，如图2－24所示。

图2－24　调频高频头电路组成框图 第2章　调　谐　器 　　天线接收到的电波信号，经输入调谐回路进行第一次选择，选出调频波段的广播信号，经高频放大器放大后，由高放调谐回路进行第二次选择，选出所需要的某一广播电台信号，再与本机振荡器产生的高频载波信号在混频器中进行混频，利用混频管的非线性产生出一个固定频率（10.7MHz）的中频信号，经中频选频回路选择后送给中频放大器　　（1）输入调谐回路调频调谐器的输入调谐回路，按照电路形式可分为：固定调谐式、可变调谐式和电调谐式等三种 第2章　调　谐　器 　　固定调谐式输入调谐回路又称不调谐式输入调谐回路，多用于普及型机和中档机中它可以简单地由一个有载Q值较低的LC谐振回路组成，这个谐振回路固定谐振于调频波段（87~108MHz）的中心频率（98MHz）附近，也可以由两个LC谐振回路构成的带通滤波器组成，如图2－25（a）所示其中，L1、C1串联谐振于108MHz，使108MHz的信号最容易通过，L2、C2并联谐振于87MHz，使87MHz信号获得最大输出，这样总的通频带就达到了87~108MHz，可以兼顾调频波段的高、低端特性为了进一步选择有用信号，抑制干扰信号，在电路中还增加了L3、C3并联谐振电路（一般谐振在10.7MHz上，又称中频陷波器），使通频带以外的信号得到抑制。

第2章　调　谐　器 图2－25　固定调谐式输入调谐回路 第2章　调　谐　器 　　图2－25（b）为单调谐固定式输入调谐回路其中的L2、C1、C2谐振于98MHz附近，采用C1、C2分压输出的目的主要是为了便于与后级（高放）共基极放大器实现阻抗匹配　　可变调谐式输入调谐回路常用于较高档的调频调谐器中，其电路形式如图2－26所示 第2章　调　谐　器 图2－26　可变调谐式输入调谐回路 第2章　调　谐　器 　　可变调谐式输入调谐回路与固定调谐式输入调谐回路相比，在输入调谐回路中将谐振电容由固定不变改为连续可调通过调节可调电容器C1a，使谐振回路的固有频率与所接收电台的信号频率一致而发生谐振，其他频率的信号则被衰减这样既增强了选择性，又提高了抗干扰能力　　电调谐式输入调谐回路实质上也是一种可变调谐式输入调谐回路，只不过是用变容二极管来代替输入调谐回路中的可调电容它是利用变容二极管的结电容随外加反向电压的变化而变化的特性进行调谐的，电路如图2－27所示这种调谐方式适用于数字调谐器或其他高档的调谐器 第2章　调　谐　器 图2－27　电调谐式输入调谐回路 第2章　调　谐　器 　　（2）高频放大器。

高频放大器的作用是放大由输入调谐回路选择出的高频调频信号按所使用的器件主要有晶体管高频放大器和场效应管高频放大器两种　　对于晶体管高频放大器，由于其工作频率很高，在对高频放大管进行选择时，除了要求选用特征频率较高、极间电容较小的高放管外，还要注意电路的具体形式调频高频头的高频放大器一般都采用共基极放大电路，这是因为共基极放大电路具有截止频率高、内部反馈小、工作稳定性好、输入阻抗低，易于与天线实现阻抗匹配等一系列优点图2－28是一种共基极高频放大器的电路图第2章　调　谐　器 图2－28　共基极高频放大器 第2章　调　谐　器 　　图2－28中，L1、C2组成固定调谐式不平衡电容耦合输入调谐回路输入调谐回路选择出的高频信号由C3耦合到高放管V1的发射极，经高频放大后，再通过由C5、C6、C7、C8和L2组成的可变调谐回路对信号进一步选择，即调节C5（四联电容器中的一联），选择出有用的电台信号，抑制掉其他无用的信号和干扰信号后，经C9耦合到混频管当C5容量从最大变到最小时，调谐回路的频率也从87MHz变化到108MHz　　在一些高档调频调谐器中，高频放大部分一般都采用场效应管放大器场效应管是一种电压控制型器件，与晶体管相比，具有输入阻抗高、噪声系数小、动态范围大、灵敏度高和抗干扰能力强等优点。

第2章　调　谐　器 　　图2－29为共源极结型场效应管高频放大电路L2、C1、C2、C3组成可变调谐式输入回路，L4、C9、C10、C11组成输出调谐回路，对放大后的信号进一步选频，选出有用的电台信号，经耦合电容C12送到混频器 第2章　调　谐　器 图2－29　共源极结型场效应管高频放大器 第2章　调　谐　器 　　（3）变频电路调频超外差式调谐器与调幅超外差调谐器的工作原理基本相同，其变频电路都包括本机振荡器、混频器和中频选频回路等但二者的作用不同，在FM调谐器中变频器是把高频调频信号变换为中频（10.7MHz）调频信号 第2章　调　谐　器 　　3）典型调频高频头电路分析　　（1）分立元件调频高频头电路图2－30为京华JW—868型FM调谐器调频高频头电路组成电路图 图2－30　JW—868型FM调谐器调频高频头电路组成 第2章　调　谐　器 第2章　调　谐　器 　　（2）集成电路调频高频头电路随着电子技术的发展，调谐器电路的组成都逐步趋于集成化集成电路调频高频头电路具有外围元件少、易调试、性能稳定、体积小等一系列优点，在音响设备中得到了广泛应用　　TA7335P和TDA1062是近年来应用较为广泛的两种集成电路高频调频头电路，内部电路功能基本相同。

下面以图2－31所以TA7335P组成的集成电路为例，对其内部电路、工作原理进行简单分析 第2章　调　谐　器 图2－31　TA7335P内部框图及典型应用 第2章　调　谐　器 　　TA7335P集成电路调频高频头电路，采用9脚单列直插式塑料封装结构，各引脚功能如表2－2所示它具有适应电源电压范围宽（2~6V），内部采用差分混频器，高放和本振之间互相牵引小，内部采用恒流偏置电路，温度稳定性好，本振频率稳定，本身具有AFC电路等特点内部由高频放大器、本机振荡器、混频器、自动频率控制和偏置电路等组成，与外围电路一起，可完成对FM信号的选频、放大和混频该电路工作过程如下： 第2章　调　谐　器 表2－2　TA7335P引脚功能 第2章　调　谐　器 　　天线上感应到的无线电调频信号，经87~108MHz的带通滤波器（BPF）后，选出调频波段的电台信号，同时滤除干扰信号后从1脚送入高频放大器进行放大，放大后的高频信号从3脚输出，经外接调谐回路选出要接收的电台信号后，从4脚输入给IC内部的混频器与此同时，接在7脚的外接本振回路产生的振荡信号也送到混频器，与接收到的高频电台信号进行混频混频后产生的中频信号从6脚输出，再经中频选频回路选出中频信号后送往后面的中频放大器。

第2章　调　谐　器 　　2．中频放大器　　1）中频放大器的作用与性能要求　　调频中频放大器是超外差式调频调谐器的重要组成部分其性能的优劣直接影响调频接收机的灵敏度、选择性、调幅抑制、失真等主要性能指标　　调频中频放大器的作用有两个：一是对调频中频信号进行放大，二是进一步抑制其他干扰信号对调频中频放大器的性能要求是：功率增益要高（一般在90~100dB左右），稳定性要好，通频带宽度要合适，选择性要好以及要有良好的限幅性能等 第2章　调　谐　器 　　2）调频中频放大器的特点　　对AM/FM调谐器来讲，中频放大器一般都是共用或部分共用的同调幅调谐器相比，调频中频放大器主要有如下特点：　　（1）工作频率比调幅调谐器的中频（465kHz）高，中频频率为10.7MHz　　（2）通频带宽调幅调谐器的通频带为9kHz，而调频调谐器单声道为180kHz，立体声为256kHz　　（3）总增益更高调幅调谐器为50~60dB，调频调谐器则达到90~100dB　　（4）相频特性好这样才能保证对调频波进行解调时不产生失真或把失真降到最低程度 第2章　调　谐　器 　　3）中频放大器的组成与工作原理　　中频放大器的总增益较高，一般都由3~5级放大器（前几级用于信号放大，最后一级用作限幅）组成。

由于分立元件的中放电路很容易产生自激，因此在现代音响系统中大都采用集成电路中频放大器，如TA7640AP等　　TA7640AP内部FM集成电路中频放大器及鉴频器的电路如图2－9所示该部分信号流程如下：　　由高频调谐器的中频选频网络选出的调频中频信号，经10.7MHz陶瓷滤波器形成所需要的中频频率特性后，从15脚送入内部的中频放大电路，放大后的中频信号从内部送到鉴频器进行鉴频，鉴频后得到的音频信号经内部AM/FM开关从第9脚输出 第2章　调　谐　器 　　　　3．自动频率控制（．自动频率控制（AFC）电路）电路　　1）AFC电路的作用与组成　　对于调频接收机来讲，由于工作频率较高，本振频率很容易受环境温度或电源电压变化等因素影响而产生漂移，其结果不仅会使调谐器的接收性能发生变化，甚至会丢失电台信号为此，在调频接收机中增加了AFC电路，其作用就是补偿本振频率的漂移，自动跟踪电台信号，保持接收稳定图2－32为AFC电路的组成框图 第2章　调　谐　器 图2－32　AFC电路组成框图 第2章　调　谐　器 　　2）AFC电路工作原理　　由图2－32可看出，AFC电路是一个闭环控制回路当本振频率发生漂移时，经混频后输出的差频也偏离了10.7MHz，经FM解调后就可得到正比于这个偏差大小的直流电压。

用这个直流电压去控制本振回路中的可控元件（变容二极管）两端的电压，即可使本振回路的总电容量发生变化，从而使本振频率改变，直到输出为10.7MHz为止 第2章　调　谐　器 　　　4．限幅器．限幅器　　1）限幅器的作用与要求　　调频信号在传输过程中，由于受到各种干扰（包括机内噪声、内部干扰和外部干扰等）的影响，信号的幅度会发生一定程度的变化对调频调谐器来讲，会产生“寄生调幅”现象，严重影响声音的质量　　限幅器的作用就是切除调频信号中的寄生调幅，提供恒定的调频输出，并保持输入信号的调制规律不变在调频调谐器中，正是由于采用了限幅器，才使得其抗干扰能力与调幅调谐器相比得到了很大提高 第2章　调　谐　器 　　对调频信号来讲，由于所传送的信号反映在高频载波的频率变化上，因此可用限幅电路把超过限幅电平的外来干扰或寄生调幅抑制掉，得到等幅的调频信号，再经鉴频后得到不失真的原调制信号但对于调幅波来讲，由于干扰信号叠加在要传输的调幅波上，若使用限幅器，就会使传输信号的调制规律发生很大变化，检波后恢复出的原调制信号就会产生严重失真　　为使限幅器能正常工作，要求输入信号的幅度要大于限幅器的门限值，否则限幅器将不起作用。

因此，在调频调谐器中，要求中频放大器的增益要高些 第2章　调　谐　器 　　2）限幅器的种类和工作原理　　常用的限幅器有二极管限幅器、三极管限幅器和差动限幅器等几种，FM调谐器的限幅器电路都设置在集成电路中频放大器内部　　利用二极管可以构成两种形式的限幅器一是用二极管并联在中频放大器集电极初级调谐回路上构成阻尼二极管，当中放管输出信号电压过大时，阻尼二极管的正向动态电阻减小，使谐振回路的Q值降低，放大器的增益降低，从而使放大器输出信号的幅度限制在某一固定电平上另一种形式是用双向二极管并联在中频放大器调谐回路的次级上，当中放输出电压幅度大于二极管正向压降时，两个二极管交替导通，使放大器的负载阻抗变小，增益降低这样就可把中放的输出电压限制在两个二极管的正向结压降上，从而达到限幅的目的 第2章　调　谐　器 　　　　5.鉴频器鉴频器　　1）鉴频器的作用及性能要求　　鉴频是频率调制的逆过程鉴频器的作用就是从调频波中检出调制信号鉴频器又称频率检波器或调频检波器　　对于单声道调频调谐器，鉴频后输出的是调制在载波上的音频信号；对于调频立体声调谐器，鉴频后输出的则是调制在主载波上的立体声复合信号 第2章　调　谐　器 　　对鉴频器的性能一般有如下几个方面的要求：　　（1）非线性失真要小。

鉴频器失真小，鉴频输出信号与原来的调制信号相比才不会失真　　（2）鉴频灵敏度要高鉴频灵敏度指的是在中心频率附近，单位频偏所引起的输出电压的变化量在输入同样频偏的调频波时，灵敏度越高，鉴频能力越强，解调输出的信号幅度越大　　（3）通频带宽度要适当一般立体声调谐器，鉴频器频带宽度有300kHz就已足够了通频带过宽，灵敏度就会下降 第2章　调　谐　器 　　2）鉴频器的种类与工作原理　　鉴频器的种类很多，如相位鉴频器、比例鉴频器、陶瓷滤波器鉴频器、移相乘法型鉴频器和锁相环鉴频器等前三种一般用在分立元件鉴频电路中，后两种多用在集成电路鉴频器中下面对几种常用的鉴频器电路作一简单分析　　对于比例鉴频器，由于其本身具有限幅作用，它对外来的寄生调幅干扰有较好的抑制作用，因此采用这种鉴频器的调谐器一般不再设专门的限幅电路另外，比例鉴频器噪声小，频率响应好，故在早期的分立元件调谐器中使用很普遍 第2章　调　谐　器 　　（1）移相乘法型鉴频器移相乘法型鉴频器，又称正交鉴频器它由移相器、鉴相器和低通滤波器（LPF）组成，电路框图如图2－33（a）所示调频中频信号一路直接送给鉴相器，另一路经过90°移相后，再与原中频信号在鉴相器中进行相位比较，产生出幅度随二者之间相位差而变化的信号，再经过低通滤波器滤波，就可得到原音频调制信号。

第2章　调　谐　器 图2－33　移相乘法型鉴频器 第2章　调　谐　器 　　图2－33（b）是集成电路TA7640AP内部的鉴频电路，其第11脚外接移相网络，第9脚外接低通滤波器IC内部的晶体管V1~V6组成双差分乘法器，其两个输入信号，一个是来自中放的调频中频信号u1，另一个是经移相网络将调频信号的频偏转变成相移的信号u2设u1、u2分别为 u1= u1mcos0t u2= u2mcos（0t+） （2－11） （2－12） 式中，u1m、u2m分别为u1和u2的幅值；ω0为中频信号的角频率；φ为中频信号的相移角度，它随信号频率而变化的特性如图2－34（a）所示 第2章　调　谐　器 　　经双差分乘法器后输出的信号电压为 （2－13） 　从第9脚输出的信号u0经外接低通滤波器滤掉高频分量后，可得到与相移有关的音频信号u′，即上式中的第一项： （2－14）　　由（2－14）式可看出，当u1与u2之间的相移φ=90°时，输出的音频电压u′=0；当φ>90°时，u′<0；当φ<90°时，u′>0对应的输出电压u′与相移φ之间的关系曲线如图2－34（b）所示 第2章　调　谐　器 图2－34　移相乘法型鉴频器特性曲线 第2章　调　谐　器 　　综上所述，当输入信号频率f改变时，u1与u2之间的相移φ随之改变，从而使音频输出电压u′跟着改变。

u′随f而变化的关系曲线，即鉴频曲线如图2－34（c）所示　　移相乘法型鉴频器具有结构简单、调整方便、性能优良等特点，已广泛应用于集成电路中此外，还有一种由陶瓷滤波器等元件组成的陶瓷鉴频器，它具有结构简单、不用调整、易于集成化等优点，因而在集成电路中用的也越来越多第2章　调　谐　器 　　（2）锁相环（PLL）鉴频器锁相环鉴频器是在集成移相乘法鉴频器的基础上发展起来的又一种新的鉴频器它由鉴相器、低通滤波器和压控振荡器等三部分组成，如图2－35所示　　图中，鉴相器的两个输入信号，一个是由中频放大电路输出的中频信号f（f≈10.7MHz），另一个是由压控振荡器输出的振荡信号f0（f0=10.7MHz）f和f0在鉴频器中进行相位比较： 第2章　调　谐　器 图2－35　锁相环鉴频器方框图 第2章　调　谐　器 　　图中，鉴相器的两个输入信号，一个是由中频放大电路输出的中频信号f（f≈10.7MHz），另一个是由压控振荡器输出的振荡信号f0（f0=10.7MHz）f和f0在鉴频器中进行相位比较：　　①当f=f0=10.7MHz时，鉴相器的输出电压等于零；　　②当f>f0时，鉴相器输出一个正极性的校正电压，这个电压迫使压控振荡器的振荡频率升高，直到f=f0；　　③当f

第2章　调　谐　器 　　　　6．去加重电路．去加重电路　　1）预加重　　在调频广播中，调频指数mf越大，调频波的抗干扰能力就越强，但随着信号调制频率的升高，调频指数mf要下降，这就势必会造成高音频信号的信噪比下降为提高调制信号的信噪比，在调频广播的发射机中要人为地提升高音频信号的幅度，加大频偏，使mf随调制信号频率的增加而增大这种在发射机中将高音频信号幅度提升的过程称为预加重 第2章　调　谐　器 　　　　2）去加重）去加重　　由于在发射机中人为地对高音频信号进行了预加重，因此，在接收端解调后要进行去掉加重量的处理，这个过程称之为去加重这样，经过预加重和去加重处理后，调制信号的幅度并未发生改变，而高音频端的噪声却得到了削弱　　为真实地重现原调制信号，接收机中去加重的量必须等于发射机中预加重的量预加重和去加重在电路中均可以通过RC网络来实现，网络的时间常数一般规定为50μs　　应注意，去加重电路在单声道调频接收机中应直接位于鉴频器的后面，而在调频立体声接收机中应位于立体声解码器的后面 第2章　调　谐　器 　　　　7．立体声解码器．立体声解码器　　1）立体声解码器的作用与性能要求　　调频立体声中频信号经鉴频器解调后输出的不是原左、右声道的音频信号，而是立体声复合信号。

因此还需要进一步解调，才能得到左、右声道的音频信号立体声解码器的作用就是完成这一解调任务　　立体声解码器是调频接收机中的关键部件，其性能优劣直接影响立体声的重现效果对立体声解码器主要有以下几个方面的要求： 第2章　调　谐　器 　　（1）左、右声道分离度要好由于电磁感应等原因，当一个声道的信号串到另一个声道中去后会引起串音现象，这种现象会直接影响到声像的正确定位，使立体声效果变差当串音大小随频率显著变化时，还会引起声像模糊，清晰度降低等现象　　左、右声道串音的大小是用分离度来表示的分离度是立体声解码器的一个重要指标，它是指某声道的输出电压VL与串入该声道的另一声道的输出电压ΔVR之比，即 一般要求此值要大于25dB 第2章　调　谐　器 　　（2）左、右声道平衡度要好平衡度是指左、右声道输出电平的一致性分离后的左、右声道输出电平应尽量一致，否则就会影响声像定位平衡度常用两声道电平差ΔP来表示，即 式中，PL为左声道输出功率；PR为右声道输出功率一般要求在全频带范围内左、右声道输出电平之差要小于1.5dB 第2章　调　谐　器 　　（3）左、右声道非线性串音要小当频率为f的正弦波加到某一声道时，若在该声道输出端测得该频率的基波分量为a，而在另一个声道输出端测得该频率的二次、三次、……谐波分量为b2、b3、…，则该声道向另一个声道的非线性串音S′可表示为 一般要求非线性串音要小于-40dB。

第2章　调　谐　器 　　（4）左、右声道相位差要小相位差是决定声源方向的重要条件之一，两声道相位差太大，会使声源定位发生偏移，影响立体声效果一般要求在200~3500Hz范围内应小于45°，3500Hz以上每倍频程允许增大15°，200Hz以下每倍频程允许增大25° 第2章　调　谐　器 　　2）立体声解码器的类型与工作原理　　立体声解码器按照解调方式的不同，可分为频率分离式和时间分割式两种，也可分为矩阵式、开关式、包络检波式和锁相环式等多种矩阵式属于频率分离方式，开关式和包络检波式属于时间分割方式，锁相环式是把锁相技术用于立体声解码的一种方式下面对它们的基本工作原理和特点作一简单介绍　　（1）矩阵式解码器矩阵式解码器是根据立体声复合信号中各种成分所占有的频谱不同，利用不同的滤波器把主信号、副信号和导频信号分离开来，再进一步解调出左、右声道音频信号矩阵式解码器方框图如图2－36所示 第2章　调　谐　器 图2－36　矩阵式解码器方框图 第2章　调　谐　器 　　矩阵式解码器主要由复合信号放大器、0~15kHz低通滤波器、23~53kHz带通滤波器、19kHz导频信号选频网络、副载波发生器、调幅波复原电路、振幅检波电路、矩阵电路和去加重电路等组成。

工作原理简述如下：　　由鉴频器输出的立体声复合信号，经复合信号放大器放大后，分为三路送到三个不同的滤波器第一路送到0~15kHz的低通滤波器中，将主信号分离出来后，再经分离度调节电位器进行适当衰减后送到矩阵电路；第二路送到23~53kHz的带通滤波器，把副信号分离出来后送调幅波复原电路 第2章　调　谐　器 由于副信号是平衡调幅波，要变成普通调幅波首先要恢复副载波；第三路送19kHz的导频信号选频网络，选出导频信号后去控制副载波发生器，产生两倍频的，即38kHz的副载波加到调幅波复原电路，就可恢复出普通调幅波最后，利用两个特性相反的振幅检波器对普通调幅波的上下包络进行包络检波，得到两个相位相反的差信号L-R和-（L-R），再送到矩阵电路去与主信号一起进行线性运算后就可得到左、右声道音频信号　　矩阵式解码器不但使用的滤波器多，而且对滤波器的幅频特性和相频特性要求很严格，加之调整比较困难，以及因和信号与差信号到达矩阵电路的路径不同，容易出现相位差和幅度差，使分离度下降，目前已被开关式解码器和锁相环式解码器所代替 第2章　调　谐　器 　　（2）开关式解码器开关式解码器方框图如图2－37所示。

它包括复合信号放大与分离电路、开关电路、副载波发生器、去加重电路、立体声自动切换及立体声指示灯驱动电路等　　由前述立体声复合信号波形的形成过程可以看到，立体声复合信号波形的正峰值与左声道信号相对应，负峰值与右声道信号相对应，这样可直接利用一个38kHz的副载波作为开关信号，分别对复合信号的正、负峰值进行取样，就可以得到左、右声道的音频信号 第2章　调　谐　器 图2－37　开关式解码器方框图 第2章　调　谐　器 　　该解码器工作过程如下：　　从鉴频器输出的立体声复合信号，经复合信号放大与分离电路处理后，分为主、副信号和导频信号两部分主、副信号被送到开关电路的输入端19kHz的导频信号被送到副载波发生器进行二次倍频，形成38kHz的副载波信号，此信号作为开关信号也被加到开关电路中，对立体声复合信号的正峰值和负峰值进行识别和取样，检出左、右声道信号，再经去加重电路后即获得左、右声道的音频信号另外，38kHz的副载波信号还作为立体声指示灯驱动电路的驱动信号，使指示灯在立体声状态时点亮　　开关式解码器克服了频率分离式解码器的缺点，具有电路简单、性能好、调整方便、易于集成化等优点，因而得到了广泛应用。

第2章　调　谐　器 　　（3）锁相环式解码器锁相环式解码器是开关式解码器与锁相技术相结合的产物，它的问世使调频立体声解码器的性能有了很大的提高，使分离度可达45dB以上，目前已被广泛用在集成电路中　　图2－38是锁相环路组成方框图它由鉴相器、低通滤波器（LPF）、压控振荡器（VCO）和分频器等组成其工作过程如下：　　压控振荡器产生的76kHz的振荡信号，经二分频器分频后形成38kHz的开关信号，一路送给开关电路，另一路再经二分频器分频，并经90°移相后送到鉴相器，与由复合信号中分离出的19kHz导频信号进行频率和相位比较，产生误差电压，再经低通滤波后去控制压控振荡器的振荡频率和相位，使之与发送端副载波保持同步 第2章　调　谐　器 　　若两个信号的频率相同，相位差为90°，则鉴相器输出为0，环路被锁定；若两个信号的相位差不为90°，则鉴相器输出正或负的误差电压去控制压控振荡器，使其相位向90°靠近，直到等于90°，环路被锁定此时压控振荡器输出的经二分频后形成的38kHz的副载波就与发送端的副载波保持严格的同频与同相关系，从而使开关电路能准确地解调出左、右声道的信号 第2章　调　谐　器 图2－38　锁相环路组成方框图 第2章　调　谐　器 　　3）典型立体声解码器的电路分析　　锁相环式集成解码器的型号虽然很多，但其内部组成及工作原理基本相同，下面介绍两种目前国内应用较多的型号。

　　（1）TA7343P是日本东芝公司生产的一种锁相环式集成电路解码器它采用9脚单列直插式塑封结构，与我国生产的D7343P可直接代换该解码器的特点是：电源电压适应范围宽（3.5~12V），分离度高（45dB），失真小，输入电压范围大（200~700mV），指示灯灵敏度高（9mV），外接元件少，设有单声道/立体声控制等 第2章　调　谐　器 　　图2－39是TA7343P集成电路解码器的内部框图它主要由前置放大器、正交相位检波器（鉴相器1）、同步相位检波器（鉴相器2）、直流放大器、压控振荡器（VCO）、二分频器（1/2）、立体声开关、立体声解码电路、施密特触发器、立体声指示灯驱动电路和稳压电源等组成具体工作过程如下：　　由鉴频器输出的立体声复合信号，经耦合电容从集成电路1脚送入内部的前置放大器，信号经放大后分三路送出：一路直接送到立体声解码电路作解调用；另两路分别送给正交相位检波器（鉴相器1）和同步相位检波器（鉴相器2）作相位比较用 第2章　调　谐　器 锁相环路中的压控振荡器产生频率为76kHz的振荡信号，经二分频器1分频后得到38kHz的再生副载波信号，分三路输出：第一路经立体声开关加到立体声解码电路，作开关信号用；第二路经二分频器2分频并移相90°后得到19kHz方波，送到正交相位检波器（鉴相器1），与立体声复合信号中的19kHz的导频信号进行相位比较，若发现二者相位差不为90°，鉴相器1便立即输出一个误差信号，经低通滤波器和直流放大器放大后去控制压控振荡器的振荡频率，使之与导频信号完全同步，以保证获得较高的分离度；第三路经二分频器3得到19kHz方波信号，送到同相相位检波器（鉴相器2），与立体声复合信号中的导频信号进行相位比较，其误差输出经低通滤波和直流放大后去控制施密特触发器，进而控制立体声开关，使38kHz的副载波开关信号送入立体声解码电路，对立体声复合信号进行解码。

同时，触发器还控制指示灯电路，使接在6脚的LED立体声指示灯点亮 第2章　调　谐　器 图2－39　TA7343P集成电路解码器内部方框图 第2章　调　谐　器 表表2－－3　　TA7343P各引脚功能及对应的静态电压参考值各引脚功能及对应的静态电压参考值(Ec=8V) 第2章　调　谐　器 图2－40　TA7343P的典型应用电路 第2章　调　谐　器 　　图2－40为TA7343P解码器的典型应用电路　　接在7脚的开关S1为单声道/立体声转换开关当S1闭合时，7脚与电源接通，压控振荡器停振，解码电路因无38kHz副载波输入，左、右声道输出为同一信号，即进入单声道状态，此时指示灯熄灭改变VR1的大小，可以调节指示灯的灵敏度 第2章　调　谐　器 　　电路中其他元件的作用如下：　R15、C24、C25组成锁相环路的低通滤波器；R16、VR1、C26组成压控振荡器的固有频率调节电路，调节VR1，可以改变压控振荡器的振荡频率；R18、C28组成立体声指示灯驱动电路的低通滤波器；R17为立体声指示灯的限流电阻；R21、C31与R20、C30组成去加重网络 第2章　调　谐　器 　　(2)LA3361是日本三洋公司的一种锁相式集成电路解码器。

它采用16脚双列直插式塑封结构该解码器具有自动稳频作用，工作稳定可靠，适应电源电压范围宽（3~16V），分离度和指示灯灵敏度高，省电，电源纹波抑制比好等优点　　LA3361在内部电路结构以及功能等方面与TA7343P基本相同图2－41是它的内部电路框图及典型应用该解码器具体工作过程以及外围电路、元件的作用等可参考TA7343P的有关内容该解码器各引脚功能及静态电压值如表2－4所示 第2章　调　谐　器 图2－41　LA3361内部电路框图及典型应用 第2章　调　谐　器 　　表2－4　LA3361各引脚功能及静态电压值（Ec=5V） 第2章　调　谐　器 2.5　　FM调谐器相关知识调谐器相关知识2.5.1　调频与调频指数　调频与调频指数　　　　1．调频与调频波．调频与调频波　　调频是指利用调制信号的幅度变化去控制载波的频率变化，而载波的幅度不变调频与调频波如图2－42所示 第2章　调　谐　器 图2－42　调频与调频波 第2章　调　谐　器 　　设载波信号电压uo=Uosinωot，音频调制信号电压uΩ=UΩcosΩt，则载波经音频进行频率调制后，可得到已调制的调频波为 式中，u为调频波的瞬时值；Uo为调频波的振幅；Δω为调频波的最大角频率偏移；Ω为音频调制信号角频率；mf为调频波的调频指数，其值为 （2－16） 第2章　调　谐　器 　　　　2．调频波的带宽．调频波的带宽　　经过分析可知，经音频信号调制后的调频波频谱，在载频两边对称地分布着很多个边频，边频间隔等于音频信号频率Ω，两边频的数量和幅度则取决于音频信号频率Ω和调频指数mf。

通常，频偏越大，频率越低，调频指数就越大，调频后的边频数量也就越多但在调频指数一定的情况下，尽管边频分量很多，但远离中心载频的边频幅度很小，实际上已不起多大作用实验证明，舍去幅度小于未调制载波幅度10%的边频，对信号传输质量已没有什么影响因此，在实际中常将幅度小于载波幅度10%的边频忽略不计于是可求得调频波的有效边频数为N≈mf+1第2章　调　谐　器 即约等于调频指数加1又因为边频间隔等于音频信号频率Ω，所以，调频波的有效频谱宽度为±(mf+1)这样，便可得到调频波的频带宽度为（2－17）将式（2－16）代入式（2－17），得 （2－18） 由式（2－18）不难看出，能满足最大频偏Δω和最高音频调制信号频率Ω的有效带宽，也就能满足整个音频调制信号中其他频率信号的要求 第2章　调　谐　器 　　在调频广播中，由于受到传输通频带及邻近频道间隔的限制，一般国际上规定最大频偏为±75kHz我国和国际上规定一致，也取最大频偏Δω=±75kHz，最高音频调制信号频率Ω=15kHz这样，对于单声道调频广播，调频波的频带宽度应为B=2（75+15）=180kHz对于立体声调频广播，由于要传送的最高调制信号频率达到53kHz，而最大频偏仍为±75kHz，因此对调频立体声广播，调频波的带宽应为 第2章　调　谐　器 　　可见，不论是单声道调频波还是立体声调频波，它的频带宽度要比调幅波宽得多，因此调频广播不能使用中、短波频段，而只能使用超短波以上的频段。

否则，在有限的频段内，所能容纳的电台数就很少，对宝贵的频率资源也是一种浪费 第2章　调　谐　器 2.5.2　调频广播的特点　调频广播的特点　　音频信号经过调幅或调频后，都能形成高频调制波向外发送出去，实现无线电广播但由于两种广播制式所采用的广播频段和调制方式不同，因而它们具有不同的广播特点和调幅广播相比，调频广播具有以下几个特点：　　（1）抗干扰能力强由于自然界中存在着各种各样的干扰，如宇宙间的天电干扰、工业设备的电火花干扰、无线电通信干扰等，这些干扰都是以幅度调制的形式调制在载波上，使调幅接收机在检波时很难做到将有用信号和干扰信号分开，因而将不可避免地产生杂音，而且接收机的灵敏度越高，杂音越厉害 第2章　调　谐　器 　　（2）频带宽、音质好在调幅广播中，为了避免相邻电台之间的互相干扰，国家广播标准规定，相邻两个广播电台载波之间的频率间隔为9kz，因此放音最高频率只能达到4.5kHz左右而对于调频广播，规定其频道间隔为200kz，放音频率范围可达到20～15000Hz，因此，调频广播频带宽，音质远比调幅广播好 第2章　调　谐　器 　　（3）克服了电台拥挤现象在调频波段范围（87～108MHz），不仅可以设置多达100个频道的电台，而且由于调频广播传播距离近，其有效半径不过在百千米左右，因此在数百千米以外，同一频段的频率还可以重复使用。

这样就有效克服了电台拥挤、频道不够分配的问题此外，由于传播距离近，各电台之间的相互干扰也比较小　　（4）受地形、地物影响较大调频广播依靠空间波进行直线传播，其传播距离又在视距范围内，因此受地形、地物影响较大，远距离接收效果差另外，调频接收机电路也比调幅机复杂 第2章　调　谐　器 2.5.3　立体声复合信号　立体声复合信号　　　　1．立体声复合信号的形成．立体声复合信号的形成　　由于导频制是采用副载波作为桥梁，将差信号L-R对38kHz副载波进行平衡调幅后形成已调信号（L-R）AM，并以双边带方式传送，因此在接收端，必须恢复副载波，以便从已调信号中解调出差信号为了正确恢复副载波，发射端在发送信号时还要与立体声信号一起发送一个导频信号（19kHz），故把这种调制方式又称为导频制　　图2－43为导频制立体声广播中复合信号形成方框图 第2章　调　谐　器 图2－43　导频制立体声广播中复合信号形成框图 第2章　调　谐　器 　　在图2－43图中，由左、右两路拾音器拾取的音频信号经预加重网络对高音频提升后送给编码矩阵电路，为了滤除干扰信号、提高信噪比，通常在预加重网络与矩阵电路之间加一低通滤波器。

矩阵电路实际上是一个由网络组成的加法器和减法器，它可以由一只高质量的音频变压器组合成的无源电路来实现，也可以通过两个性能相同的集成运放（分别组成加法器和减法器）构成的有源电路来实现经过矩阵运算后得到和信号M=L+R与差信号S=L-R其中，和信号又称主（信道）信号，它代表了传输节目的全部内容，相当于单声道调频广播信号，能够表达原发声场的强度大小；差信号表达了两路信号强度的差别，反映的是方位信息由于和信号与差信号都是音频信号，因此，若把二者直接混合在一起发射出去，在接收端就很难把它们分开第2章　调　谐　器 　　在导频制中，为了能使左、右声道信号顺利分开，先将差信号对一个副载波进行调制副载波频率的选取原则是要高于和信号频率，低于主载波频率导频制中选用38kHz作为副载波的频率为了节省频谱能量，减小发射功率，对副载波的调制采用了平衡调幅方式这是一种抑制了副载波的调制方式，即在调幅后将能量最大又不带任何有用信息的副载波抑制掉，只保留携带有用信息的上下两个边带分量 第2章　调　谐　器 　　由图2－43可见，和信号（占有频带20Hz~15kHz）直接送到加法器，差信号则要先送到平衡调幅器中对38kHz副载波进行平衡调幅，经调幅后输出的双边带调幅波再作为副信道信号送到加法器中，与和信号相加形成立体声复合信号。

为了能正确解调出立体声信号，在接收机中必须产生出一个与发射端严格同频、同相的副载波信号，这个任务通过在发射机中与复合信号一起发送一个19kHz的导频信号（1/2副载波频率）来完成另外，为了使得形成的复合信号符合标准，以免产生不必要的失真，在进行相加合成之前，对主、副信道和导频信号要进行必要的处理与补偿例如，在副信道调制器的输出端除了有抑制掉副载波的双边带调幅波信号外，还有许多其他组合的频率分量，必须在平衡调制器后加一带通滤波器予以滤除在副信道内，S信号经过调制器与带通滤波器后，使副信号到达加法器的时间要比主信号有所滞后，所以在主信道中要加一相位补偿电路，使主、副信号到达加法器的时间一致，以提高分离度除此之外，在主信道中还加有电平调整电路，用于调整主、副信号电平的一致性 第2章　调　谐　器 　　　　2．立体声复合信号的频谱及特点．立体声复合信号的频谱及特点 图2－44　导频制立体声复合信号的频谱 第2章　调　谐　器 　　在图2－44中，信号从左到右依次为：主信号（20Hz~15kHz）、导频信号（19kHz）、副信号（23~53kHz）和辅助通信SCA信号（61~73kHz），其中38kHz的副载波已经被抑制掉了。

　　从能量的角度来看，若调制度为100%，对应的最大频偏为±75kHz，那么主、副信道同时存在时应各占40%（频偏30kHz），导频信号和辅助通信SCA各占10%（频偏7.5kHz）如果某一时刻只有主信号或副信号存在，则该信号应独占80%(频偏60kHz)如果不播放辅助通信业务，则主、副信号独立时应各占90%（频偏67.5kHz），导频信号占10%如果用单声道调频接收机收听立体声节目信号，只要能收到主信号L+R就可以了，对高于15kHz的信号可用滤波器去掉但此时的最大调制度只能达到90%，信噪比有所下降第2章　调　谐　器 　　根据上述分析，立体声复合信号在不考虑有辅助信道信号的情况下可表示为 或表示为 式中，ωo=2πfo，fo=38kHz（副载波频率），fo/2为导频信号频率 第2章　调　谐　器 2.6　　FM调谐器拓展知识调谐器拓展知识2.6.1　调频辅助信道广播　调频辅助信道广播　　辅助信道（SubsidiaryCommunicationAuthorization，SCA）广播是通过调频广播开展起来的一种辅助通信业务，其作用是在现有的调频立体声广播中通过增加附加信道来传送各种业务信息。

传送的信息内容包括交通信息、金融信息、气象信息、背景音乐和无线电寻呼等业务　　SCA广播最早于1955年在美国开始使用，当时采用的是双重调频（FM－FM）制，副载波频率为67kHz（或92kHz）随着无线电广播的发展，SCA广播技术也得到较大发展从20世纪80年代开始，不仅广播容量从1路发展到4路，而且在工作方式上也从双重调频发展到独立边带—调频（ISB－FM）1992年我国SCA广播首先在广州开播，之后在北京、上海、成都、西安、深圳、珠海等大中城市也相继开展了这项业务第2章　调　谐　器 　　　　1.SCA系统的组成与工作原理系统的组成与工作原理　　图2－45为双重调频辅助信道广播系统组成框图由图可见，在发射端除具有原立体声广播系统外，还增加了由副载波67kHz（或92kHz）发生器和第一调频器组成的SCA调制（编码）器在接收端除具有原立体声接收系统外，还增加了SCA解码器 第2章　调　谐　器 图2－45　双重调频辅助信道广播系统组成方框图 第2章　调　谐　器 　　具体工作时，发射端的辅助信道信号经SCA调制器后，变成67kHz（或92kHz）的调频信号，并与立体声复合信号相叠加。

叠加后的信号经激励器后对主载波f0（87~108MHz）进行第二次调频，再经功率放大后由天线发射出去可见，辅助信道信号在发射系统中经过了两次频率调制　　在接收端，天线上接收到的调频高频信号经调谐选频等电路处理后由第一鉴频器解调出立体声复合信号和67kHz（或92kHz）副载波的调频信号，立体声复合信号再经立体声解码器后解调出左、右声道的音频信号，67kHz（或92kHz）副载波调频信号再经SCA解码调制器后解调出辅助信道的节目信号第2章　调　谐　器 　　　2.SCA广播的频率配置广播的频率配置　　根据我国GB4311.3—84标准规定，主载波的调制信号由立体声复合信号和辅助信道信号组成，SCA广播的频率配置如图2－46所示 第2章　调　谐　器 图2－46　SCA广播的频率配置 第2章　调　谐　器 　　其中，辅助信道信号所占频带为61~73kHz，称为SCA1另外，近年来还增开了副载频为92kHz，频带为86~98kHz的辅助信道，称为SCA2目前，我国辅助信道广播的频率配置标准为：副载波频率为67kHz，最大频偏为±4kHz，音频信号最高调制频率为6kHz（即辅助信道SCA信号的带宽只有12kHz），辅助信道载波对主载波的最大频偏为±7.5kHz。

　　为了在接收SCA信号时能获得比较满意的信噪比和动态范围，在SCA广播中，对副载频中的信号采用了压缩和扩展技术，其压缩比为2∶1辅助信道的预加重时间常数为50μs 第2章　调　谐　器 　　　　3.SCA解码器解码器　　SCA接收机由FM接收机加上SCA解码器组成SCA解码器本身就是一部完整的调频接收机，同样具有调谐、放大、鉴频、去加重和扩展等功能FM接收机第一次鉴频输出的信号即为SCA解码器的输入信号，SCA解码器的任务不仅要对67kHz或92kHz的调频信号进行鉴频，使之还原为辅助信道的音频信号，还要获得尽量高的信噪比和尽量小的谐波失真　　SCA解码器一般有锁相环鉴频式、直放鉴频式和超外差鉴频式三种电路形式图2－47（a）为锁相环鉴频式SCA解码器的典型应用电路图中，LM565为锁相环鉴频式SCA解码器，其引脚功能如图2－47（b）所示 第2章　调　谐　器 图2－47　LM565锁相环鉴频式SCA解码器的典型应用电路 第2章　调　谐　器 　　调频SCA信号经过两级高通滤波器送至LM565，并使主信道的信号得到抑制LM565的8脚外接电阻R6、RP和9脚外接电容C3决定锁相环的振荡频率，调节RP，可将频率调到67kHz左右，只要进入环路的捕捉范围，锁相环即可被输入的SCA信号锁定。

解调后得到的SCA音频信号从7脚输出，经三级由阻容元件组成的去加重电路滤波后送到低放电路去第2章　调　谐　器 2.6.2　调频双节目广播系统　调频双节目广播系统 　　　　1．调频双节目广播制式与基带组成．调频双节目广播制式与基带组成　　调频双节目广播制式也有多种，目前国际上采用的大都是频分制，如美国、日本、瑞典等采用的FM－FM制，前苏联采用的AM（SSB）－FM制，波兰采用的AM（DSB）－FM制等我国采用的是目前国际上在调频双节目广播中普遍使用的FM－FM制，并规定了副载波的频率为67kHz，这样就与国际上通用的辅助信道SCA和我国立体声辅助信道的副载波频率相一致　　我国调频双节目广播的基带构成如图2－48所示其中，主信道节目的音频范围为40Hz~15kHz，频偏占总频偏（75kHz）的70%，即52.5kHz；副信道节目的音频范围为40Hz~10kHz，副节目对副载波进行调频，其频偏为8kHz，副节目的频偏占总频偏的30%，即22.5kHz 第2章　调　谐　器 图2－48　我国调频双节目广播的基带构成 第2章　调　谐　器 　　　　2．．FM－－FM制调频双节目广播系统的组成与原理制调频双节目广播系统的组成与原理　　调频双节目广播发射机与调频单声道广播发射机类似，所不同的是送入调频调制器中的复合信号（基带信号）不一样。

因此，在调频双节目广播中必须有一个能产生双节目复合信号的调制器——双节目编码器　　图2－49为调频双节目广播发射机的原理方框图 第2章　调　谐　器 图2－49　调频双节目广播发射机原理方框图 第2章　调　谐　器 　　在图2－49中，副节目信号经过预加重、前置放大、2∶1压缩、限幅放大和低通滤波等电路后，送入10.7MHz的调制器对中频载波进行频率调制调制后的信号再经放大后送给变频器，与10.767MHz晶振电路输出的振荡信号进行混频，得到中心频率为67kHz的已调频波该已调频波再经放大处理后，送给混合放大器与经过处理的主节目信号进行混合，即得到双节目复合信号（基带信号），然后再对10.7MHz的中频载波进行频率调制，最后再经变频和功率放大后变换为高频调频波信号由天线发射出去第2章　调　谐　器 　　需要指出，67kHz的已调频信号也可以通过其他方法获得，例如用副节目信号直接对67kHz的方波或三角波进行调频，但这时由于副载波频率较低，直接调频会使得频偏较大，这对采用变容二极管进行调频不利，还会使失真指标变坏因此，现在双节目广播一般都采用图2-49所示的方案另外，混合后的双节目复合信号也可以不经过10.7MHz的主调制器和变频电路而直接对射频载波进行调频。

第2章　调　谐　器 图2－50　调频双节目广播接收机原理方框图 第2章　调　谐　器 　　由图2－50可看出，用于恢复主信号的接收系统和普通单声道调频接收机是一样的，所不同的只是对副信号的恢复要经过专用的通道来处理经过第一次频率解调（鉴频）后输出的主、副信号分成两路：一路经低通滤波器、放大器和去加重电路恢复出主信号；另一路经中心频率为67kHz的带通滤波器选出副信道调频信号，再经限幅放大和脉冲计数式解调器解调出副节目信号，最后再经电平扩展和去加重后得到音频副节目信号 第2章　调　谐　器 2.6.3　电视伴音接收技术　电视伴音接收技术　　随着广播电视教育的发展，电视已成为传播科技知识的有效手段，电视伴音接收技术应运而生电视伴音接收机实质上是一种能够接收AM、FM、TV（1~12频道）伴音的收音机　　根据电视原理知道，电视伴音采用调频方式广播因此，只要调频接收机的频率范围能够覆盖电视伴音的载频，就可以完成接收电视伴音的任务但对无线电各发射与接收设备的频段范围各国都有不同的严格要求，我国调频广播的波段范围规定为87~108MHz，电视VHF段1~12频道的伴音载频如表2－5所示 第2章　调　谐　器 表表2－－5　我国　我国1~12频道电视伴音载频分配表频道电视伴音载频分配表 第2章　调　谐　器 　　由表2－5可见，若增加一个频率范围为174~224MHz的波段，就可以覆盖VHF频段6~12频道的电视伴音载频。

但由于1~5频道的频率范围很宽，不能将其与调频广播波段（87~108MHz）合并为一个波段，否则，将会造成频率覆盖系数过大，而且现有调频可调电容的变比也不够为此，可将调频波段展宽为77~108MHz，使其覆盖整个调频波段和电视4、5频道的伴音，而对1~3频道的伴音则采取假（镜）像接收的方式，采用下差法（用低本振频率混频）若调谐接收信号频率为f信，本振频率为f振，混频后得到的中频为f中，则有 f信 - f振 = f中（MHz） 第2章　调　谐　器 　　若此时有一个f信′=f信-2f中的信号被接收，也能与本振混频后产生中频 　　此f信′称为假（镜）像频率，以此可作为1~3频道伴音的接收原理例如，当接收1频道伴音时，只要把调谐器调在56.25+2×10.7=77.65MHz，此时本振频率为77.65-10.7=66.95MHz，二者混频可得到中频 66.95-56.25=10.7（（MHz）） 　　同理，调谐在85.65MHz时，可以接收2频道伴音载频64.25MHz，调谐在93.65MHz时可接收3频道伴音载频72.25MHz第2章　调　谐　器 2.7　数字调谐器基础知识　数字调谐器基础知识2.7.1　数字调谐器的特点与分类　数字调谐器的特点与分类　　　　1．数字调谐器的特点．数字调谐器的特点　　数字调谐系统简称DTS(DigitalTuningSystem)，它是利用锁相环频率合成技术和微电脑控制技术，通过改变电子调谐器中变容二极管的反向电压来改变变容二极管的结电容，从而改变调谐器的振荡频率，实现对电台的选择。

由于数字调谐系统具有自动搜索电台、数字显示电台频率、预选存储电台频率等功能，目前已成为调谐器的主要调谐方式　　数字调谐器与模拟调谐器相比，具有如下几个方面的特点： 第2章　调　谐　器 　　（1）具有自动搜台、记忆选台功能在数字调谐器中由于采用了微电脑技术，使电子调谐更加智能化，具有电台搜索、频率预置、存储记忆等多种功能　　（2）调谐准确、工作稳定由于采用锁相环路技术，使得电子调谐的频率准确性和稳定性更高，可避免出现频率漂移现象　　（3）具有数字频率显示功能在数字调谐器中，由于采用了数字显示技术，可以直接利用数字来显示所接收电台的频率，使操作更加直观、简捷，同时也便于遥控操作 第2章　调　谐　器 　　（4）可以实现多功能控制微电脑技术的应用，可以方便地实现定时开机、定时关机、睡眠、静噪调谐等多种功能　　（5）体积小、重量轻、质量可靠、使用寿命长利用变容二极管代替可变电容，可避免机械磨损或接触不良，提高调谐器的使用寿命和工作可靠性 第2章　调　谐　器 　　　　2．数字调谐器的分类．数字调谐器的分类　　按照调谐电压的产生方式不同，可将数字调谐分为电压合成和频率合成两种方式，其中频率合成方式是数字调谐方式的主流。

　　电压合成方式是指由微处理器产生的数字调谐电压经脉宽调制型D/A转换器、低通滤波器和电平转换电路处理后，形成模拟调谐电压输出　　数字调谐方式是指利用由微处理器控制的锁相环频率合成技术，将基准振荡器产生的振荡频率进行固定分频后，与电调谐器输出的本振频率进行鉴相，再由鉴相器根据两者频率与相位的差值产生直流调整电压，该电压经接口电路和环路滤波后得到模拟的调谐电压 第2章　调　谐　器 2.7.2　数字调谐器的组成与工作原理　数字调谐器的组成与工作原理　　　　1．数字调谐器的电路组成．数字调谐器的电路组成　　数字调谐器主要由收音通道和数字调谐控制两大部分构成，电路结构如图2－51所示　　由图2－51可见，收音通道电路与普通调谐器电路结构、工作原理基本一样，也包括AM接收通道、FM接收通道，不同之处在于各输入调谐、本振调谐电路改成了具有变容二极管参与的谐振电路数字调谐电路由一块或数块集成电路构成，其核心是锁相环（PLL）数字频率合成器和微处理器（CPU）PLL数字频率合成器主要完成频率信号的合成、调谐电压的输出以及数字频率的显示等；CPU主要用来实现电台信号的搜索和存储等功能 第2章　调　谐　器 　　2．数字调谐器实际电路分析．数字调谐器实际电路分析　　图2－52为一个实际的数字调谐器电路图。

TC9157AP为一块锁相环频率合成器集成电路，调谐器在TC9157AP的控制下实现自动选台和记忆存储，并通过显示驱动集成电路TD6301AP驱动显示屏以数字方式显示正在接收的电台频段和频率，构成数字调谐系统第2章　调　谐　器 图2－51　数字调谐器电路组成框图第2章　调　谐　器 图2－52　数字调谐器应用电路 第2章　调　谐　器 表2－6　TC9157AP引脚功能 第2章　调　谐　器 表2－7　TD6104P引脚功能 第2章　调　谐　器 表2－8　TA6301引脚功能 第2章　调　谐　器 　　TC9157AP的S1～S3是3个波段开关，当按下其中之一时，集成电路4~6脚的相应引脚得到有效触发，经过TC9157AP处理后，控制调谐器进入相应的调谐波段工作状态同时该引脚上的LED指示灯发光，表示调谐器正工作在调频波段上　　S4、S5分别为手动调谐和自动调谐开关，操作相应的开关可以进行调谐方式的选择按下自动调谐控制开关S5时，+Vcc通过8脚给电路供电，再按下9脚上行键UP或10脚下行键DOWN，调谐系统自动上行或下行搜索电台若接收FM广播，当搜索到一定场强的广播电台时，来自FM中频放大器输出端的控制信号通过32和33脚将搜索电路断开，开始守台。

若接收AM广播电台，当搜索到一定场强的广播电台时，来自AM中频放大器输出端的控制信号通过31脚将搜索电路断开，开始正常接收如果希望继续寻找别的电台，可再按UP或DOWN键继续搜索搜索电台时若碰到波段终端频率，会立即循环搜索 第2章　调　谐　器 　　集成电路12～19脚的8个开关用于记忆预选的电台频率，它们分别与11脚上的开关配合使用当在FM波段自动调谐搜索到一个喜爱的电台广播时，按下11脚存储记忆控制开关，再在12～19脚中选择按下某一个控制开关，则该电台频率被记忆在12～19脚中某开关所对应的存储电路中以后收听这一电台时，只要按下刚才预选控制的那个开关，调谐器便能定位到这一电台该调谐器可以预选存储8个调频电台频率同理，在AM波段也可预选存储8个调幅电台频率 第2章　调　谐　器 　　由TC9157AP的25、26脚输出时钟信号到显示驱动电路TD6301的3、4脚；由TC9157AP的27脚输出表示正在接收的电台波段和频率的二进制数据信号到TD6301的2脚；由TC9157AP的24脚送出制式信号到数字显示电路TD6152上述4路信号通过TD6301驱动TD6152，以数字方式显示出接收电台的波段(AM或FM)和频率(AM以kHz为单位，FM以MHz为单位)。

　　在调谐器搜台过程中，TC9157AP的静噪端28脚输出高电平，使收音通道的静噪电路启动，抑制调谐噪声在搜台结束后，28脚输出低电平，静噪电路不工作，收音通道恢复正常工作状态第2章　调　谐　器 2.8　数字调谐器相关知识　数字调谐器相关知识 2.8.1　锁相环技术　锁相环技术　　　　1．锁相环路的组成．锁相环路的组成　　锁相环是一个能够实现两个电信号相位严格同步的自动控制系统，它包括压控振荡器(VCO)、相位比较器(PD)和低通滤波器(LPF)三部分电路锁相环电路的结构组成如图2－53所示 第2章　调　谐　器 　　　　2.锁相环路的工作原理锁相环路的工作原理　　在图2－53中，相位比较器是把输出信号的频率fosc和输入参考信号频率fr的相位进行比较，产生对应于两个信号相位差的误差电压ud　　压控振荡器(VCO)的频率受控制电压uc的控制，使压控振荡器的频率fosc向输入参考信号频率fr靠近，致使差拍频率越来越低，直至频率差(fosc-fr)的消除而锁定　　低通滤波器(LPF)的作用是滤除误差电压ud中的高频成分和噪声，得到控制电压uc，以保证环路所必需的性能指标和整个环路的稳定性。

第2章　调　谐　器 图2－53 锁相环(PLL)电路的结构组成框图第2章　调　谐　器 　　当压控振荡器中心频率fosc等于参考信号频率fr时，即两个信号的相位差为零时，相位比较器输出的误差电压ud为零，则环路低通滤波器输出的控制信号uc亦为零，从而保证了压控振荡器(VCO)的输出频率必然为其中心频率fosc　　当输出信号频率fosc不等于参考信号频率fr时，则相位比较器输出的误差电压ud不为零，低通滤波器输出的控制信号uc也不为零，进而迫使压控振荡器(VCO)的中心频率朝着相位差消失的方向变化这样就保证了输出信号在频率和相位上与输入信号的完全准确同步，达到了输出信号被锁定在输入的基准频率信号的相位上之目的 第2章　调　谐　器 2.8.2　频率合成技术　频率合成技术　　　　1.锁相环频率合成器的组成锁相环频率合成器的组成　　锁相环频率合成器主要包括晶体振荡器、参考分频器、可变分频器、鉴相器、低通滤波器和本机振荡器等，其电路结构原理框图如图2－54所示 第2章　调　谐　器 图2－54　锁相频率合成器电路原理框图 第2章　调　谐　器 　　　　2．锁相环频率合成器的工作原理．锁相环频率合成器的工作原理　　由晶体振荡器产生一个高稳定振荡信号fQ，经参考分频器进行1/R分频后得到一基准频率fr送往鉴相器，由调谐器高频头中的本振频率fo经1/N分频后得到信号fv也送到鉴相器。

在鉴相器中对fr与fv进行相位比较，若两者相位不一致，则输出的误差电压经低通滤波器后控制本振电路的频率，直到二者的频率和相位完全同步为止　　在AM/FM调谐器中，由于分频比很高（可达千量级），使用常规的分频器难以实现因此，在锁相环频率合成器中采用了微处理器进行控制，将1/N可变分频器变成可编程分频器图2－55为脉冲吸收式计数器的原理框图 第2章　调　谐　器 图2－55　脉冲吸收式计数器原理框图 第2章　调　谐　器 　　从压控振荡器来的信号先送往预置分频器该预置分频器具有高分频比MH和低分频比ML(一般MH=ML+1)两种分频模式，分频比的高低则由RS触发器控制工作开始时，CPU预置吸收式计数器和可编程分频器的分频比分别为S和N，同时使预置分频器分频比为MH，且开始计数当吸收式计数器减到0时，输出控制信号，通过RS触发器使预置分频器分频比变为ML，并继续分频直至可编程分频器也减到0时才产生一个输出脉冲因此，总的分频比NT=MHS+ML(N-S)=S+MLN 第2章　调　谐　器 2.9　数字调谐器拓展知识　数字调谐器拓展知识2.9.1　模拟信号数字化处理技术　模拟信号数字化处理技术　　　　1．模拟信号与数字信号．模拟信号与数字信号　　模拟信号是指在时间轴上连续变化的信号。

对于模拟信号，可以通过相对应的一些参数（如频率、周期、幅度等）来描述其变化的情况模拟信号虽具有变化直观、形象等特点，但容易受到干扰，而且其所表示的范围较小，精度相对较低　　数字信号是指用一系列数据组来表示的信号，数字信号在时间轴上是离散的，而且表示数字信号幅度的数字量也是离散的由于数字信号只有0或1两种状态，因此，它具有抗干扰能力强、精度高、表示信号的动态范围宽、稳定性高、便于存储和变换等一系列优点 第2章　调　谐　器 　　　　2．音频信号的数字化．音频信号的数字化　　将模拟的音频信号变化为数字信号，必须经过采样、量化和编码三个主要过程图2－56是模拟信号的数字化过程示意图　　1）采样　　采样是将模拟信号变换为数字信号的第一步，它是以一定的频率在时间轴上对模拟信号离散地进行取样，用离散的样本值代替原来连续的信号波形采样时，在一定的时间范围内，时间间隔越小，采样点就越多，而且采样频率等于采样时间间隔的倒数　　在信号的数字化过程中，采样频率和每个时刻的采样值非常重要，它们决定了波形的重放精度采样频率越高，采样的周期越短，丢失的信息就越少，经过数字化处理后与原来信号间的误差就越小，精度也越高。

图2－56（a）所示为取样脉冲与模拟信号的关系示意图 第2章　调　谐　器 　　在实际应用中，并不是无限地追求高精度，而是精度满足要求就可以了根据奈奎斯特取样定理，只要采样频率大于或等于模拟信号中最高频率的2倍，就可以不失真地恢复出原模拟信号例如，音频信号的最高频率是20kHz，采样频率应大于或等于40kHz 第2章　调　谐　器 图2－56　模拟信号的数字化过程 第2章　调　谐　器 　　2）量化　　对采样后获得的信号，虽然在时间上是离散的结构，但其在幅度上仍然是连续的信号要把采样保持后得到的信号在幅度上变换成离散的信号，必须对其进行量化处理　　所谓量化，是指将各个时刻波形的幅值（采样值）用有限位的二进制数来表示（1位二进制数称为1bit），它实质上是通过四舍五入的方法将每一个采样值归并到某一个相邻的整数的过程如果用n位二进制码来表示一个量化级（或称量化电平级数），则它所能够表示的量化级的总数为 M=2n 第2章　调　谐　器 　　这样，当选用4位二进制数时，它只能代表0~15共16个十进制数，用它来量化时，就只能代表0~15个电压值（等级）；若选用16位二进制数时，它可能代表0~65535共65536个十进制数，用它来量化时，就可以代表0~65536个电压值（等级）。

对CD和VCD中的音频信号，采用的量化位数为16，相应音频信号的动态范围理论上可达到 20lg216=96dB 　　音频信号的量化示意图如图2－56（b）、（c）所示由图2－56（b）、（c）可见，经过量化处理后，量化值与采样值之间产生了误差，即由于量化使输入信号与输出信号之间产生误差，这个差称为量化误差 第2章　调　谐　器 　　量化误差对信号来说就是量化噪声量化噪声的大小取决于量化级数的多少，即所使用二进制位数的多少位数越多，量化等级越细，量化噪声就越小通常，各种信号量化噪声的信噪比（S/N）可表示为其中，b为量化位数；m为由信号的统计性质决定的常数，正弦信号的常数m=3.01由此可见，对于一量化位数为16的正弦信号，其信噪比可达98dB （2－21） 第2章　调　谐　器 　　3）编码　　编码是将已量化的各电平值用二进制数来表示的过程经过编码后，一个模拟信号就可以用一系列的二进制数字来表示信号的编码示意图如图2－56（d）所示　　经过编码后形成的二进制码为数字信号，在电路中用脉冲的有无，即高电平“1”和低电平“0”来表示1”为有脉冲，“0”为无脉冲，这些脉冲的幅度和宽度均相等。

由此形成的脉冲信号称为脉冲编码信号，其过程用PCM（PulseCodeModulation）表示，即脉冲编码调制 第2章　调　谐　器 　　对于音频信号，其波形与图2－56中所示的波形会有所不同，它不完全在横坐标（即零电平）的上方，而是在零电平的上、下变化因此，为了能够正确表示在零电平上、下方的正、负数，必须用二进制数的补码来表示同时，当补码的所有位均为0或均为1时，它所代表的数值接近于零，这一特点对于防止系统故障是非常有利的 第2章　调　谐　器 2.9.2　数字音频信号处理技术　数字音频信号处理技术　　　　1．数字音频信号处理的关键技术．数字音频信号处理的关键技术　　对原始的模拟音频信号，经过前述的采样、量化和编码处理形成数字信号后，面临的一个主要问题是巨大的数据量给存储和传输带来压力因此，对数字音频信号的处理技术不仅包括A/D、D/A转换技术，还包括信源压缩编码技术、数字信号处理技术、信源编码与调制技术等　　1）A/D和D/A转换技术　　为提高数字音频的质量，得到接近于原始的模拟音质，就需要提高音频的采样频率和量化精度目前，在对模拟信号的数字化处理技术中，采样频率已从44.1kHz发展到192kHz，量化位数也由16bit提高到24bit，这样就给A/D、D/A转换器提出更高的要求。

第2章　调　谐　器 　　2）信源压缩编码技术　　对不同音质的数字音频信源，其所包含的数据量也不同例如，CD音质的数字音频信号，采样频率为44.1kHz，量化位数是16bit，当作为双声道立体声时，其码率约为1.411Mb/s，这样1s的CD立体声信号需要大约176.4KB的存储空间因此，为了节省存储费用和传输空间，就必须对数字音频数据进行压缩处理 第2章　调　谐　器 　　压缩编码的目的是在尽量不降低音质的条件下减小数据量目前常用的音频数据压缩编码方法有子带编码（SubbandCoding，SC）、改进型离散余弦变换编码（ModifiedDiscreteCosineTransform，MDCT）、自适应变换听觉编码（AdaptiveTransformAcousticCoding，ATRAC）、自适应掩蔽模型的通用子带综合编码和复用编码（MaskingPatternAdaptedUniversalSubbandIntegratedCodingandMultiplexing，MUSICAM）、杜比AC－3（AudioCodeNumber3）编码、MPEG（MovingPictureCodingExpertsGroup）编码等。

第2章　调　谐　器 　　3）数字信号处理技术　　数字信号处理是数字音响设备的核心技术，其作用是对数字音频信号进行变换、压缩、滤波、均衡、估值等处理，实现滤除噪声和干扰，提高音质的目的 第2章　调　谐　器 　　4）信源编码与调制技术　　数字信号在记录和传输过程中会产生误码，为提高数据读取的正确性和传输的可靠性，必须进行纠错编码处理，并将其码型变换成适合于信号传输的形式　　在数字音频的记录和重放过程中，目前常使用的纠错编码方法有交叉交织里德—索罗门码（CrossInterleavedReedSolomonCode，CIRC）、里德—索罗门乘积码（ReedSolomonProductCode，RSPC），使用的调制方法主要有8－10调制、EFM（EighttoFourteenModulation，8－14）调制、EFM+（EighttoFourteenPlus，8－16）调制等 第2章　调　谐　器 　　　　2．数字音频信号的压缩原理与编码标准．数字音频信号的压缩原理与编码标准　　1）数字音频信号的压缩原理　　音频信号的压缩编码技术主要是利用了人的“心理声学”和“生理声学”特性，即利用人耳的听觉感知特性以及心理声学模型对音频数据进行压缩编码。

　　在语音或音乐信号中，一方面存在着多种冗余，如时域冗余、频域冗余和听觉冗余等，在进行压缩编码时可以将这些冗余信息压缩掉以减小数据量；另一方面，由于声音对人耳存在时域和频域的掩蔽效应，即人耳具有一定的可闻域，利用这些特征对音频数据信号进行压缩编码处理后，基本上不会影响对高音质声音的欣赏 第2章　调　谐　器 　　2）数字音频信号的编码标准　　目前，常用的数字音频压缩编码标准主要有MPEG音频标准和杜比AC－3编码标准等MPEG标准又分为MPEG－1、MPEG－2、MPEG－4、MPEG－7等　　MPEG－1主要用于直接播放数据传输率为1.5Mbit/s的CD、VCD、数字音频广播和ISDN宽带网传输等，特别是目前在因特网上盛行的MP3（MPEG－1layerⅢ），其特点是支持采用频率为32kHz、44.1kHz、48kHz的单声道、双声道及立体声等编码模式MPEG－2主要用于数据比特率从8kb/s的单声道的音质到160kb/s的多声道高质量的全音域音频编码，应用对象是数字电视、DVD视盘机等。