汽車(chē)智能MP3無(wú)線(xiàn)發(fā)射器的技術(shù)原理

汽車(chē)MP3無(wú)線(xiàn)發(fā)射器可以將MP3播放器內存儲的音樂(lè )通過(guò)FM廣播方式發(fā)送，再通過(guò)FM調頻收音機接收，通過(guò)汽車(chē)音響播放。本文采用單片機AT89C52及數字鎖相環(huán)MC145152等芯片設計了汽車(chē)MP3無(wú)線(xiàn)發(fā)射器，從仿真結果與目標樣機的運行情況來(lái)看，均達到了預期效果。

系統組成

圖1為汽車(chē)智能MP3無(wú)線(xiàn)發(fā)射器的系統組成框圖，它主要由MC145152、MC1648組成數字鎖相環(huán)頻率合成器，采用變容二極管MV209調頻。用戶(hù)可使用簡(jiǎn)易的按鍵，通過(guò)單片機AT89C52控制并監測發(fā)射頻率，同時(shí)利用液晶顯示器顯示反饋信息。另外，可使用串行口實(shí)現單片機與計算機的通信，從而通過(guò)計算機對發(fā)射機進(jìn)行智能控制。音源不僅可以從車(chē)載MP3播放器獲取，還可以通過(guò)計算機甚至使用網(wǎng)絡(luò )資源提供。

圖1系統組成框圖

各組成模塊的設計

數字鎖相環(huán)頻率合成器的設計

本文采用MC145152，該芯片集成了晶振、參考分頻器、鑒頻/鑒相器、可編程分頻器等電路，簡(jiǎn)化了電路設計。同時(shí)利用單片機來(lái)控制MC145152，確定分頻系數A、N和發(fā)射頻率的對應關(guān)系。

頻率合成器的控制由單片機來(lái)實(shí)現，由式f0=(P×N+A)×fr(式中f0為VCO輸出頻率，P為圖1高速分頻器的分頻系數，N、A為單片機可編程分頻系數，fr為調頻步進(jìn)值)可知，輸出頻率可由A和N來(lái)控制，A和N的值分別從單片機的P2.2~P2.7(6位)和P0口(8位)向MC145152發(fā)送。本來(lái)發(fā)送N值需要10位數據線(xiàn)，但因為f0屬于88~108MHz頻段，如果采用10KHz調頻步進(jìn)值fr，根據式f0=(P×N+A)×fr計算，可以得到N值最高位(N9，N8)恒為0，可省去單片機的輸出口，而將MC145152的N9、N8兩腳直接接地。

壓控振蕩器是頻率合成電路的關(guān)鍵部分，采用集成的VCO芯片MC1648，其工作電壓為5V，輸出頻率最高可達225MHz，輸出波形失真小，采用由變容二極管MV09和電感組成的并聯(lián)LC諧振槽路，振蕩頻率將受變容二極管的偏置電壓控制。

高速分頻器的設計

由于發(fā)射機的頻率高達88MHz ，MC145152無(wú)法對其直接分頻，必須先用ECL(非飽和型邏輯電路)的高速分頻器進(jìn)行預分頻，把頻率降低，然后由MC145152進(jìn)一步分頻，得到一個(gè)與參考頻率相等的頻率，并進(jìn)行鑒相。為使分頻系數連續可調，可編程分頻電路采用的是吞咽脈沖計數法，它由ECL的高速分頻器MC12022及MC145152內部的÷A減法計數器和÷N減法計數器構成。

控制電路設計和頻率計算

控制電路的作用包括：響應按鍵輸入，控制液晶顯示，計算并向MC145152輸出控制信號以及監測發(fā)射頻率。單片機使用11.0592MHz晶振，從X1、X2口接入，晶振的兩個(gè)引腳分別接30pF的負載電容到地。

測頻可利用單片機來(lái)完成。單片機內部有兩個(gè)計時(shí)/計數器，一個(gè)用來(lái)計時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)標準的時(shí)基閘門(mén)信號，一個(gè)用來(lái)計數，計下閘門(mén)時(shí)間內輸入的脈沖個(gè)數，然后經(jīng)換算得到實(shí)際輸入的頻率。

與MC145152類(lèi)似，單片機同樣無(wú)法以高達88MHz的頻率直接進(jìn)行測量，必須先對發(fā)射頻率進(jìn)行預分頻，降到單片機能夠測量的頻率范圍，并轉換成為通用TTL電平，再接入測頻接口，所測結果采用液晶顯示。MC12022的輸出頻率至少為88MHz/64=1.375MHz，高于單片機的測頻上限，無(wú)法直接利用，因此需要再接一個(gè)分頻系數為100的分頻器，本文采用價(jià)格較低的分頻器74HC390。

VCO輸出頻率的范圍是88 MHz ~108MHz。首先應確定參考頻率fc，fr為步長(cháng)(頻率間隔)。 fr可由式1確定。