高集成度锁相环在40/49MHz婴儿监听器中的应用_如何在家里安装监听器

　　 婴儿监听器是采用现代无线电技术应用于居家和婴儿的监听和护理,是科技以人为本的实用产品。照顾婴儿不再需要以传统的方式走来走去的查看,只需在婴儿旁放一个监听发射器, 而监听接收器可以放在妈妈的房间或者随身携带,在几十米到上百米的有效距离内,妈妈可以放心的去做别的事情(如,去花园种花),当婴儿啼哭或有响声时,妈妈会及时的发现和护理。婴儿监听器不仅是婴幼儿最佳的日常生活护理用品,也是照顾老人及病人必备的好帮手。
　　 自1980 年代起,40/49MHz 婴儿监听器生产行业基本采用十几MHz晶体振荡再经3 次倍频的方式得到工作频率,这种方案的优点是技术简单,成本低廉,但是3倍频导致电路中充斥了很多不需要的多次谐波及基波。为了滤除不需要的频率,通常采用中周调谐的方式选出所要的频率。因此生产调试复杂,不良率高,而且一个工作频率需要一个晶体,对于多频道选择的监听器,就需要多个晶体,增加了生产成本和中周调谐的复杂性。
　　由于大多数芯片设计公司的产品瞄准的是射频市场,因此能应用于40~49MHz婴儿监听器上的产品很少。以简化婴儿监听器的生产调试,提高生产良率为目标,保持技术简单,成本低廉为宗旨,一种新型应用技术应运而生。新技术包括发射和接收两部分,分别用于发射器和接收器中,不仅使用了先进的锁相环技术,还包含了内置VCO振荡器,固化了40/ 49MHz婴儿监听器常用频点的ROM、和RF功放等功能,给婴儿监听器的生产带来了前所未有的技术革命。
　　
　　1简化生产的发射器
　　
　　发射器实现的是频率产生、频率锁定、音频调制及频率发射的功能。图1是发射部分的基本原理图。
　　 图1中点线框内包括的功能由高频模块实现,取代的是传统晶体方案中多中周、多晶体、及高频放大部分的电路,外围只需要音频调制电路、和VOX电路就组成了完整的发射器。
　　除环路滤波器和少量的外围元件外,高频模块的核心功能均由芯片完成,包括ROM、锁相环、VCO、和高频放大功能。
　　40/49MHz婴儿监听器在欧美有明确的频率标准,因而把所有常用的频点通过解码器的解码集成入芯片内的只读存储器(ROM),可以省去外挂MCU的成本。当设定解码器的位输入端的逻辑电平,解码器就译出对应的数据串,送给ROM读取内置的并行数据送到参考分频器和反馈分频器进行分频配置。
　　开启发射器时,VCO快速建立振荡,信号送入反馈分频器,根据ROM送来的反馈并行配置数据进行分频和计数。在VCO振荡的同时,另一路振荡信号也在产生,不同的是该振荡信号是由晶体产生的,精度高,在环路中做参考频率源,目的是与VCO产生的信号进行频率和相位的比较,根据比较结果调整VCO的频率,从而使VCO稳定的锁定在设定的频率上。晶体的振荡信号进入参考分频器,同样根据ROM送来的参考并行配置数据进行分频和计数。两个分频器的输出在鉴频鉴相器中比较,在电荷泵中转换成电流控制,通过环路滤波器转换为电压信号,送回VCO调整频率,最终实现锁定。
　　这是发射器中载波的建立过程,那么婴儿的声音是如何发射出去的呢?
　　发射器放在婴儿的房中,当婴儿发出声音时,MIC拾取声音信号送入VOX声控电路,信号被放大,超过设定开启阈值后,音频电路被开启,声音信号通过音频调制电路加载到已经锁定的VCO载波上,再经过高频放大器的放大,从天线发射出去。
　　
　　2简化生产的接收器
　　
　　 接收器实现的是在一定传输距离范围内准确灵敏地接收发射器发出的信号,经过混频、解调、音频放大,在接收器的喇叭放出婴儿的声音。图2是接收部分的原理图。
　　 图2中点线框内包括的部分是由模块实现的高频和中频部分,用户只需要外接音频放大电路就组成了一台完整的接收机。
　　 接收器使用二次变频的原理,由低噪声放大器(LNA)、第一混频、第二混频、中频放大、和音频解调电路组成,加载了音频信息的40/49MHz的高频信号经过低噪声放大器的采集和放大,在第一混频器中与VCO送来的LO信号变频出10.7MHz的中频信号,继而在第二混频器中与晶体振荡器送入的LO信号变频出455KHz的中频,随后经过中频放大,由音频解调电路解调出音频信息,最后由音频放大器扩音。
　　接收器模块中依旧由芯片实现VCO、锁相环、和ROM功能。不同于发射芯片的是,锁定的VCO频率不经过高频放大,直接送入混频器参与变频。
　　
　　3高集成度带来技术革命
　　
　　用锁相环原理实现的婴儿监听收发器,与传统的晶体技术相比,简化生产的优势不言而喻,通过表1中的对比可以清楚看出。
　　 使用集成收发模块实现的婴儿监听器能够达到的指标等于或优于使用传统晶体方案的指标。发射器的频率稳定度可达到+/-10ppm,调制失真度 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文