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  現在調諧器有個趨向,就是利用PLL技術及數字顯示接收頻率,因為它有易調及精確的優點,有些甚至還加上微處理來做選擇及記憶電台的控制。以前實在是百思不解,納悶了老半天:因本地調頻台,一半的指頭便可算完,連那M1~M6的記憶預置位都填不滿,卻用PLL數字顯示調諧器來收聽節目,感覺上有點豪華及奢侈。但是看看音技83期的洛城攻玉集所報導,在我們只有存在數家的空間裡,在洛城卻擠上四十八家調頻電台,這是歐美大陸部分地區的普遍現象,在這種情形下,要找到自己所喜歡的那一電台,可真不容易,當然此時使用PLL及數字顯示頻率的接收機,顯然是一種需要,而不是奢侈了。既然市面上現在的Tuner套件,像顏鴻的SE55T,都留有數字顯示的接點,何不介紹一個顯示頻率的線路呢?順便一提的是,本製作只要稍加修改,除了顯示AM、FM的頻率外,SW(短波)的2~30MHz,同樣亦可顯示,如此一來接收短波時,亦可節省許多找電台的時間。

  首先介紹由7217A構成的線路,但是為了徹底了解顯示電台頻率的原理,另外一個由原始的IC設計成的線路亦加以描述,當然LSI化的顯示收音機頻率的專用IC所構成的線路也會提到。

如何顯示接收電台頻率:

  一般接收機,都是使用所謂超外差式的構造(Superheterodyne),也就是利用一個可變頻率的本地振盪器(Local oscillator),及固定的中頻(一般AM是455KHz,FM則是使用10.7MHz)來調所要接收的電台。如果要直接放大天線感應的電台頻率來顯示必定是困難重重,不但訊號低,還含有調幅或調頻成分。但是有一種方便的方法,就是計數本地振盪的頻率,它的頻率是接收頻率加上中頻(註一),因此要顯示電台頻率,只要從本地振盪的頻率扣掉中頻(IF)便行,如何減去中頻呢?利用一般的可設定上行計數器(presetable UP-Counter)很容易實現這個工作。例如我們設定上行計數器從455KHz(也就是9545)開始計數,假若說本地振盪是1500KHz(此時可收聽到1045KHz的電台),那麼由設定從9545開始上行計數結果是1045KHz,這實際上也就是由1500KHz的本地振盪所調到的電台頻率。如要顯示調頻台的頻率也是利用相同的原理,(參看圖一)。

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(註一):當然也有本地振盪是接收頻率減掉中頻的,這是『下行變換』,這也就是常發生的所謂『影像幕擾』。即使如此,我們依然可以利用本地振盪來顯示接收頻率,只要「加上」中頻便行,此時仍然可以用『可設定上數計數器』,而直接把中頻的頻率設定為計數起始點。

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本機及其特性:

  在刻度盤上找電台並不怎麼簡單,如果利用本機以數字顯示電台的頻率,實在非常吸引人,在收聽短波時,更是方便,很容易可以找到所要的電台。本機頻率顯示解析度在AM為1KH,FM為100KHz;短波方面,在SW波段時,9.9MHz以下是1KHz,在9.9MHz以上則為10KHz。設計上,每秒顯示10次,除了足以實現視覺暫留,而不會有閃爍現象外,在調轉電台時,亦跟得上改變。即使收音機是不用455KHz(AM),例如有些是使用450KHz、10.7MHz(FM)的中頻亦能使用,此時只要改變PROM的程式值即可。

線路詳析:

  圖一是整個完整線路,分成主要的四部分,即AM輸入部分,FM預除,時基及控制,可程式上計數器。現在分述如下:為了不影響本地振盪的穩定性,利用FET Q1,組成高輸入阻抗的源極隨耦器,以減少本地振盪輸出的負載。Q1輸出後用來驅動IC 1A,它是用TTL組成的放大器(註二),接著進入IC 1B及IC 1C之觸發組合,它將正弦波觸發成方波以配合數位線路。FM預除:IC101是高頻預除專用,把輸入除100後,第二腳輸出去推動Q2,Q2將訊號輸到IC1d,再經IC2除10後才送到主計數器,在100MHz時DS629N靈敏度為25mV。時基及控制線路:IC4是八隻腳的LSI IC,配合3.58MHz的石英晶體及附屬的電阻、電容,產生100Hz的方波,再經由IC5解碼輸出每個10mS的高態時間。

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參看圖三a,IC5的第三腳高態用來清除IC2、IC3為零,接著送入預設的倒數起點,再來便開始計數本地振盪的頻率,最後閂鎖住計數的結果並顯示出來,如此每秒反覆10次(參看圖三說明)。其中IC6C拿來當控制開關,提供選擇AM/FM的輸入,及選擇預置的起數點,9545(AM)、9893(FM),關於預置點的設定稍後再加說明。圖一中,因為從點取出的是高態H,透過4066所含的四個電子開關來選擇J1資料,使得起數點是9893,以便減去10.7MHz的FM中頻。但是當S1短路時,顯然點便變成低態L,而IC6C的輸出卻是高態H(因為IC6C是一種反相器的組合),此時所選擇的是J2的設定值9545,以便減去AM的455KHz中頻而直接顯示電台頻率。主計數器:J1、J2、IC7、IC8是用來補償中頻的,J1及J2就是16腳的IC座,IC7及IC8是含四組的所謂電子開關,也可使用4016,但是它有較高的開態阻抗,約300Ω,而4066卻只有約60Ω左右。那J1及J2又怎樣安排呢?如圖示J1是用來安排FM的,因此由左至右應該安排成9893這個值,參看圖九中間的安排,而在下面的安排J2,是用來設置顯示AM接收頻率的。

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(註二):閘門(gate)是由晶體(TTL)或MOS材料(C-MOS)組成,當然也可以當作放大器,但是一般增益並不大,雖然在聲頻應用時,會造成很大的失真,不值得採用。但若把它拿來做為頻率計數器的輸入放大電路,則很有效,而且能夠把一個IC內的閘門做最有效的利用。例如圖五a中,G1當做放大電路,G2、G3當作觸發電路,G4則可作緩衝用途(Buffer)。

  7217A這塊IC是"one chip four-digit presetable UP/Down counter",有關它更詳細的資料可自行參看Data Book或音技61期『由計數電路到計頻儀的製作一文』(亦收錄在Hi-Fi電子技術選輯一書內):

  製作:PC板及零件安置示意圖參考圖三圖四,另外圖五是FM預除線路的基板及零件安放示意圖。在預除線路中的所有電容應該選用陶質電容。

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  尋找本地振盪輸出:如果你選用有數字顯示輸出的Tuner,當然不用再費神,傳統的Tuner接法如圖六所示。

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  電源供應:圖七所示是供給本機的電源,而Tuner、電源供應,及本機的聯結參看圖八
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  計數設置:圖九是中頻補償的設置,如九B是為10.7MHz的FM而設置,455KHz的AM則如九C所示。

  如何顯示短波頻率:依然使用FM預除,這是在10MHz以上使用,另外需加個開關,使得在點能置入一個反向器及在IC5的第10腳與點間加上開關,當顯示AM、SW(1.6~9.9MHz)、FM時,如原線路所示,當顯示10MHz~30MHz時在點處上加個反向器,而點直接接IC5的第10腳不經IC6B,此時計數器時基延長10倍。例如15.36MHz的頻率預除100後為153.6KHz,再經IC2除10後,配合時基便可顯示為15.36(MHz)。另外還有一個方法是先預除10(可用74196)後直接輸入AM輸入即可,因為短波的3MHz~30MHz除10後為0.3~3MHz,所以可以共用AM線路。

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  另外如圖十是專為顯示短波接收機頻率的,當然也可顯示FM,只要稍加修改即可。圖十一是所需電源,圖十二十三線路板及元件安放位置示意圖,圖十四是尋找本地振盪的參考圖。

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轉載音響技術第88期APR. 1983 電台頻率數字顯示裝置/林茂榮

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