電視無線耳機的設計與實現

宋國林 陳瑞霞 汪 蕾 鄭州大學西亞斯國際學院 河南鄭州 451150

電視無線耳機的設計與實現

宋國林 陳瑞霞 汪 蕾 鄭州大學西亞斯國際學院 河南鄭州 451150

河南省科技廳項目（152102310369）

本文所研究的電視無線耳機的接收部分組成。發射部分與電視機的音頻輸出設備相連接，從音頻輸出設備輸出的音頻信號放大后經過頻率調制，經過功率放大由發射部分向空間發射。而接收部分由具有調頻收音機全部功能的集成芯片TDA7088T所控制，將從空間接收到的已調信號經過鑒頻，還原其原始信號，經過放大處理后輸出。發射頻率與接收頻率均在88MHz～108MHz之間的通頻帶上。

發射；接收；調制與解調；TDA7088T

0　引言

電視無線耳機存在以下幾種傳輸方式：常見的有感應式無線耳機，它的發射部分必須要固定的安裝，一般會安裝在房間的墻壁、天花板等地方，因此在室外無法使用，這是這種傳輸方式的限制和不足之處。紅外線無線耳機雖然能在室外使用，但是其本身具有很高的指向性要求，衍射性又比較差；因此使用這款耳機時，耳機與發射器必須控制在特定的方向角內，否則將無法收聽到清晰的聲音信號。藍牙耳機技術的缺點是它傳輸的數據量小，在使用雙聲道時也同樣如此。這是因為高低頻信號被壓縮了，而中頻信號只能用于語音通話方面。在藍牙技術中，信號的傳送方式是包傳遞，只有形成足夠的數據量后發送一個數據包出去。這會造成聲音回放時有延時的現象。 2.4 GHz無線耳機使用的是2.4 GHz頻段無線載波技術和P2P通信協議。它的缺點是：價格昂貴，近期內很難普及。而調頻信號具有以下優點：衍射性強、傳輸距離較遠、無角度限制，可以隨意走動。它還可以通過改變發射功率和接收天線靈敏度來進一步提高傳輸距離。除此之外， FM還可以實現“一對多”的無線音頻廣播系統，而且穿透能力強，即便是有墻壁的阻擋也不成問題。 FM技術主要的缺陷就是保密性不強，極易受到干擾、出現串頻等現象。

經過上述比較分析，調頻信號具有以下優點：衍射性強、傳輸距離較遠、成本低、無角度限制，可以隨意走動，非常適合應用在電視無線耳機上。本文嘗試設計一個方案，采用專用集成電路，在最大程度上克服FM無線技術的缺點，使其在家庭電視耳機方面應用更加廣泛。

1　電路設計

調頻式電視無線耳機是把從音頻輸出設備中分離出的聲音信號通過頻率調制的方式發射，并在靜音的情況下，對音頻信號進行無線接收，清晰的收聽到各臺節目。本方案重點研究的是數字調頻接收部分。它的主要功能是將從空間接收到的已調信號經過鑒頻，還原其原始信號輸出。發射機則是把經過頻率調制和功率放大器放大的電視音頻信號通過天線發射到空間的電子設備，配合接收耳機使用。

接收電路的工作原理如圖1。電路由耳機做天線接收信號，電臺信號進入芯片的11，12引腳，經它們輸入的天線信號進入混頻電路與芯片內部5腳處的本振（壓控振蕩器VCO）信號混頻后得到70kHz的中頻信號。該信號經頻帶寬度在88MHz-108MHz之間的帶通濾波器，濾除掉通帶外的信號。并在運算放大器的作用下進行中頻放大，信號又從8腳輸出，進入9腳、 10腳的中頻限幅器和13腳的環路濾波電路中進行中頻限幅和濾波，得到中頻之后，經過正交解調器進行解調。

解調后得到的音頻信號又通過環路濾波器反饋到壓控振蕩器VCO，因此構成所說的頻率反饋環路（FFL）令接收信號的頻率偏移量降低到原量的五分之一，以確保接收的穩定性，從而使音頻信號經低頻放大后由2腳穩定輸出。線圈L3、 L4被設置連接到耳機插座，采取這種措施的目的是為了防止耳機對天線信號的旁路作用。發光二極管作為電源指示電路。電容器C18的設置是為了改善接收機的音質效果。電容器C19是具有對電源起到濾波的效果。

圖1　接收電路原理圖

2　系統調試

一般調頻接收機的接收頻率是88MHz—108MHz。連通接收機電源，按下RESET（復位）鍵后，就可以開始在接收頻率范圍內接收調頻廣播了。按下SCAN（選臺）鍵，則能接收到調頻節目；再次按下該鍵后，接收機就會自動的向頻率高端搜索下一個節目；直到按下選臺鍵后，調頻節目仍不變為止。如果想要搜索更多的節目，此時則需略微調松線圈L1的間距即可。

將發射機接通電源測試其靜態工作點。將調頻發射機中線圈L1短路，若發射電路發生比較大的靜態工作點變化，則表明線圈短路前電路已經開始振動。將發射器接到電視音頻輸出設備上，給發射器裝上9V電池，使其發射電路通電。按下接收器RESET（復位）鍵后將其復位，復位后按下SCAN（選臺）鍵選臺。接收到的第一個臺應該是發射機發射的88MHz，中間可以收聽到調頻廣播的電臺，最后可以接收到108MHz的信號。接收機從88MHz—108MHz都能接收到信號，則說明調試完成。如果接收不到高頻端在頻率108MHz的節目，為使接收頻率增高就需要把接收器上的松線圈L1調整一下，使它略微調松（L1電感減少）。相反，低頻段88MHz收不到，可以將線圈L1間距縮小，正常情況下都能調試出來。

［1］ 黃智偉 《無線發射與接收電路設計》 北京：北京航空航天大學出版社，2004.5 ：55-60

［2］ 李式巨，姚慶棟，趙民建 《數字無線傳輸》北京：清華大學出版社，2007.8 ：89-94

［3］ 沈偉慈 《通信電路》 西安：西安電子科技大學出版社，2007.5 ：187-195

［4］ 胡宴如《高頻電子線路指導》 北京：高等教育出版社，2006.5 ：200-207

［5］ 楊國治，王立峰，楊東光 《實用電子制作實例》 福州：福建科學技術出版社，2000.11：34-36