音调解码567详解

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音调解码567详解

  567音调解码器内含锁相环,可以广泛用于BB机、频率监视器等各种电路中。
  音调解码器
  本文讨论锁相环电路,介绍NE567单片音调解码器集成电路。此音调解码块包含一个稳定的锁相环路和一个晶体管开关,当在此集成块的输入端加上所先定的音频时,即可产生一个接地方波。此音调解码器可以解码各种频率的音调。例如检测电话的按键音等。
  此音调解码器还可以用在BB机、频率监视器和控制器、精密振荡器和遥测解码器中。
音调解码器567详解
  本文主要讨论Philip的NE567音调解码器/锁相环。此器件是8脚DIP封装的567型廉价产品。图1所示为这种封装引脚图。图2所示为此器件的内部框图,可以看出,NE567的基本组成为锁相环、直角相位检波器(正交鉴相器)、放大器和一个输出晶体管。锁相环内则包含一个电流控制振荡器( CC0)、一个鉴相器和一个反馈滤波器。
  Philip的NE567有一定的温度工作范围,即0至+70℉。其电气特性与Philip的SE567大致相同,只是SE567的工作温度为-55至125℉。但是,567已定为工业标准音调解码器,有其它若干个多国半导体集成电路制造厂同时生产此集成块。
  例如,Anal·g Device提供三种AD567,EXar公司提供5种XR567,而National Sevniconductor提供3种LM567。这类不同牌号的567器件均可在本文讨论的电路中正常工作。因此,本文以下将这类器件通称为567音调解码器。
  567基础
  567的基本工作状况有如一个低压电源开关,当其接收到一个位于所选定的窄频带内的输入音调时,开关就接通。换句话说567可做精密的音调控制开关。
  通用的567还可以用做可变波形发生器或通用锁相环电路。当其用作音调控制开关时,所检测的中心频率可以设定于0.1至500KHz内的任何值,检测带宽可以设定在中心频率14%内的任何值。而且,输出开关延迟可以通过选择外电阻和电容在一个宽时间范围内改变。
  电流控制的567振荡器可以通过外接电阻R1和电容器C1在一个宽频段内改变其振荡频率,但通过引脚2上的信号只能在一个很窄的频段(最大范围约为自由振荡频率的14%)改变其振荡频率。因此,567锁相电路只能“锁定”在预置输入频率值的极窄频带内。567的积分相位检波器比较输入信号和振荡器输出的相对频率和相位。只有当这二个信号相同时(即锁相环锁定)才产生一个稳定的输出,567音调开关的中心频率等于其自由振荡频率,而其带宽等于锁相环的锁定范围。
音调解码器567详解
  图3所示为567用作音调开关时的基本接线图。输入音调信号通过电容器C4交流耦合到引脚3,这里的输入阻抗约为20KΩ。插接在电源正电源端和引脚8之间的外接输出负载电阻RL与电源电压有关,电源电压的最大值为15V,引脚8可以吸收达100mA的负载电流。
  引脚7通常接地,面引脚4接正电源,但其电压值需最小为4.75V,最大为9V。如果注意节流,引脚8也可接到引脚4的正电源上。
  振荡器的中心频率(f0)也由下式确定:
  f0=1.1×(R1×C1)··············(1)
  这里电阻的单位是KΩ,电容的单位是uF,f0的单位为KHz。
  将方程(1)进行相应移项,可得电容C1之值:
  C1=1.1/(f0×R1)··············(2)
  利用这二个公式,电容和电阻的值均可确定,电阻R1之值应在2至20KΩ的范围内。然后,再由(2)式确定电容值。
  此振荡器在引脚6上产生一个指数型锯齿波,而在引脚5上则产生一个方波。此音调开关的带宽(以及PLL的锁定范围)则由C2及567内部的一个3.9KΩ电阻共同确定。而此电路的输出开关延迟则由C3及集成电路内的一个电阻共同确定。表1列出了Philip的NE567的电气特性,所有其它厂家不同牌号的567芯片,其特性与表1大致相同。
 

  参  数 条 件 NE567 单 位
最 小 典 型 最 大

最高中心频率

中心频率稳定度

中心频率分布

中心频率随电源的漂移

-55至+125℃

0至+70℃

-10

500

35±140

35±60

0

0.7

+10

2

kHz

ppm/℃

ppm/℃

%

%V

最大检测频段

最大检测频带-随温度的变化

最大检测频带-随温度的变化

Vi=300mVrms

10

14

3

±0.1

±2

18

6

 f0

 f0

%/℃

%/℃

输入电阻

最小可检测输入电压

最大无输出输入电压

最大同时的带外信号与带内信号比

最小输入信号与宽带噪声比

IL=100mA

IL=100mA

Bn=140kHz

15

10

20

20

15

+6

-6

25

25

mVrms

mVrms

dB

dB

最快开-关循环速率

“1”输出漏电流

“0”输出电压

输出下降时间

输出上升时间

V8=15V

IL=30mA

IL=100mA

RL=50Ω

RL=50Ω

 

f0/20

25

0.2

0.6

30

150

0.01

0.4

1.0

uA

V

V

ns

ns

工作电压范围

电源电流(静止)

电源电流(工作)

静止功耗

RL=20Ω

4.75

7

12

35

9.0

10

15

V

mA

mA

mW


                                                             表1

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