电视无线耳机的设计与实现

宋国林 陈瑞霞 汪 蕾 郑州大学西亚斯国际学院 河南郑州 451150

电视无线耳机的设计与实现

宋国林 陈瑞霞 汪 蕾 郑州大学西亚斯国际学院 河南郑州 451150

河南省科技厅项目（152102310369）

本文所研究的电视无线耳机的接收部分组成。发射部分与电视机的音频输出设备相连接，从音频输出设备输出的音频信号放大后经过频率调制，经过功率放大由发射部分向空间发射。而接收部分由具有调频收音机全部功能的集成芯片TDA7088T所控制，将从空间接收到的已调信号经过鉴频，还原其原始信号，经过放大处理后输出。发射频率与接收频率均在88MHz～108MHz之间的通频带上。

发射；接收；调制与解调；TDA7088T

0　引言

电视无线耳机存在以下几种传输方式：常见的有感应式无线耳机，它的发射部分必须要固定的安装，一般会安装在房间的墙壁、天花板等地方，因此在室外无法使用，这是这种传输方式的限制和不足之处。红外线无线耳机虽然能在室外使用，但是其本身具有很高的指向性要求，衍射性又比较差；因此使用这款耳机时，耳机与发射器必须控制在特定的方向角内，否则将无法收听到清晰的声音信号。蓝牙耳机技术的缺点是它传输的数据量小，在使用双声道时也同样如此。这是因为高低频信号被压缩了，而中频信号只能用于语音通话方面。在蓝牙技术中，信号的传送方式是包传递，只有形成足够的数据量后发送一个数据包出去。这会造成声音回放时有延时的现象。 2.4 GHz无线耳机使用的是2.4 GHz频段无线载波技术和P2P通信协议。它的缺点是：价格昂贵，近期内很难普及。而调频信号具有以下优点：衍射性强、传输距离较远、无角度限制，可以随意走动。它还可以通过改变发射功率和接收天线灵敏度来进一步提高传输距离。除此之外， FM还可以实现“一对多”的无线音频广播系统，而且穿透能力强，即便是有墙壁的阻挡也不成问题。 FM技术主要的缺陷就是保密性不强，极易受到干扰、出现串频等现象。

经过上述比较分析，调频信号具有以下优点：衍射性强、传输距离较远、成本低、无角度限制，可以随意走动，非常适合应用在电视无线耳机上。本文尝试设计一个方案，采用专用集成电路，在最大程度上克服FM无线技术的缺点，使其在家庭电视耳机方面应用更加广泛。

1　电路设计

调频式电视无线耳机是把从音频输出设备中分离出的声音信号通过频率调制的方式发射，并在静音的情况下，对音频信号进行无线接收，清晰的收听到各台节目。本方案重点研究的是数字调频接收部分。它的主要功能是将从空间接收到的已调信号经过鉴频，还原其原始信号输出。发射机则是把经过频率调制和功率放大器放大的电视音频信号通过天线发射到空间的电子设备，配合接收耳机使用。

接收电路的工作原理如图1。电路由耳机做天线接收信号，电台信号进入芯片的11，12引脚，经它们输入的天线信号进入混频电路与芯片内部5脚处的本振（压控振荡器VCO）信号混频后得到70kHz的中频信号。该信号经频带宽度在88MHz-108MHz之间的带通滤波器，滤除掉通带外的信号。并在运算放大器的作用下进行中频放大，信号又从8脚输出，进入9脚、 10脚的中频限幅器和13脚的环路滤波电路中进行中频限幅和滤波，得到中频之后，经过正交解调器进行解调。

解调后得到的音频信号又通过环路滤波器反馈到压控振荡器VCO，因此构成所说的频率反馈环路（FFL）令接收信号的频率偏移量降低到原量的五分之一，以确保接收的稳定性，从而使音频信号经低频放大后由2脚稳定输出。线圈L3、 L4被设置连接到耳机插座，采取这种措施的目的是为了防止耳机对天线信号的旁路作用。发光二极管作为电源指示电路。电容器C18的设置是为了改善接收机的音质效果。电容器C19是具有对电源起到滤波的效果。

图1　接收电路原理图

2　系统调试

一般调频接收机的接收频率是88MHz—108MHz。连通接收机电源，按下RESET（复位）键后，就可以开始在接收频率范围内接收调频广播了。按下SCAN（选台）键，则能接收到调频节目；再次按下该键后，接收机就会自动的向频率高端搜索下一个节目；直到按下选台键后，调频节目仍不变为止。如果想要搜索更多的节目，此时则需略微调松线圈L1的间距即可。

将发射机接通电源测试其静态工作点。将调频发射机中线圈L1短路，若发射电路发生比较大的静态工作点变化，则表明线圈短路前电路已经开始振动。将发射器接到电视音频输出设备上，给发射器装上9V电池，使其发射电路通电。按下接收器RESET（复位）键后将其复位，复位后按下SCAN（选台）键选台。接收到的第一个台应该是发射机发射的88MHz，中间可以收听到调频广播的电台，最后可以接收到108MHz的信号。接收机从88MHz—108MHz都能接收到信号，则说明调试完成。如果接收不到高频端在频率108MHz的节目，为使接收频率增高就需要把接收器上的松线圈L1调整一下，使它略微调松（L1电感减少）。相反，低频段88MHz收不到，可以将线圈L1间距缩小，正常情况下都能调试出来。

［1］ 黄智伟 《无线发射与接收电路设计》 北京：北京航空航天大学出版社，2004.5 ：55-60

［2］ 李式巨，姚庆栋，赵民建 《数字无线传输》北京：清华大学出版社，2007.8 ：89-94

［3］ 沈伟慈 《通信电路》 西安：西安电子科技大学出版社，2007.5 ：187-195

［4］ 胡宴如《高频电子线路指导》 北京：高等教育出版社，2006.5 ：200-207

［5］ 杨国治，王立峰，杨东光 《实用电子制作实例》 福州：福建科学技术出版社，2000.11：34-36