0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

NE567音调解码器原理及应用

我快闭嘴 来源:电路一点通 作者:电路一点通 2022-08-31 11:03 次阅读

8288e70e-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

数字音频处理器

以下电路图是音调检测器电路图,也称为声音激活开关电路。实际上,这些电路?使用微控制器进行切换,因为这些电路是为机器人启动激活而设计的。但是您可以使用继电器构建开关模块。您可以尝试将此电路用于其他应用,例如自动打开灯、防盗或安全应用。

音调检测器图 1

82a980fe-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

音调检测器图 2

82bf2c2e-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

音调检测器图 3

82bf2c2e-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

音调检测器图 4

82fb7f08-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

音调检测器图 5

82fb7f08-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

NE567音调解码器原理及应用

NE567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。

83281766-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

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。

834778b8-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

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
中 心 频 率 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
检 测 频 段 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 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 kΩ mVrms mVrms dB dB
输 出 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
一 般 参 数 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振荡器设计

8363e840-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

837607a0-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

838b15a0-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

图4和图5所示为如何使567产生精密的方波输出。从引脚6处可以获得非线性锯齿波,但其用途有限,不过,在引脚5上可获得性能极佳的方波。如图4所示,其输出方波的上升时间和下降时间为20nS。

此方波的峰到峰幅值等于电源电压减去1.4V。这种方波发生器和负载特性极佳,任何大于1KΩ的电阻性负载均不会影响电路的功能。另外,此方波发生器的输出也可以加至低阻抗负载,如图5所示,引脚8输出端的峰值电流高达100mA,但波形略差。

利用前述的振荡频率和电容计算公式(1)和(2),即可确定这类振荡器的各种参数。同样的,R1必须限制在2至20KΩ的范围内。为使计算简化,节约时间,决定振荡频率的元件数值也可以由图6所示的诺模图上直接读出。

例如,需要此567振荡器工作在10KHz,C1和R1的值可以是0.055uF和2KΩ,或者是0.0055uF和20KΩ。

在567的引脚2上加一控制电压,即可使振荡器的工作频率在一个窄范围内微调百分之几。如果加上控制电压,引脚2应接去耦电容C2,其值应大致为C1的2倍。

图4和图5的电路可以用不同的方式修改,如图7至图10所示。在图7中,占空比或传号/空号之比对所产生的波形而言是完全可变的,借助微调电位器R2,其变化范围为27∶1至1∶27。另外,在每个工作周期内,C1交替充放电,充电是经电阻R1、二极管D1和R2的左侧,而放电则通过电阻R1、二极管D2和R2的右侧。只是随着传号/空号比率的改变,工作频率略有改变。

图8所示的电路可以产生正交方波,此振荡器在引脚5和8上的二个方波输出有90°的相位差。在此电路中,输入引脚3通过接地。如果在引脚3上加有2.8V以上的偏置电压,则引脚8上的方波有180°相移。

图9和图10所示为定时电阻值最大可为500KΩ左右的振荡器的电路。这样,定时电容C1之值即可按比例减小。在这二个电路中,在567的引脚6和R1、C1的节点间接有一个缓冲级。

在图9中,这个缓冲级是一级晶体管射极跟随器。踞遗憾的是,这一级的引入使波形的对称性略差。相对应的是,图10所示电路以一级运算放大器跟随器作为缓冲级。这样就不影响波形的对称性。

567的五个输出

567的五个输出端子。其中二个(引脚5和6)提供振荡器的输出波形,而第三个输出端子引脚8,则如前所述为567的主要输出口。其余的二个输出端为此解码器的引脚1和2。

引脚2与锁相环的相位检波器输出端相接,在内部被静态偏置到3.8V。当567接收到带内输入信号时,此偏置电压随之改变,且在典型的0.95至1.05倍振荡器自由振荡频率范围内,偏置电压的变化与输入信号频率呈线性关系。其斜率为每频偏百分之一有20mV(即20mV/ f0)。

83a95cb8-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

图11所示为当567作为音调开关时,引脚2输出和引脚8输出之间的时间关系。图中所示为在两种带宽(14%和7%)下的时间关系。

引脚1给出567正交相位检波的输出。当音调锁定时,在引脚1上的平均电压是此电路带内输入信号幅度的函数,如图12的传输函数所示。当引脚1上的平均电压被下拉到3.8V门限值之下时,集电极在引脚8上的内部输出晶体管就导通。

带宽的确定

当567被用作音调开关时,其带宽(中心频率的百分数)的最大值约为14%。此值与25至250mV均方根值的带内信号电压成正比。但是,当信号电压由200变至300mV时,则不影响带宽。同时,带宽反比于中心频率f0和电容器C2的乘积。实际带宽为:

BW=1070

83c70344-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

BW的单位为中心频率的百分数(%),而且,Vi≤200mVRMS。式中Vi的单位为V-RMS,C2的单位为uF。

通过试探和误差处理来选择C2,一开始可选择C2的值为C1的2倍。随后可增加C2的值以减小带宽,也可减小C2的值以增加带宽。

检测带宽的对称性

所谓检测整容的对称性就是测量此带宽与中心频率的对称程度。对称性的定义如下:

(fmax+fmin-2f0)/2f

这时fmax和fmin是相应于所检测频带二边沿的频率。

如果一个音调开关的中心频率为100KHz,而带宽为10KHz,频带的边沿频率对称于95KHz和105KHz,这样,其对称性为0%。但是,如果其频带相当不对称,边沿频率为100KHz和110KHz,其对称值增加到5%。

如果需要,可以用微调电位器R2和47KΩ的电阻R4在567的引脚2上加一外偏微调电压,以使对称值减至0,如图13所示。将电位器的中间滑动触点向上移则中心频率降低,向下移则中心频率升高。硅二极管D1和D2用作温度补偿。

音调开关设计

以图3所示的典型电路为基础,很容易设计出实用的音调开关。频率控制元件电阻R1和电容C1各值的选定可利用图6的诺模图。电容C2容量的选择可以上述讨论为基础,由实验确定。一开始可用其容量为C1的两倍的电容,然后,若有需要可调整其值,以给出所要求的信号带宽。如果对于频带的对称性要求严格,可如图13所示,加一对称性调整级。

83df7956-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

最后,使C3之值为C2的2倍。并检查此电路的响应。如果C3太小,引脚8上的输出可能会在开关期间因过渡历程而发生脉冲。如C3选择适当,则整个电路设计完毕。

多路转接开关

可以从一个音频输入馈入任意多个567音调开关,以构成任何所希望规模的多音调开关网络。图14和图15是二种实用的两级开关网络。

83f33720-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

在图14中的电路有双音解码器的作用。在二个输入输入信号中有任一个出现时,都可激励出一个信号输出。图中,二个音调开关是由是一个信号源激励的,而其输出则由一个CD4001B型CMOS门集成块来进行或非处理。图15所示为二个567音调开关并行联接,其作用有中一个相对带宽为24%的单个音调开关。在此电路中,IC1音调开关的工作频率设计成比IC2音调开关的工作频率高1.12倍。因此,它们的转接频带是叠合的。

840ee7a4-2860-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

审核编辑:汤梓红

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 处理器
    +关注

    关注

    68

    文章

    19264

    浏览量

    229666
  • 解码器
    +关注

    关注

    9

    文章

    1143

    浏览量

    40720
  • 检测器
    +关注

    关注

    1

    文章

    863

    浏览量

    47678

原文标题:数字音频处理器

文章出处:【微信号:电路一点通,微信公众号:电路一点通】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    解读一种采用NE567接近无线探测电路

    具有一个AM锁定检测和输出驱动电路内置PLL电路。NE567的主要功能是推动负载(通常为LED)时,在其探测波段的频率是在IC的输入。中心频率,频段输入,输出延迟等可以使用外部元件编程。
    发表于 01-09 10:32 4574次阅读
    解读一种采用<b class='flag-5'>NE567</b>接近无线探测<b class='flag-5'>器</b>电路

    【电路精选】摩尔斯电码解码器电路

    目的下一部分是PLL(锁相环)音调检测/解码器NE567; 其输出是一个零模式,复制接收信号的点划线序列。该输出驱动PIC16F84微控制
    发表于 08-03 05:00

    NE567音调解码锁相环集成电路相关资料下载

    NE5676是音调解码、锁相环集成电路。
    发表于 05-24 06:01

    集成锁相环路解码器LM567及其在检测电路中的应用

    美国国家半导体公司生产的集成锁相环路解码器LM567以其优良的性能和低廉的价格而在各种解码电路中获得了广泛的应用.本文详细介绍了LM567的内部结构、工作原理、性能指标和选择
    发表于 04-30 15:22 156次下载

    调解码器567详解

    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
    发表于 11-23 15:03 22次下载

    音调拨号盘解码器电路图

    音调拨号盘解码器电路图
    发表于 04-13 09:11 996次阅读
    <b class='flag-5'>音调</b>拨号盘<b class='flag-5'>解码器</b>电路图

    音调拨号盘顺序解码器电路图

    音调拨号盘顺序解码器电路图
    发表于 04-13 09:12 1233次阅读
    <b class='flag-5'>音调</b>拨号盘顺序<b class='flag-5'>解码器</b>电路图

    NE567音调解码器原理及应用

    NE567音调解码器原理及应用 NE567音调解码器内含锁相环,可以广泛用于BB机、频率监视等各种电路中。  
    发表于 12-29 15:40 3332次阅读
    <b class='flag-5'>NE567</b><b class='flag-5'>音调解码器</b>原理及应用

    LM567NE567原理及应用

    LM567NE567原理及应用 音频解码器567功能概述  本文讨论锁相环电路
    发表于 04-14 09:23 2w次阅读
    LM<b class='flag-5'>567</b>及<b class='flag-5'>NE567</b>原理及应用

    基于红外检测的产品自动分装系统

    设计了基于红外检测的产品自动分装系统。采用红外传感与基于NE567的单音解码电路组成红外检测电路以提高系统检测灵敏度,增强检测系统的抗干扰能力。利用NE567中CCO的输出信号控
    发表于 04-28 14:51 39次下载
    基于红外检测的产品自动分装系统

    NE567组成的音调译码电路

    NE567组成的音调译码电路说明了NE567作为音解码器的作用。
    发表于 12-21 11:26 3677次阅读
    <b class='flag-5'>NE567</b>组成的<b class='flag-5'>音调</b>译码电路

    音调解码器567详解,Detail of tone decoder LM567

    音调解码器567详解,Detail of tone decoder LM567 关键字:LM567,LM567
    的头像 发表于 09-20 18:32 1615次阅读

    基于LM567的红外发射电路图详解

    发射配有LM567音调解码器电路。音频信号(至少50mVvv)用T1放大,然后用于调制IC1。红外发射频率在 2 和 25KHz 之间通过 P40 调节。
    的头像 发表于 07-28 09:45 1115次阅读
    基于LM<b class='flag-5'>567</b>的红外发射<b class='flag-5'>器</b>电路图详解

    LM567x语音解码器数据表

    电子发烧友网站提供《LM567x语音解码器数据表.pdf》资料免费下载
    发表于 08-20 09:31 0次下载
    LM<b class='flag-5'>567</b>x语音<b class='flag-5'>解码器</b>数据表

    中微爱芯音调解码器AiP567产品概述

    AiP567是一种频率锁定环路设备,可实现模拟和数字系统中的频率识别和追踪,当输入信号频率落在给定通带内时,锁相环锁定该信号,同时控制输出端输出低电平。AiP567中心频率可调,应用范围广,可应用于通信、遥控、测量、频率检测等领域。
    的头像 发表于 09-11 10:59 362次阅读
    中微爱芯<b class='flag-5'>音调解码器</b>AiP<b class='flag-5'>567</b>产品概述