【无线射频通信】-实测简化版TEA5767调频收音模块

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图1完整版模块

图2简化版模块

放暑假了，最终有时间和心爱的单片机结伴而行啦。这次用单片机来执行什么任务呢？笔者正在思索这个问题时，无意中看到了妻子正在用手机一边发短信一边听广播。我的眼前一亮，早就有资料介绍过，现在的数码产品（如手机、MP3、MP4、PDA等）中，接收调频广播大都是由TEA5767调频收音模块来完成的。TEA5767调频收音模块是通过I2C总线或3线总线通信方式来掌握的，我何不用单片机来驾驭它，制作一个数控调频收音机呢？

说干就干，立刻上淘宝网搜寻出售TEA5767调频收音模块的商家信息，一下子搜寻出了140多个出售TEA5767模块的商家。这些商家标出的信息引起了我的留意，"完整版TEA5767模块7元，简化版（又称简版、简体版）4.5元'、"简化版和完整版相比，非立体声而且频段和接收力量有弱化，完整版可稳定接收12个台，简化版只能接收4、5个台'。完整版和简化版的TEA5767调频收音模块实物照片如图1、图2所示。

从实物照片可以看出，简化版模块上的元件数量比完整版模块上的元件数量有所削减，即电路作了适当的精简，我想这也是简化版称呼的由来吧；元件削减了，成本自然降低了，简化版模块自然比完整版模块廉价啦。简化版称呼的由来与价格廉价我们从实物对比可以分析出来，那么简化版与完整版相比是不是性能也被"简化'了？真的像商家所说的那样"简化版和完整版相比，非立体声而且频段和接收力量有弱化，简化版只能接收4、5个台'？商家的这句话表达出了简化版模块的三个问题：不是立体声音频输出、收音接收频段变窄、灵敏度降低了。真的如此吗？假如真的存在上述三个问题，厂家为什么还要生产简化版模块？他还有市场生存空间吗？这一连串的问题激发了我的探究欲望，我打算同时购买简化版模块、完整版模块，进行对比测试，一探毕竟，揭开这些"谜团'。

测试环境

北京市区，钢筋水泥浇筑楼房的8层。80cm软导线作为接收天线。模块输出的音频信号送入立体声有源音箱放大。掌握电路如图3所示，在万能板上搭焊的电路实物照片如图4所示，数码管用来显示接收电台的频率。掌握软件用C语言编写，编译环境为KeilVision3。单片机与模块之间采纳I2C总线通信方式。简化版模块、完整版模块各一块，iAUDIOU2MP3播放器一台（其内部也是采纳TEA5767调频收音模块来接收调频广播），三者进行对比测试。

TEA5767调频收音模块的各掌握字节的含义及基本掌握方法可参看TEA5767HN芯片技术文档。这里不再赘述。

初步测试效果令人满足

测试方法：笔者居住的地区有14个调频广播电台，将这些电台的频率逐一通过单片机写入模块进行接收，即人工指定接收频率。这14个调频广播电台的频率分布如表1所列。

测试结果让笔者很惊喜，简化版模块14个电台全部顺当接收到了，除了接收中心人民广播电台音乐之声90.0MHz背景噪声大些外，其他台声音洁净清楚，尤其是收听音乐类节目时，立体感很强，音质美丽悦耳，TEA5767调频收音模块完全可以作为音响系统中的优质节目源。完整版模块接收这14个电台自然不在话下了，接收中心人民广播电台音乐之声90.0MHz也有背景噪声。iAUDIOU2MP3播放器接收中心人民广播电台音乐之声90.0MHz、北京音乐台97.4MHz有背景噪声。

测试结论：在接收电台的同时，用单片机读取TEA5767HN的立体声指示位，此位指示为1，表明是立体声接收状态，实际收听效果也证明白简化版模块是立体声音频输出。波段低端的北京文艺台87.6MHz与波段高端的北京城市管理广播107.3MHz都顺当接收到了，可以证明简化版模块接收频段范围符合我国的调频广播频率范围87～108MHz。主观感觉简化版模块的工作效果令人满足。

灵敏度检测确有降低

测试方法：人工设定接收频率，每接收一个电台，都用单片机读取一次TEA5767HN内部的ADC电平值，并通过数码管显示（原来数码管是用来显示电台频率的）。测试结果如表2所列。

测试结论：从TEA5767HN的内部组成电路方框图可知，ADC电平值反映了接收电台的信号强度，但是这个信号强度也和模块的灵敏度有关，在测试环境和测试条件都相同的状况下，接收相同的电台，灵敏度高则ADC电平值也相应提高，灵敏度低则ADC电平值也相应降低。从表2的测试结果可以看出，简化版模块的确比完整版模块灵敏度降低了。

自动搜台检测程序的编写探讨

上面的测试都是人工设定接收频率，在实际应用当中要通过单片机的掌握实现自动搜寻电台，这样才具有实际应用价值。自动搜台的检测与推断要由软件来实现。

1.传统自动搜台的软件操作流程（以向上搜寻为例）

这种搜寻方式是技术文档推举的操作流程。流程图如图5所示。从流程图中可以看到，推断是否搜寻到有效电台要经过两个推断过程。

第一步，中频推断。读取TEA5767内中频计数器计数值，此计数值代表了中频频率，推断中频频率是否符合要求，即中频频率是否在0x31至0x3e范围内，假如符合要求则进行其次步推断。0x31至0x3e的范围是技术文档中给出的中频范围。

其次步，电平推断。读取TEA5767内ADC电平值，此值代表了接收电台的信号强度，假如电平值大于设定的阈值，则证明搜寻到了一个有效电台，此时可以停止搜寻，收听这个电台的广播了。假如想连续搜寻其他电台，则从流程图中的S点重复这些推断步骤就可以了。ADC电平值的范围是0～15，设定的阈值要在这个范围之内，阈值太小会消失假台，阈值太大会漏台。

在上面两步的推断过程中，只要有一步不符合要求，就返回S点，增加步进值后连续搜寻，直至两步推断都通过为止。当频率增加到频段上限值（即BLF=1）时，退出自动搜寻状态。之所以要作两步推断，是为了排解假台（电台的镜像频率）及干扰信号引起的误动作。

根据上面的流程图笔者编写了自动搜寻程序，用此程序掌握简化版模块时，将电平推断中的阈值依据实际状况进行了合理的设置后，实现了自动搜寻，但是效果不抱负。14个电台都搜寻到了，也搜寻到了4个假台。将电平推断中的阈值调高后，搜寻到假台的问题虽然消逝了，又消失了漏台的问题，有3个信号较弱的电台在自动搜寻中漏掉了。不管怎样调整阈值，消失假台和漏台的问题都无法兼顾解决，总是顾此失彼。完整版模块用此程序掌握时同样存在相同的问题。

2.问题的分析

漏台的问题简单理解，由于阈值设置偏高，弱台的ADC值低于此阈值，就被推断程序排解掉了，引起了漏台。

在消失假台的时候，笔者发觉了如下规律：假台都是消失在有效电台的两侧，可以收听，但效果很差；有效电台左侧的假台频率为f假=f－100kHz，有效电台右侧的假台频率为f假=f＋100kHz，f为有效台的频率。

之所以可以搜寻到假台，是由于假台的频率和有效台的频率很接近，假台的信号频率经过混频后也可以得到225kHz左右的中频信号，从而进入中频放大器得到放大，放大后可以由ADC电路转换出ADC电平值，当ADC电平值大于或等于程序中的检测阈值时，就被认为是"有效台'了。由于假台处于有效台的两侧，是有效台的镜像频率，所以假台的信号强度要比有效台弱，ADC值自然也比有效台低了，既然ADC电平值存在区分，就可以利用这个差异排解假台，选出有效台了。

笔者依据上述分析思路设计出了下面的自动搜台推断方法。

3.两次ADC电平阈值推断，逐次靠近搜台法

这种自动搜台方法的流程图如图6所示。仍以向上搜寻为例。

在此方法中，笔者去掉了中频推断环节，由于假台的信号频率经过混频后也可以得到225kHz左右的中频信号，因此中频推断环节不能够把假台排查出来。

工作流程分析

第一次ADC电平阈值推断，这是对电台的初筛。这时的阈值1设置得比较低（低于阈值2），这样的设置是为了避开漏掉信号弱的弱台。假如ADC值小于阈值1，则认为无台，返回S点增加步进值后连续搜寻。假如ADC值大于等于阈值1，则认为搜寻到一个电台，此时将f增加100kHz，并写入模块，之后进行其次次ADC电平阈值推断。

其次次ADC电平阈值推断，假如f增加100kHz后检测到的ADC值大于等于阈值2（阈值2大于阈值1），则f增加100kHz后接收的电台是有效台，在第一次ADC电平阈值推断中用频率f搜寻到的是假台，由于假台的信号强度要比有效台弱（阈值1阈值2）。这样通过其次次ADC电平阈值推断，将有效台左侧的假台排解掉了。

假如f增加100kHz后检测到的ADC值小于阈值2，则在第一次ADC电平阈值推断中用频率f搜寻到的是有效台，此时要将从前增加的100kHz减掉，并写入模块。

在其次次ADC电平阈值推断结束后，假如想连续搜寻，则在当前的频率基础上增加100kHz，之后返回S点连续搜寻。在当前的频率基础上增加100kHz的目的是消退有效台右侧的假台。

向下搜寻的流程与向上搜寻的流程相同，只是要将f加步进值改为f减步进值，读者可参照图6画出流程图。

笔者用这种搜寻推断方法编写了自动搜台程序。在合理的设置阈值1与阈值2后，在自动搜台时既无假台消失，也没有漏掉弱台，在两个版本的收音模块上应用效果都比较抱负。至于商家所说的"简化版只能接收4、5个台'，应当是自动搜寻程序没有编写好产生