2003年从网上淘到一个阿尔派车用收音机高频头,由于当时没有找到相关资料,所以这个高频头就一直沉睡在自己的电子仓库中。2010年清理仓库时翻出了这个高频头,其表面已经锈迹斑斑,如下图。
透过表面的孔可以看到此高频头做工还是非常不错的,于是将其屏蔽罩拆除以做进一步研究。经过研究,此高频头以松下的AN7293和AN7289为核心,是一款FM/AM收音机电压合成高频头。通过阅读上述2个IC的资料并结合PCB丝印标识对高频头电路进行局部测绘,初步设计出了应用电路。很快用万能板搭了电路进行测试,之后发现此高频头音质非常好,灵敏度也很高,和以前使用过的十余个收音机高频头相比这款高频头也算是上游产品。为了不埋没这个高频头决定用它做一款比较有个性的收音机。以前制作的几款收音机功能比较复杂,这款收音机在功能设计上力求简洁、实用,因而最终舍弃了AM波段,操作上也仅保留了电台调谐和电源开关。在电路测试时发现通过直接改变外部调谐电压来调台容易导致电台频率漂移,用电视机专用的调谐电压稳压二极管以及基准电压做测试也不太理想。此外,由于改变电压是通过调节电位器实现,电位器在安装时也不一定能够靠近高频头,这样也容易通过过长的调谐电压连接线引入噪声。因此,在最终电路设计上采用了PLL,将此部分电路和高频头做在一块单独的PCB上,使原来的电压合成高频头变成了频率合成高频头,这样做也可以实现电台频率显示。此高频头有信号强度指示以及立体声指示输出功能,因而收音机在显示设计以及电路设计上也需考虑此功能。
PLL频率合成器选用比较常用的三洋LC72131,为了保证最终电路设计的正确性,先制作了一个PLL模块做测试,如下图。
最终制作的高频头板PCB如下图。
最终制作好的高频头板如下图。
除了高频头板,本收音机还需要设计制作一块控制板,以实现对高频头板的控制。控制板主要由电源、单片机和LCD模块几部分组成,其中电源部分采用7805和LM317分别为单片机、LCD模块、PLL和高频头供电,由于AN7293和AN7289的极限工作电压为9V,所以这里没有采用常见的7809而采用LM317将供电电压调整至8.75V以确保可靠性。单片机采用STC12C2052AD,其主要任务是和LC72131、LCD模块通信完成控制以及对高频头信号强度指示、立体声指示信号采样。电台调谐这里采用旋转编码器,由单片机采样其输出脉冲信号完成操作。此外,控制板还设计有电源掉电检测电路以实现关机后记忆最后一个调谐的电台频率。
最终制作的控制板PCB如下图。
制作好的控制板如下图。
为了安装方便,特别设计了旋转编码器板,如下图,后来由于结构改变,这块板就没有用了。
自从2011年制作好各部分电路后一直没有时间完成最后的组装,直到最近有空才把这个收音机最后完成。经过长期思考最终将这个收音机定位为一个实用电器和工艺品的结合体,外壳由铝合金框架和亚克力面板组成。框架由3个铝合金型材小外壳加工而成,分别为左框架、中框架和右框架,主要起支撑亚克力面板和固定接插件、开关、旋转编码器以及穿过连接线的作用。3个框架又安装有左、右2块接插件面板以及4块穿线面板,其中左面板安装天线F头母座、左右声道音频输出RCA插座,右面板安装旋转编码器、电源开关、DC电源插座,穿线面板安装护线套以保护线材。
加工好的左、右接插件面板如下图。
加工好的穿线面板如下图。
为了固定亚克力面板,还需要在铝型材外壳适当位置钻孔并攻M5螺纹,加工好的铝型材外壳如下图。
组装好的左框架如下图。
组装好的中框架如下图。
组装好的右框架如下图。
亚克力面板主要用于安装高频头板、控制板以及防尘,厚度选用5mm即可。为了保证加工质量可以委托加工商激光切割,价格也不算太高,同时也可以加工一些亚克力垫片以便安装,厚度为2mm,激光切割后并钻好安装孔的亚克力面板以及垫片如下图。
前期工作到位,后期组装是非常容易的事,最后组装完成的收音机如下图。
通电工作中的收音机如题图,LCD显示效果如下图。