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摘 要通过软件自动调试的调谐器是当前的技术发展趋势,并基于此提出自动化生产调试系统的应用方案。该系统基于虚拟仪器平台开发,在生产制造中对调谐器的灵敏度、选择性等进行自动调试,使收音机的性能达到最佳效果。在提高生产效率、降低制造成本的同时,也满足企业控制产品质量的要求。
关键词调谐器;数字自动调试;中频;黄金分割搜索法
中图分类号TH873.7文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)102-0024-01
随着汽车工业和汽车多媒体技术的发展,汽车收音机调谐器技术也趋向于单片集成化、全球应用化、自动调试化等特点发展[1]。文章以恩智浦的调谐器TEF6730为例,介绍了调谐器自动调试方案基于虚拟仪器技术的实现。
1调谐器调试的介绍
TEF6730调谐器的调试可分为:FM中频滤波器数字自动调校;FM统调数字自动调;AM/FM鉴频特性曲线起点和斜率调校;频偏检测调校。
本文主要介绍FM统调数字自动调试,即针对调谐器信号输入回路的统调。统调就是通过调试收音机的输入回路、本机振荡频率、中放回路的中频频率,从而使产品在接收的频率范围内具有良好的频率跟踪特性。
所谓跟踪是指在接收的频率范围内,当收听某个频率的电台时,本机振荡频率与要接收的信号频率通过混频电路后都应该输出标准的10.7MHz中频信号。
1)FM统调数字自动调试介绍。此调谐器内置中频滤波器带宽控制技术,可通过DAA值来自动控制带通滤波器的变容二极管电压值,改变带通滤波器的带宽。而通过控制此调谐电压和PLL振荡器电路调谐电压之间的偏移量,就可实现输入回路和本振振荡器之间的统调,使频率跟踪性能达到最佳。
2)统调调试过程。统调调试中对FM波段中的4个频点(87.5MHz、94.3MHz、101.3MHz和108.1MHz)进行调校,以保证之后各个频段都有良好的频率跟踪性能。
调试过程中,首先设置 RF信号发生器,输出指定频率信号至调谐器,其次通过I2C总线设置调谐器寄存器的Byte0、1,到相应接收频段,寄存器配置如表1所示:
由表2提供参数,根据换算公式N=M*(Ftune+Fif)*1000/Fref可得到N值,即PLL值,将之转化为16进制后,高字节为PLL_MSB,低字节为PLL_LSB。例如87.5MHz对应的PLL值為0x07AC。
之后设置Byte2 DAA值从0到127步进增加,同时依次读取调谐器寄存器FmNfd_xRssiAV的A/D值,从DAA-FmNfd_xRssiAV函数曲线中获取函数极大值点,它所对应的DAA值即为最终的基准值。为了快速得到结果,搜索过程中使用了黄金分割搜索法,这个算法的应用大大简化了计算步骤,只需选取有限的几个点的DAA值进行运算,而不必对0到127内所有的DAA值进行测量。
最后这4个频点的基准值会通过I2C总线直接写入调谐器模块的EEPROM中,之后调谐器就可通过产品软件调用这些参数,来实现自动调试。任何FM频段的最佳DAA值都可以根据这些基准值通过插值法计算得到。例如98.1MHz的DAA值计算公式为:
这样调谐器在所有的FM波段都可以获得最佳的选择性和灵敏度。
2系统的硬件环境
测试系统基于NI公司的PXI架构搭建,由PXI机箱+控制器、Panasonic射频信号发生器、CAN Bus通讯仪、Agilent直流电源、自动测试夹具、待测品及天线模块组成。
3搜索的软件算法
系统采用的软件算法是黄金分割搜索法,在搜索极值过程中分2个步骤:
1)利用黄金比率和二次插值确定函数的极大值点所在区间,即用尽可能少的计算量来确定一个区间,并保证函数的极大值点在这个区间。
2)用黄金分割法求一元函数的极大值,此处是假设目标函数是单峰函数,且已确定了极大值点所在区间。
4实验
依次设置射频信号发生器信号为FM模式,输出频段分别为87.5、94.3、101.3和108.1MHz,信号功率-70dBm,no modulation。
图1是在不同频段下得到的DAA- FmNfd_xRssiAV关系曲线。
图1DAA-FmNfd_xRssiAV曲线
由图可确定调谐器在各个频段的极值点分布大致区间,然后通过黄金分割法逐步缩小搜索区间,并最终确定极值点的位置。以87.5MHz为例,初始区间设为[α=20,β=50];通过计算逐步收敛,最终得到极值点为λ*=33。
表3数据是各个频段最终的DAA极大值点结果。
5结语
调谐器参数统调是车载收音机生产中一个重要环节,传统的机械式调校不仅增加了制造成本及时间,还增加了潜在故障的风险。因此,研发以全球应用化、外同电路元器件少,同时可通过软件自动调校的调谐器是当前的技术发展趋势。本文所介绍的恩智浦公司推出的车载收音机调谐器TEF6730,已经应用于德尔福研发中心多款导航和CD收音机的方案中。
参考文献
[1]刘旭,王敦安,薛质.汽车收音机调谐器专用集成电路TEF6860HL的原理与应用,集成电路应用,2005,10.
[2]刘旭,王敦安.基于TEF6860HL汽车收音机调谐器技术,电子技术,2005,3.
[3]TEF6730 Front-end for digital-IF car radio Datasheet
关键词调谐器;数字自动调试;中频;黄金分割搜索法
中图分类号TH873.7文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)102-0024-01
随着汽车工业和汽车多媒体技术的发展,汽车收音机调谐器技术也趋向于单片集成化、全球应用化、自动调试化等特点发展[1]。文章以恩智浦的调谐器TEF6730为例,介绍了调谐器自动调试方案基于虚拟仪器技术的实现。
1调谐器调试的介绍
TEF6730调谐器的调试可分为:FM中频滤波器数字自动调校;FM统调数字自动调;AM/FM鉴频特性曲线起点和斜率调校;频偏检测调校。
本文主要介绍FM统调数字自动调试,即针对调谐器信号输入回路的统调。统调就是通过调试收音机的输入回路、本机振荡频率、中放回路的中频频率,从而使产品在接收的频率范围内具有良好的频率跟踪特性。
所谓跟踪是指在接收的频率范围内,当收听某个频率的电台时,本机振荡频率与要接收的信号频率通过混频电路后都应该输出标准的10.7MHz中频信号。
1)FM统调数字自动调试介绍。此调谐器内置中频滤波器带宽控制技术,可通过DAA值来自动控制带通滤波器的变容二极管电压值,改变带通滤波器的带宽。而通过控制此调谐电压和PLL振荡器电路调谐电压之间的偏移量,就可实现输入回路和本振振荡器之间的统调,使频率跟踪性能达到最佳。
2)统调调试过程。统调调试中对FM波段中的4个频点(87.5MHz、94.3MHz、101.3MHz和108.1MHz)进行调校,以保证之后各个频段都有良好的频率跟踪性能。
调试过程中,首先设置 RF信号发生器,输出指定频率信号至调谐器,其次通过I2C总线设置调谐器寄存器的Byte0、1,到相应接收频段,寄存器配置如表1所示:
由表2提供参数,根据换算公式N=M*(Ftune+Fif)*1000/Fref可得到N值,即PLL值,将之转化为16进制后,高字节为PLL_MSB,低字节为PLL_LSB。例如87.5MHz对应的PLL值為0x07AC。
之后设置Byte2 DAA值从0到127步进增加,同时依次读取调谐器寄存器FmNfd_xRssiAV的A/D值,从DAA-FmNfd_xRssiAV函数曲线中获取函数极大值点,它所对应的DAA值即为最终的基准值。为了快速得到结果,搜索过程中使用了黄金分割搜索法,这个算法的应用大大简化了计算步骤,只需选取有限的几个点的DAA值进行运算,而不必对0到127内所有的DAA值进行测量。
最后这4个频点的基准值会通过I2C总线直接写入调谐器模块的EEPROM中,之后调谐器就可通过产品软件调用这些参数,来实现自动调试。任何FM频段的最佳DAA值都可以根据这些基准值通过插值法计算得到。例如98.1MHz的DAA值计算公式为:
这样调谐器在所有的FM波段都可以获得最佳的选择性和灵敏度。
2系统的硬件环境
测试系统基于NI公司的PXI架构搭建,由PXI机箱+控制器、Panasonic射频信号发生器、CAN Bus通讯仪、Agilent直流电源、自动测试夹具、待测品及天线模块组成。
3搜索的软件算法
系统采用的软件算法是黄金分割搜索法,在搜索极值过程中分2个步骤:
1)利用黄金比率和二次插值确定函数的极大值点所在区间,即用尽可能少的计算量来确定一个区间,并保证函数的极大值点在这个区间。
2)用黄金分割法求一元函数的极大值,此处是假设目标函数是单峰函数,且已确定了极大值点所在区间。
4实验
依次设置射频信号发生器信号为FM模式,输出频段分别为87.5、94.3、101.3和108.1MHz,信号功率-70dBm,no modulation。
图1是在不同频段下得到的DAA- FmNfd_xRssiAV关系曲线。
图1DAA-FmNfd_xRssiAV曲线
由图可确定调谐器在各个频段的极值点分布大致区间,然后通过黄金分割法逐步缩小搜索区间,并最终确定极值点的位置。以87.5MHz为例,初始区间设为[α=20,β=50];通过计算逐步收敛,最终得到极值点为λ*=33。
表3数据是各个频段最终的DAA极大值点结果。
5结语
调谐器参数统调是车载收音机生产中一个重要环节,传统的机械式调校不仅增加了制造成本及时间,还增加了潜在故障的风险。因此,研发以全球应用化、外同电路元器件少,同时可通过软件自动调校的调谐器是当前的技术发展趋势。本文所介绍的恩智浦公司推出的车载收音机调谐器TEF6730,已经应用于德尔福研发中心多款导航和CD收音机的方案中。
参考文献
[1]刘旭,王敦安,薛质.汽车收音机调谐器专用集成电路TEF6860HL的原理与应用,集成电路应用,2005,10.
[2]刘旭,王敦安.基于TEF6860HL汽车收音机调谐器技术,电子技术,2005,3.
[3]TEF6730 Front-end for digital-IF car radio Datasheet