音调解码器567详解

音调解码器567详解

　　567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。

　　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和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。

　　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