德生(TECSUN)的PL-550大概是该品牌短波一次变频PLL收音机的最高级型号。我当年购买PLL机选择了PL-350而非PL-550的原因已经回忆不起来,不过这两款电路是非常相似的。虽然德生收音机电路图集一书中没有给出完整的PL-550电路图,网上却有一图流传,不知出自何人之手。可惜只能找到缩小版,元件标号和参数是看不清楚的。
有这个图,再结合德生官方的电路框图,然后对照电路板,就容易搞清PL-550的电路设计了。
如果浏览过德生那本电路图集,便可以得出结论:在德生的所有PLL机中,PL-200、PL-230、PL-350和PL-550是同一个电路结构。早期的PL-737、PL-747以及PL757(A)的CPU和PLL是在集成在一个芯片里面,收音机的主体电路和传统多波段机一样,差别是变容二极管替代了机械可变电容实现调谐。到了PL-200的这一系列,PLL和收音机的主芯片集成到了一起(三星S1A0903X01),CPU是独立于模拟部分的了,这样给控制电路和软件开发留出了充分的余地。
S1A0903X01这颗芯片除了带有PLL之外,本身就是一个AM/FM立体声调谐器单片全集成方案,相当于索尼 CXA1238S这类。解调后的音频信号送给德生惯用的CXA1622功放,收音机的模拟部分就完整了。
S1A0903X01里面的PLL配置是经由串行接口被MCU操纵的,于是软件就能够选台了。然而不仅如此,为了操作更友好,机械波段开关也被电子开关替代了(早期的PL-737和PL-747仍然需要机械波段开关,到了PL-757A改进为电子波段开关,并实现了直接输入电台频率),因此PL-200这系列有一片74HC138译码器用来产生每个波段的开关信号(低电平有效)。
波段开关信号有多重功能:一是可以控制部分电路的电源(比如AM模式的时候FM高频头是不需要电源的);二是控制信号通路,实现高频信号的电子开关。
PL-550有多少个波段?
尽管没有长波,没有航空波段,没有电视伴音波段,PL-550仍然有6个波段!虽然在操作界面上只有FM/MW/SW三个波段(SW米波段不算,它们只是频率覆盖中的片段),电路中实际上SW是分成了4个波段的。即使不看电路资料,在电路板本振电路的屏蔽罩上,也已用文字标注了每个波段的微调元件位置。SW从1711kHz到29999kHz都可以连续调谐,但内部电子波段开关会在某些频率边界上自动切换。
SW1~SW4这四个波段都用拉杆天线接收信号,都有独立的调谐高放电路和独立的本振LC回路。在普及型的多波段收音机中,SW要共用可变电容器因此独立性没有这么高,PLL机用变容二极管就没此限制。
在PL-550电路板上有7个10x10的可调磁帽线圈,其中4个横向排列的就是SW1~SW4的输入调谐线圈。这四个线圈是不能同时接到天线上的,因此PL-500用了PIN二极管来实现高频开关:
上面的照片中黄圈标出的就是PIN二极管,一共5只,还有一只是FM天线输入开关用的。PIN二极管的特性是它正向偏置时对高频信号的电阻很小,反偏时等效成一个很小的电容。
从PCB背面可以看到,4V 主电源通过100k电阻接到了天线输入公共端上(与天线之间还有电容耦合),经过一只电感连接到4只PIN二极管的阳极。这4只PIN二极管的阴极各自分别经过线圈之后,再串联3.3k电阻连到波段开关信号(低有效),因此选中的波段的线圈才会和天线接通。
AM(调幅)高放包括MW和SW1~SW4,各自的LC调谐回路和放大管(2SK544)是独立的。根据走线,我把变容二极管、微调电容、三极管的与可调线圈(变压器)对应起来:

上图标注的SW-1, SW-2, SW-3及SW-4与实际的SW1~SW4对应关系并没有确认,只起区分作用。四个短波段电路形式有些差异,SW-4和MW只有输入调谐,其余三个短波段高放输入输出都带调谐。SW-1输入调谐没有微调电容,但PCB上有元件位置。四个短波段的输入调谐线圈形式也不完全相同,从网传的电路图上可以看出来。
从网传电路图中整理出一个代表性的AM高放部分电路如下:
图上红色框中的部分是AM波段公用的。D1是PIN二极管。场效应管Q1是放大管,VD1和VD2分别是两个谐振回路的调谐电容。T1和T2是谐振回路的电感,同时作阻抗变换。Q1的电源经过L1、Q2供给,其中L1是高频阻流元件。Q2的作用是电子开关,只有当它饱和的时候,Q1构成的高放电路才获得电源;而Q2截止时其它波段高放输出的信号被阻断,不会进入T2.
VD1和VD2分别施加的调谐电压都来自PLL,和本振VCO的控制电压同源。也就是高放的两个LC回路和本振的LC回路是同步调谐。但根据网传电路图,调谐电压2和本振的调谐电压是连在一起的,而调谐电压1来自一个电位器的抽头。这就是PL-550“最佳灵敏度调节”旋钮对应的功能,在下一篇中分析。
接下来看本振部分的电路。FM和5个AM波段的本振集中在一个屏蔽罩内,以减少对外的辐射。每个本振回路都有一个变容二极管,但没有配微调电容(可能是没有必要)。

上图中标的VB节点是本振的调谐电压,由PLL提供。
本振电路的晶体管集成在S1A0903X01内部,外部只需要配一个LC回路(接在26脚和VCC之间)。
FM本振是单独的引脚,不涉及波段切换问题。AM几个波段本振切换也是用PNP管作电子开关,原理和高放部分类似。屏蔽罩内一个波段的电路如下图:
PL-550调谐用的变容二极管,AM各波段都是1SV149,FM则是1SV101,都是需要最高十几伏的电压的。电池电压最高才6V,因此需要用一个电路产生高压。这部分电路在一个长条形屏蔽罩内,用分立元件实现。
分析一下这部分电路原理,如下图,变压器的初级带抽头,和Q1、C1形成哈特莱振荡器;次级由二极管半波整流取得高压直流,并通过R5反馈控制Q2的电流,调节Q1的直流偏置,起到稳定振幅的作用。S1A0903X01的PLL AOUT脚是集电极开路输出,因此可以得到高压的调谐电压。
在S1A0903X01内部,本振信号会经过缓冲,接到PLL部分的可配置分频器,然后经过相位比较器和参考时钟进行鉴相。PLL输出滤波后产生调谐电压去控制本振的变容二极管,实现频率控制闭环。作为一次变频的超外差接收机,PL-550的调谐电压也同步控制高放部分的谐振回路,这和用双连、四连机械可变电容调谐的原理是一样的。AM模式下,本振比接收频率高一个455kHz中频,FM模式下,本振比接收频率高出10.7MHz中频。由于AM和FM部分电路独立,AM/FM切换主要靠设置S1A0903X01内部模式。
红包分享
钱包管理

