索尼黑科技--CXA1129N收音芯片

作者：时间：2024-01-02来源：eman2005收藏

本文引用地址：http://www.amcfsurvey.com/article/202401/454395.htm

之前在《索尼SONY SRF-S84电路分析与打磨》一文中简单分析了索尼 CXA1129N这枚神奇的芯片。神奇‬是因为它是专为超低压随身听设计的纯模拟收音芯片，支持中波调频双波段从高放到立体声解调的所有功能，耗电低‬，电池电压低至0.95V仍可以工作，超低中频二次变频省去了‬外围大‬中周或者陶瓷滤波器，内部设计有独特‬的镜像‬抑制措施‬ 移相‬混频‬ 有源低通‬‬滤波器‬和‬AFC， AGC等辅助功能等等。这枚‬芯片‬只‬在‬索尼‬自家‬的‬SRF系列‬收音机‬随身听‬使用‬，应该‬有‬专利‬保护‬从来‬没有‬授权‬过‬别家使用‬‬，而‬别家‬类似‬集成电路‬机型‬只能‬使用‬常规‬收音芯片‬的低电压‬版‬，例如‬TA8122F，TA8132F，TA2111F等‬，‬技术‬上的‬差距‬可见一斑‬。本文‬进一步‬谈谈‬该‬芯片‬的‬设计‬独到之处‬。

主要‬技术参数

电压：0.95V-4.5V

电流：FM 16mA; AM 14mA

FM一中频‬： 30Mhz

FM二中频‬： 150Khz

FM灵敏度‬： 10dBuV, S/N=30dB

FM选择性: 40dB

FM S/N: 60dB

FM THD: 0.1%

FM镜像抑制: 39dB

AM中频‬: 55Khz

AM灵敏度‬：10dBuV, S/N=6dB

AM选择性: 35dB

AM S/N: 50dB

AM THD: 0.3%

AM镜像抑制: 41dB

基本‬原理

该芯片还是基于超外差原理，为了追求外围电路极简，摒弃了传统中周或‬陶瓷‬滤波器，而传统中周滤波器属于高Q器件，是选择性的关键。因此为了满足同等的选择性指标‬要求，只能在芯片内部设计基于RC元件的电子滤波器，但是这种电子‬滤波器Q值往往很低不大于20，因此又引入了二次变频技术和低中频技术，这样才能达到选择性和镜像抑制要求，可以‬看出‬电路框架都是围绕这个设计‬思路展开的。而低中频技术又给脉冲计数鉴频提供了条件，而不用传统的正交鉴频器外围的陶瓷振子或者线圈了，性能上还更有优势。立体声解调还是锁相环原理，保留了传统的VCO振荡线圈和电容。

高放第一变频级

调频‬中波‬高放‬是‬彼此‬独立的‬，都‬受‬AGC控制‬实现‬大‬动态放大‬能力‬‬，控制信号‬取自‬第二变频‬输出‬。调频‬高放‬是‬共基‬共‬集‬级联‬可以‬提供‬约‬10dB增益‬。调频‬调谐‬为‬常见的‬两连‬，高放级‬输入‬调谐‬，一本振‬调谐‬。第一变频‬级‬为双‬‬平衡混频‬，具有‬更好的‬动态‬范围‬，更好的‬隔离‬本振‬干扰‬，避免‬噪声‬进入‬下一级‬。第一‬变频后‬的‬中频‬‬约为‬30Mhz，大大‬高于‬常规‬的10.7Mhz中频‬，这对于‬抑制‬镜像‬有‬好处‬，为‬第二次‬变频‬做‬准备‬。

第二变频级

调频‬第二变频级‬是‬该‬芯片‬的‬核心‬，它‬同时‬也是‬中波‬的变频级‬，为了‬克服‬‬低中频‬带来的‬‬镜像干扰‬问题‬‬，该‬级需要‬特殊‬技术‬手段‬‬‬。二‬本振‬频率‬为‬固定的‬57.1Mhz，由‬外围‬线圈调整‬‬实现‬。变频级‬‬由‬两个双‬平衡‬‬混频单元‬组成‬，变频‬增益‬可控‬，这点‬对于‬镜像‬抑制比‬指标‬很‬关键‬。‬二本振‬信号‬经过二分频计数‬后‬产生‬两个‬相差‬90度‬的‬信号‬分别‬送到‬两个‬单元‬，混频‬后‬的‬得到‬两个‬中频‬为‬155Khz调频‬中频‬或者‬55Khz的‬中波‬中频‬。‬‬

镜像抑制网络

镜像‬干扰‬是‬超外差‬特有‬的‬问题‬，干扰‬信号‬与‬本振‬或‬其‬谐波‬混频‬的‬和差‬信号‬如果正好‬‬落于‬中频‬通带‬，它‬也可以‬被‬‬解调，形成所谓‬假台‬；如果这时‬‬刚好有‬目标‬电台‬位于‬中频带‬，那么‬将‬形成‬同频干扰‬这是‬无法‬调和‬的‬问题‬。‬抑制镜像‬干扰‬最好‬‬在‬变频前‬通过‬调谐‬选频‬的‬手段‬将‬镜像‬频率‬抑制‬在高放‬‬通带‬之外‬，而‬1129N由于‬没有带宽‬很窄‬的输入‬‬选频‬网络，加上‬必须‬使用‬低‬中频‬，所以‬镜像‬问题‬更加‬突出‬，必须‬在二‬‬‬中频‬通道‬上加以‬抑制‬。‬‬

57.1Mhz的‬二‬本振‬信号‬被‬分为‬两路‬，一路‬正常‬相位‬另‬一路‬被‬移相‬90度‬，分别‬送入‬两个‬混频‬单元‬，混频后‬都‬得到‬150Khz中频‬，移相‬90度‬那‬路‬中频‬再‬被‬移相‬90度‬，然后‬再‬与‬另一路‬正常‬中频‬叠加‬，根据‬数学‬计算‬，镜像‬频率‬在‬叠加‬后‬正好‬互相‬抵消‬了，而‬正常‬频率‬不受‬影响‬。框图中‬PSN为‬四阶‬相移‬网络‬，由‬两个‬二阶‬滤波器‬组成‬，这两个‬滤波器‬的‬相位‬误差‬为‬90度‬时，镜像‬抑制比‬为‬40dB。FM LPF是‬由‬RC元件‬组成的‬9阶有源滤波器‬，截止‬频率‬为‬300Khz，幅频特性‬等效‬于‬级联‬的‬常规‬陶瓷滤波器‬，可以‬对‬邻频‬衰减‬40dB以上‬。

脉冲计数鉴频器

常见的‬鉴频器‬都是‬利用‬调频波‬幅频‬或者‬相频‬斜率‬不为‬0的‬原理‬解调‬信号‬，这个‬斜率‬对应的‬就是‬‬我们‬熟悉‬的‬S曲线‬的‬直线段‬部分‬。脉冲‬计数‬鉴频器是‬将‬调频波‬限幅‬后‬，通过‬微分电路‬‬和‬单稳态‬多谐振‬荡‬电路讲‬调频‬波‬‬‬转换成‬调频‬脉冲‬，由于‬调频波‬是‬疏密‬相间‬的，瞬态‬频率‬高‬的‬脉冲‬数量‬就‬多‬，反之‬就‬少‬，所以‬通过‬低通滤波器‬后‬瞬态‬脉冲‬数量‬相当于‬被‬记录‬下来‬并‬提取‬出‬它‬的‬直流‬分量‬，因此‬就‬得到‬了不同‬幅度‬的‬电平‬，电平‬高低‬起伏‬是‬跟随‬‬调制‬信号‬有‬规律‬变化‬的，也就‬完成了信号‬‬解调‬。脉冲‬计数‬解调‬动态‬范围‬大‬，线性度‬好‬，利于‬集成‬，但是‬中心‬频率‬做不高‬‬，所以‬非常‬‬适合‬1129N的‬低‬中频‬场合‬。

‬立体声解调

立体声‬解调‬是‬常规锁相环‬‬方式‬，不同的是‬，由于‬调频‬的‬中频‬只有‬150Khz, 立体声‬信号‬副载波‬为‬38Khz，这些‬信号及‬其‬谐波‬‬在‬解调‬器‬内容易‬发生‬各种‬差拍干扰‬，因此‬在‬解调器‬输入端‬插入‬了‬四阶低通滤波器‬避免‬干扰‬发生‬，使得‬解调‬指标‬等同于其他‬‬常规‬芯片‬的水平‬。在‬实际‬应用‬电路‬中‬，索尼‬用‬只一只‬562精密‬电容‬与‬线圈‬并联‬形成‬VCO振荡‬。