FM發(fā)射器/接收器是任何電子發(fā)燒友最喜歡的電路之一。在本文/視頻中，我介紹了一個(gè)完整的數(shù)字FM接收器設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)配備了LCD屏幕和三個(gè)按鈕。它可以手動(dòng)和自動(dòng)搜索（掃描模式）從76MHz到108MHz的FM信號。信號強(qiáng)度也以條形圖顯示在LCD屏幕上。輸出的聲音由3W + 3W D類立體聲放大器放大，該放大器處理高質(zhì)量和足夠強(qiáng)的音頻功率。作為控制器，我使用了便宜且流行的Arduino-Nano開發(fā)板。因此，讓我們開始吧！

A.電路分析

圖1顯示了該設(shè)備的示意圖。顯而易見，該電路包括3個(gè)主要部分：Arduino-Nano（控制器），F(xiàn)M接收器模塊和音頻放大器。

圖1：數(shù)字FM接收器的示意圖

A-1。調(diào)頻接收模塊

FM接收器模塊基于TEA5767 [1、2]芯片。它是一個(gè)眾所周知的模塊，可以通過I2C總線進(jìn)行控制。它涵蓋了從76MHz到108MHz的FM頻率范圍。在輸出端，它處理應(yīng)放大的L和R立體聲音頻信號，否則，聲音電平微弱，即使是耳機(jī)也聽不到。頻率選擇和信號強(qiáng)度測量任務(wù)由Arduino-Nano代碼執(zhí)行。

R3，C7，C8和C9構(gòu)建了一個(gè)可降低電源噪聲的一階低通RC濾波器。R1和R2是I2C總線的強(qiáng)制上拉電阻，CON1是提供天線連接的UFL連接器。圖2顯示了TEA5767模塊。

圖2：TEA5767 FM接收器模塊

A.2音頻放大器

音頻放大器部分由PAM8403 [3，4]芯片組成。該芯片是3W + 3W HiFi D類放大器，只能使用5V單電源工作。使用4歐姆揚(yáng)聲器可以達(dá)到最大輸出功率。根據(jù)數(shù)據(jù)表：“ PAM8403是3W D類音頻放大器。它具有較低的THD + N，可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的聲音再現(xiàn)。新的無濾波器架構(gòu)允許該設(shè)備直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，不需要低通輸出濾波器，從而節(jié)省了系統(tǒng)成本和PCB面積。

R4，R5，C11和C12用于將輸出音頻傳輸?shù)椒糯笃鳌４送猓鼈冞€創(chuàng)建了高通RC濾波器，以消除任何低頻噪聲。圖3顯示了PAM8403芯片的參考電路。P2和P3是直角2針XH連接器，用于將揚(yáng)聲器連接到板上。

圖3：PAM8403的數(shù)據(jù)表參考電路

A.3控制器

電路的控制器由Arduino-Nano板（AR1）組成。圖4顯示了Arduino-Nano板。評估板驅(qū)動(dòng)8 * 2 LCD（LCD1），并讀取SW1，SW2和SW3按鈕的狀態(tài)。它還通過I2C總線發(fā)送/接收TEA5767數(shù)據(jù)。R6設(shè)置LCD的對比度，C4，C5和C6用于減少機(jī)械按鈕的噪音（反跳）。

圖4：Arduino-Nano板

A.4電源

TS2937 [5，6]是電源的主要組件，可為電路提供穩(wěn)定的+ 5V電源。C1，C2和C3用于降低噪聲，POT1是帶有開關(guān)的50K 2路（雙路）電位計(jì)。POT1既可以打開/關(guān)閉設(shè)備，也可以增大或減小聲級。圖5顯示了POT1的圖片。

圖5：帶開關(guān)的2路（雙路）電位計(jì)

B.PCB布局

圖6顯示了數(shù)字FM接收器的PCB布局。它是2層PCB板，最新版本。Arduino-Nano板安裝在板的底部，LCD則安裝在板的頂部，最好安裝在母排針上。在3D視圖和真實(shí)照片中，這一點(diǎn)更加清晰。圖7顯示了電路板的3D視圖。圖8顯示了數(shù)字FM接收器電路的高質(zhì)量預(yù)制PCB板。

圖6：數(shù)字FM接收器的PCB布局

圖7：PCB板的頂部和底部3D視圖

圖8：高質(zhì)量的預(yù)制PCB板

我像往常一樣在此PCB項(xiàng)目中使用了SamacSys組件庫（用于IC1和IC2）。這樣可以節(jié)省大量時(shí)間并防止設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，從而降低產(chǎn)品成本。所有SamacSys組件庫（原理圖符號，PCB封裝和3D模型）都是免費(fèi)的，并且遵循嚴(yán)格的工業(yè)IPC封裝標(biāo)準(zhǔn)。您可以從componentsearchengine.com下載并安裝這些庫，也可以使用提供的CAD插件直接安裝它們。我使用了Altium插件，但是，幾乎所有的電子設(shè)計(jì)CAD軟件都受支持，例如Eagle，KiCad，OrCAD，Proteus等[7]。圖9顯示了受支持的CAD軟件，圖10顯示了從Altium插件中選擇的組件庫。

圖9：SamacSys插件支持的CAD軟件

圖10：從Altium插件中選擇的PAM8403和TS2937庫

C.組裝與測試

最小的組件封裝是0805。焊接電路板應(yīng)該沒有任何問題，但是，您也可以訂購專業(yè)組裝的電路板。圖11從頂部顯示組裝的PCB板，圖12從底部顯示組裝的PCB板。董事會(huì)是我手工焊接的。您還需要四個(gè)5mm FF墊片，以將LCD固定在PCB板上。

圖11：組裝好的PCB板（俯視圖）

圖12：組裝好的PCB板（底視圖）

您應(yīng)使用UFL至SMA-F連接器將天線連接至電路板。圖13顯示了這種類型的連接器。

圖13：UFL至SMA-F連接器

C.1 Arduino代碼

Arduino代碼在下面的代碼塊中可用。只需將Arduino-Nano連接到計(jì)算機(jī)并編譯/上傳代碼即可。

Code.ino

C.2測試

頻率的下限是76.0MHz，上限是108.0MHz。您可以通過按向上和向下按鈕將頻率增加或減少0.1MHz。同樣，如果長按這些按鈕，頻率將連續(xù)增加/減少。因此，很容易將接收器固定在所需的頻率上（FM電臺(tái)）。此外，“掃描”按鈕可以自動(dòng)搜索功能強(qiáng)大的FM電臺(tái)，并將接收器固定在頻率上。要搜索下一個(gè)電臺(tái)，應(yīng)再次按“掃描”按鈕。

FM信號的強(qiáng)度以條形圖顯示在LCD屏幕上。在圖14中，已將接收機(jī)設(shè)置在功能強(qiáng)大的FM電臺(tái)上，頻率為100.0MHz。

圖14：接收機(jī)已設(shè)置在功能強(qiáng)大的FM電臺(tái)上，頻率為100.0MHz

D.物料清單

圖15顯示了物料清單。搭建設(shè)備，玩得開心！

圖15：物料清單（BOM）

校正：R7的值為0R（1206）。最好將TS2940CW50（SOT-223）用于IC1。使用8歐姆揚(yáng)聲器以防止在高輸出功率下IC1穩(wěn)壓器可能產(chǎn)生熱應(yīng)力，或者使用功能更強(qiáng)大的穩(wěn)壓器。

編輯：hfy