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【参赛】基于TEF6686的高性能收音机

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发表于 2021-2-6 11:08:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 Carnot 于 2021-2-6 11:11 编辑

基于TEF6686的高性能收音机

   
一、
项目简介
    去年制作了AKC6955收音机后,一直觉得其中短波性能不够优秀,经深入对比、多方考证,选定恩智浦TEF6686作为核心芯片制作高性能收音机;去年做的台式机,今年索性来一台便携机,也算是“一年一机”了;该机接收性能好、音频驱动能力强、扩展性较好,故命名为:“CORE”,取核心之意。

二、本机特点
★采用TEF6686作为核心芯片,几乎最好的消费级DSP芯片。
★FM输入前端采用变压器方案,是官方四个方案里性能最好的。
★AM前端采用优质高Q电感,远优于成品模块。
★内置BIAS-T电路,可以直接驱动外接有源天线。
★音频放大采用TEA2025,立体声扬声器,两路耳机输出,放音效果佳。
★智能触屏控制,全自动搜台,频率可直接输入,海量存储。
★收藏夹储存频率可中英文备注台名。
★全参数直观显示,带宽可手动/自动控制,丰富的参数设置
★完善的电源管理,TYPE-C充电,7.4V 3000mAhl锂电

三、主要参数
(一)频率范围
MW:522-1710khz  搜台1kHz步进
SW:2.3-27MHz  搜台5kHz步进,可1kHz微调
FM:72-108MHz  搜台0.1Mhz步进,可0.01MHz微调
(二)灵敏度
FM:
20dB SNR @ -0.4dBμV = 1.0μV
26dB SNR @ 1.8dBμV = 1.2μV
30dB SNR @ 2.8dBμV = 1.4μV
AM:
20dB SNR @ 25.3dBμV = 18.5μV
26dB SNR @ 32.1dBμV = 40.4μV
30dB SNR @ 36.1dBμV = 64.0μV
(三)最佳信噪比
FM 68dB AM50dB

四、设计思路
(一)接收部分
TEF668x芯片接收前端官方有四种方案,分别是:
(1)使用电容电感进行阻抗匹配
(2)使用电容电感完成阻抗匹配+辅助AGC
(3)变压器阻抗匹配
(4)变压器阻抗匹配+辅助AGC
四种方案性能依次提高,本机选用性能最好的方案4,难点是成本和器件准备。
本机未设计额外的LNA,由于芯片灵敏度自身已较高,机内设置LNA其实意义并不突出,当使用户外天线时,LNA靠近天线布置,弥补传输损失效果更佳。因此,本机天线接口配置了BIAS-T(直流偏置器),可以输出7.4V 100mA电流,通过MOS管、MCU和触摸屏协调控制,能够未采用同轴电缆供电的有源天线提供电源(比如MINIWHIP),使用非常方便。
(二)控制部分
采用ATMEG328P作为MCU,最小系统,与TEF6686通过I2C通讯,额外配置了32k的EPPROM,用于存储电台;引出2个IO,通过轻触按钮开关控制音量,额外IO可引出做扩展引用。
一块3.5寸电容串口屏作为显示和操作界面,与ATME328串口通讯,通过触摸屏,除完成搜台、频率输入等常规操作外,可以实现TEF6686所有参数控制。
该部分难点是程序设计
(三)电源部分
主电源采用3000mAh 7.4V锂电池,设计有升压充电电路,可以使用常见的5V适配器对本机进行充电,无电池情况下,5V适配器也可以对本机直接供电。
电池输出由CD4013和MOS管控制的双稳态电路实现“一键开关机”,一路直送功放模块,另一路线性稳压器分别降压至5V、3.3V驱动各模块工作。
本部分设计难点主要集中在各部件协调设计、散热考量、PCB布置等方面。
(四)音频放大部分
音频部分是本机一个亮点,本机设计有两个3.5mm音频输出口,一路为TEF6686直接输出的音频信号,可以驱动32—16欧的普通耳机,另一路输出由TEA2025引出,由于采用了7.4V电压,TEA2025有能力驱动外接优质音箱,实现高品质外放。此外,本机内置了2只优质8欧喇叭,能够播放立体声,音质较好。

五、制作过程见附图,原理图见附件
        (测试视频在审核,随后发布。)


后记:
    这个机器制作完毕也有一段时间了,年底工作比较忙,没来得及发帖。现在回过头来总结,觉得把机器的各部分解开来,好像也没有太多难点。实际上,这个机器最难的地方还是有效整合所有部件,使其成为一部完整的收音机,诸如PCB各元件的电磁兼容、散热处理、喇叭及音腔布置、机箱的紧凑美观等等。当然控制程序的编写也下了很大力气,不仅要功能完善、消除BUG,还要考虑使用习惯等等。
总而言之,“一年一机”的投入,收获的时候很是喜悦。祝各位新春快乐!


补充内容 (2021-2-6 18:58):
视频已上传   https://www.bilibili.com/video/BV1xK4y1n7pa

补充内容 (2021-2-6 19:00):
视频已上传   https://www.bilibili.com/video/BV1xK4y1n7pa

外观展示1

外观展示1

外观展示2

外观展示2

参赛ID

参赛ID

整机尺寸

整机尺寸

主板效果图

主板效果图

待装配主板1

待装配主板1

待装配主板2

待装配主板2

上锡膏准备吹焊

上锡膏准备吹焊

TEF6686吹焊

TEF6686吹焊

焊接好的TEF6686

焊接好的TEF6686

MCU焊接

MCU焊接

焊接好的MCU

焊接好的MCU

电源IC焊接

电源IC焊接

外壳3D建模1

外壳3D建模1

外壳3D建模2

外壳3D建模2

外壳3D打印1

外壳3D打印1

外壳3D打印2

外壳3D打印2

安装扬声器和显示器

安装扬声器和显示器

屏蔽处理

屏蔽处理

测试

测试

现实界面一览

现实界面一览

工作台

工作台

Schematic_基于TEF6686的高性能收音机.pdf

371.08 KB, 下载次数: 329

原理图

评分

13

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发表于 2021-2-6 11:18:35 | 显示全部楼层
这做工不错啊,有点意思
尤其是这个壳,打印质量很高

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1

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 楼主| 发表于 2021-2-6 11:31:49 | 显示全部楼层
JuncoJet 发表于 2021-2-6 11:18
这做工不错啊,有点意思
尤其是这个壳,打印质量很高

其实外壳设计投入的精力还好,难点还是在于编程和PCB的布置;
最早外壳是想用铝合金的,后来买来的外圈薄了一点,实在是放不下,没有钻台,在铝合金外圈上准确开孔也很困难,最终采用的整体3D打印方案。
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发表于 2021-2-6 11:44:00 | 显示全部楼层
欢迎你的作品参加大赛。
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发表于 2021-2-6 11:46:03 | 显示全部楼层
Carnot 发表于 2021-2-6 11:31
其实外壳设计投入的精力还好,难点还是在于编程和PCB的布置;
最早外壳是想用铝合金的,后来买来的外圈 ...

3D打印要考虑的问题也不少的,变形是主要的难点,结构方面要考虑的不少
编程相对来说主要耗费时间,不费钱,
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 楼主| 发表于 2021-2-6 11:47:41 | 显示全部楼层
JuncoJet 发表于 2021-2-6 11:46
3D打印要考虑的问题也不少的,变形是主要的难点,结构方面要考虑的不少
编程相对来说主要耗费时间,不费 ...


其实3D打印的时候我是强度不够厚度凑
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 楼主| 发表于 2021-2-6 11:54:54 | 显示全部楼层
河西老道 发表于 2021-2-6 11:44
欢迎你的作品参加大赛。

感谢版主大人支持!

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发表于 2021-2-6 12:12:07 | 显示全部楼层
性能优秀,制作精美,很想拥有这样一台收音机!!!
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发表于 2021-2-7 03:15:34 来自手机 | 显示全部楼层
这ui很不错啊,
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发表于 2021-2-7 08:45:13 | 显示全部楼层
制作精良,设计优秀!
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 楼主| 发表于 2021-2-7 10:26:29 | 显示全部楼层

现在的智能串口屏对设计真的很友好,可以直接用图片做背景。
然后,整体UI我是用PPT制作图片后导入串口屏,然后在图片上叠加其他控件,也算“土法炼钢”了。
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发表于 2021-2-7 10:55:09 来自手机 | 显示全部楼层
我看视频,你点击后,好像整个一行的字都重绘了。重绘后还要重新设置背景图片么?
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 楼主| 发表于 2021-2-7 11:07:24 来自手机 | 显示全部楼层
amduron 发表于 2021-2-7 10:55
我看视频,你点击后,好像整个一行的字都重绘了。重绘后还要重新设置背景图片么?

不需要,字符是单独的控件操作,你上“淘晶驰”的官网看他们的智能串口屏,应用起来很智能。
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发表于 2021-2-7 11:23:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 sunbinkun 于 2021-2-7 11:35 编辑

再优化一下,最好加上屏谱功能,可以出成品机了

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 楼主| 发表于 2021-2-7 13:06:11 | 显示全部楼层
sunbinkun 发表于 2021-2-7 11:23
再优化一下,最好加上屏谱功能,可以出成品机了

理论上是可以的,芯片可以输出RF的I/Q信号,只是系统会非常复杂。
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