【参赛】基于TEF6686的高性能收音机

Carnot

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

JuncoJet

这做工不错啊，有点意思
尤其是这个壳，打印质量很高

Carnot

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。

河西老道

欢迎你的作品参加大赛。

JuncoJet

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，

Carnot

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

Carnot

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！

gajlys

性能优秀，制作精美，很想拥有这样一台收音机！！！

amduron

这ui很不错啊，

bg6ahd

制作精良，设计优秀！

Carnot

amduron 发表于 2021-2-7 03:15
这ui很不错啊，

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。

amduron

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？

Carnot

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。

Carnot

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。