不论是晶体管收音机还是集成电路收音机，射频电路一直是收音机的重点和难点，如果射频电路做不好，收音机的噪限灵敏度和信噪比以及其它技术指标都会大大下降，严重的只能手动收到很少的几个广播电台，自动搜索电台功能失效。

1．汽车收音机射频电路的特点

从频率上看，FM的频带范围为60MHz-108MHz，AM和MW的频带范围为500KHz-1710KHz；从天线端的广播信号场强来看，信号的动态范围非常大，尤其是汽车收音机所处的环境变化快而大，具体见图1。

图1汽车收音机所处环境的信号动态范围非常大

因此汽车收音机射频电路很难集成进IC中，一般由分离元件组成前置低噪声放大器(LNA)和谐振带通滤波器。

从时域上看， 汽车收音机射频电路的作用是要将微弱的广播信号放大，通过自动增益控制电路(AGC)保持它为后级混频器提供稳定的载波信号强度。从频域上看，它要跟踪所选择的电台信号，滤除掉干扰信号如镜像频率(>60dB抑制)和本振频率，改善射频信号质量。图2是意法半导体公司汽车收音机的射频电路方框图，它由天线滤波器(ant filt)和射频低噪声放大器(RF amp)以及谐振带通滤波器(RF filt)组成。该款汽车收音机的设计目标是噪限灵敏度为0dBu(30dB S/N)，音频信噪比64dB，自动搜索灵敏度小于10dBu，较强的抗邻频道和其它干扰信号能力，实现MCU全自动调整功能(AutoAlign)。

 
图2 意法半导体公司汽车收音机的射频电路方框图

2．TDA7513在汽车收音机中的应用

图3是意法半导体公司汽车收音机TDA7513的FM部分射频前端电原理图。C31、C32、D2(1SV172)、C44组成FM BAND天线信号调节电路，1SV172是VHF-UHF频段天线信号衰减器，它是电流控制型元件，随着电流的增大其阻抗减小。它受控于后级FM宽带AGC和窄带AGC合成产生的FMAGC电流，起控点为天线信号电平57dBu。L5、C36、V2(KV1410)、C43、R19、C45组成天线带通滤波器，带宽为12MHz左右。L5为TOKO公司生产的Antenna FM Coil，型号为P369INS-3214NK。V2(KV1410)也是TOKO公司生产的变容二极管，8V电压反向作用于它时等效电容为22pF，2V电压反向作用于它时等效电容为44pF。该天线滤波器的特点是可以人工用无感调批调节射频线圈L5，也可以通过MCU调节变容二极管V2从而实现AutoAlign功能，这是意法半导体公司设计创新之处。Q2(3SK126)、C38、R15、R20、C46、R21、C47、C41、R17组成低噪声射频放大器，增益为30dB。选用N沟道场效应管3SK126来做射频放大器的原因是场效应管FET具有输入阻抗高、增益高、噪声低的优点，而且是电压控制型器件，设计简单。它受控于后级FM宽带AGC和窄带AGC合成产生的FMAGC电压，起控点为天线信号电平78dBu。T3、C34、V1(KV1410)、C28、C35 组成RF谐振带通滤波器，带宽为8MHz左右。T3为TOKO公司的FM RF变压器，型号为P369INS-3239X。该带通滤波器同样可以人工用无感调批调节T3，也可以通过MCU自动调节变容二极管V1。

下面接着介绍TDA7513 AM部分射频电路。L3、L4、R7、C21、D1(1SV172)组成AM BAND天线信号调节电路，D1受控于后级AM宽带AGC和窄带AGC合成产生的FMAGCI电流，起控点为天线信号电平74dBu。Q1(FC18)、R9、C16、R6、L1、R10组成低噪声射频放大器，增益为26dB。FC18是SANYO生产的N沟道场效应管，它受控于后级AM宽带AGC和窄带AGC合成产生的FMAGC电压，起控点为天线信号电平84dBu。C17、L2、C18组成型带通滤波器，C20、C23为混频器的耦合电容。由上可见，TDA7513的AM 射频电路不需要人工调节，节省了人力和物力，这也是意法半导体公司创新设计之处。
 

图3  TDA7513的FM部分射频前端电原理图

3．接收机性能的改进

众所周知，接收机的接收极限最终是由接收机自身噪声性能决定的，所以在收音机的射频电路中我们要尽力选用低噪声元件，前面已经阐述选用场效应管FET作射频放大器的原因，这里重点讲讲其它元件的选用。电阻和电感可以选用10%级别精度，大于100pF电容可以选用10%级别精度，10pF-100pF电容可以选用5%级别精度，小于10pF电容应选用1%级别精度。射频线圈(RF Coil)和变容二极管选用TOKO公司生产的，质量比较有保证，也可以选用其它公司生产的或根据线圈参数到指定专业公司定做，但一定要用仪器测试以保证质量。

图4 TDA7513的AM部分射频前端电原理图

为提高收音机的EMC性能和降低收音机自身的噪声，采取下面的措施也是非常必要的：

首先，要选择正确的供电模式。当收音机工作时应关断对其它单元(如CD、DVD、TAPE等)的供电，只对收音机单元供电；最好对FM和AM的射频电路分开供电，在FM模式只对FM的射频电路供电，关断对AM的射频电路供电；在AM模式只对AM的射频电路供电，关断对FM的射频电路供电；采取这样的措施后会使整机信噪比至少改善10dB。

其次，PCB板的布线也非常重要。应将FM射频电路、AM射频电路、OSC振荡电路、中频电路、功放电路的电源线和地线彼此隔离，让它们最后汇接到整机电源端，如空间允许可将FM和AM射频电路用屏蔽盒屏蔽起来。使用屏蔽盒可使整机信噪比改善4dB左右。晶体和本地振荡电路都应用各自的地线环绕起来，元件布局时应使输出的振荡信号线越短越好，这样有利于提高载噪比指标。

再者，应选择低EMI的MCU，甚至在MCU的程序中采取EMC指令来降低MCU对收音机的干扰，如采用按键中断方式来代替常见的按键扫描方式，让MCU在收音状态下SHUT DOWN(即MCU停止振荡)等，采取这些措施会使收音机的接收灵敏度提高15dBu左右。

最后，为防止闪电和雷击，有必要在天线端加上瞬态电压击穿二极管(TVS DIODE)，如SA5.0CA等类似元件，这也是ESD静电防护措施之一。TVS是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件，它的外型与普通二极管相同，但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率，它的主要特点是在反向应用条件下，当承受一个高能量的大脉冲时，其工作阻抗立即降至极低的导通值，从而允许大电流通过，同时把电压箝制在预定水平，其响应时间仅为10-12秒，因此可有效地保护电子线路中的精密元器件，防雷击效果明显。

汽车收音机工作环境温度变化大，因此射频电路元件的选择也要考虑温度特性。1SV172和3SK126、KV1410、FC18等元件的温度特性也比较好，其储存温度范围为-55C-+125C，工作温度范围为-25C -+125C。为提高汽车收音机的可靠性指标，首先应对所用的元件进行品质测验和老化筛选，其次整机出厂前要根据车厂标准(如福特972标准)进行高低温老化实验和系统性能测试。在汽车收音机射频电路调试中，万用表(测电容、电阻、电感、电压)和频谱分析仪以及AM/FM信号发生器必不可少。调试的第一步检查射频电路+9V供电是否正确，第二步输入射频信号到射频电路，在MCU执行AutoAlign调整后，用频谱分析仪逐级检查信号流电平是否正确。我在调试的过程中遇见的问题有+9V供电不正确、3SK126方向装反了、SMD贴片电容值装错了等，前两个问题都好解决，最后一个问题比较棘手，因为SMD贴片电容封装上无任何标志，一定要用频谱分析仪逐级检查，检查到怀疑元件再用万用表测试其值。

4．收音机性能的测试

收音机性能的测试也需要经验丰富的专业人员，测试一般在屏蔽房中进行，影响测试的因素很多。首先测试电缆的正确联接十分必要，如阻抗匹配，射频信号通过BNC或SMA插座馈入收音机比用鳄鱼夹夹住天线端馈入收音机效果好，射频信号通过鳄鱼夹馈入收音机天线端射频信号会损失6dB左右。其次AM/FM信号发生器的音频信号源频谱要纯(90dB信噪比左)，这一点可以从AM/FM信号发生器的用户手册中查看，也可以自己用频谱分析仪测试其性能。一般音频信号分析仪的音频信号源比较纯，可以将它作为外部音频信号输入AM/FM信号发生器，这样一来测试信噪比和失真都比较简单。最后谈谈DUMMY ANTENNA的使用。由于TDA7513的AM和FM射频电路都是高阻抗输入，AM射频电路输入阻抗为1Mohm左右，FM射频电路输入阻抗为100Kohm左右，所以射频信号可以直接馈入收音机天线端，也可以通过DUMMY ANTENNA后再馈入收音机天线端。但在使用DUMMY ANTENNA时一定要将DUMMY ANTENNA带来信号损失计算在内，最终以加在收音机天线端的信号电平为准。图5是测试中常用的AM DUMMY天线。

图5测试中常用的AM DUMMY天线

家用收音机的天线类型有磁棒天线、环形天线、拉杆天线等，由于FM频带的频率高，对天线要求不是很苛刻；而AM频带的频率低，对天线的要求比较苛刻，其中环形天线的效果最好。汽车收音机普遍使用非常长的拉杆天线，接收效果也比较好。近两年收音机逐渐设计进移动电话，处理好射频电路和天线问题非常困难，因为移动电话体积小，天线短甚至没有天线。意法半导体新推出的BRITe FM IC比较好的解决了这些问题，比较适合应用在移动电话中。