用MC3371/MC3372设计的滤波器

    摘要：文章介绍了Motorola公司生产的FM通信芯片MC3371/MC3372的特性、结构、原理及典型应用，给出了利用MC3371/MC3372芯片设计的一种高灵敏度电力线载波通信滤波器的实际应用电路。

    关键词：通信 调频 混频 滤波 MC3371/MC3372

1 概述

MC3372/MC3372是Motorola公司生产的一种窄带调频（FM）通讯芯片。该芯片集成了振荡器、混频器、中频限幅放大器、积分鉴频器、有源滤波器、噪声抑制开关、信号强度计量电路等常用通信电路单元。MC3371、MC3372可用来设计用于窄带FM接收场合的滤波器。其工作频率最高可达60MHz。它的低电压设计使其具省电、灵敏度高等特点，在窄带语音或数据通信方面可达到最佳性能。另外，在用MC3371/MC3372设计双变频通信滤波器时，只需少量外部元件即可实现完整的功能。

MC3372/MC7732具有如下特性：

●电压范围宽：2.0～9.0V；

●耗电少，在Vcc为4.0V时的静噪关闭状态下，Icc=3.2mA；静噪时，最小电流会增加；

●可进行信号强度指示，具有60dB动态范围；

●应用频带宽为0.1～100MHz；

●灵敏度高，输入电压最低可达5μV。

2 内部结构

MC3371内部集成了混频器、带有对数响应的信号强度检测中频幅器、积分鉴频器、有源滤波器及静噪触发电路，具体内部结构如图1所示。应用时，混频放大器把射频（RF）信号先变换到455kHz的频信号，然后通过外部的带通滤波器输入到限幅滤波器和信号检测电路中，以还原音频信号。

MC3371/MC3372芯片内的有源滤波器和鉴频器还可以用来监测“噪声频带”。如果检测到高于常规音频频带的噪声，则说明没有有用信号，静噪电路开关在这种情况下可以用做静音处理。输入信号的强度是否达到正常的水平，由限幅放大器中的中频信号强度检测电路来监视。

3 原理及应用

由MC3371/MC3372组成的滤波器可应用于电力线载波通信系统中。由于电力线通信信道存在噪声大、损耗高等缺点，因此往往在很短的距离内，有用信号就被淹没在噪声中，有时的信噪比甚至低于0dB，这样，单纯靠增加发射功率的方式已不能取得明显效果，而只能从接收方面入手。MC3371的接收灵敏度为5μV，而且内部有两个混频器和一个有源滤波器，所以可以用它加上少量外部元件来构成个高灵敏的滤波电路。

在利用MC3371/MC3372来设计滤波电路时，ADW输入信号首先经过简单的滤波送入MC3371，然后再把信号经过两次混频和两次滤波后输出。两次混频的目的是为了有效地去除带外噪声和尖峰噪声的干扰，同时可保证本系统后读处理的方便，经过两次混频则可把信号由一个比较高的频率搬移到低频段。

图2是该电路具体的电路连接图。

图2中的输入滤波采用简单的LC来进行选频，其频率由C8、L2决定。由于MC3371的输入电压要求最大为1V，所以输入之后还要做限幅处理，以防芯片损坏。图中采用两个二极管对其限幅，并将三极管的跟随放大输入到芯片内，FILT是陶瓷滤波器，用于完成第二级滤波，R16、R17、C13、C14和片内放大器构成的有源滤波用于完成第三级滤波，最后由MC3371的11脚输出。两次混频均在MC3371内部进行，并分别合作了MC3371中的混频器和解调器（解调器亦作混频器作用）。两个参考频率用于混频。MC3371内置有一个振荡器（1，2脚），可以外接振荡电路以产生参考频率1，在本系统中，两个参考频率都由外部输入。

MC3371/MC3372芯片是为了FM无线通信场合（如调频收音机）的应用而设计的，但由于该芯片内置了许多常用通信单元电路，而且有相当好的性能，所以如果能加以灵活而巧妙地组合，在其它场合亦可得到广泛的应用。

4 结束语

这种滤波电路充分利用了MC3371的内部单元电路，并发挥了MC3371接收灵敏度高的特点。由MC3371/MC3372构成的滤波电路灵敏度很高，在应用于电力线载波通信系统中时，可以有效地分辨出完全淹没在噪声背景中的载波信号。由于本设计所应用的场合的输出滤波直接做了数字处理，所以输出波形基本是方波。如果改变输出滤皮放大器的设计，也可以获得其他波形。

由此可以看出，许多专用芯片其它不一定只能做限定的工作，其中的部分电路可能正是在常规电路设计中很难设计的部分，如果能充分发掘这些功能，可以大大节约设计和产品成本，而且可能会产生事半功倍的效果。