音调解码器567详解

567音调解码器内含锁相环，可以广泛用于BB机、频率监视器等各种电路中。
　　音调解码器
　　本文讨论锁相环电路，介绍NE567单片音调解码器集成电路。此音调解码块包含一个稳定的锁相环路和一个晶体管开关，当在此集成块的输入端加上所先定的音频时，即可产生一个接地方波。此音调解码器可以解码各种频率的音调。例如检测电话的按键音等。
　　此音调解码器还可以用在BB机、频率监视器和控制器、精密振荡器和遥测解码器中。

　　本文主要讨论Philip的NE567音调解码器/锁相环。此器件是8脚DIP封装的567型廉价产品。图1所示为这种封装引脚图。图2所示为此器件的内部框图，可以看出，NE567的基本组成为锁相环、直角相位检波器（正交鉴相器）、放大器和一个输出晶体管。锁相环内则包含一个电流控制振荡器（ CC0）、一个鉴相器和一个反馈滤波器。
　　Philip的NE567有一定的温度工作范围，即0至＋70℉。其电气特性与Philip的SE567大致相同，只是SE567的工作温度为－55至125℉。但是，567已定为工业标准音调解码器，有其它若干个多国半导体集成电路制造厂同时生产此集成块。
　　例如，Anal·g Device提供三种AD567，EXar公司提供5种XR567，而National Sevniconductor提供3种LM567。这类不同牌号的567器件均可在本文讨论的电路中正常工作。因此，本文以下将这类器件通称为567音调解码器。
　　567基础
　　567的基本工作状况有如一个低压电源开关，当其接收到一个位于所选定的窄频带内的输入音调时，开关就接通。换句话说567可做精密的音调控制开关。
　　通用的567还可以用做可变波形发生器或通用锁相环电路。当其用作音调控制开关时，所检测的中心频率可以设定于0.1至500KHz内的任何值，检测带宽可以设定在中心频率14%内的任何值。而且，输出开关延迟可以通过选择外电阻和电容在一个宽时间范围内改变。
　　电流控制的567振荡器可以通过外接电阻R1和电容器C1在一个宽频段内改变其振荡频率，但通过引脚2上的信号只能在一个很窄的频段（最大范围约为自由振荡频率的14%）改变其振荡频率。因此，567锁相电路只能“锁定”在预置输入频率值的极窄频带内。567的积分相位检波器比较输入信号和振荡器输出的相对频率和相位。只有当这二个信号相同时（即锁相环锁定）才产生一个稳定的输出，567音调开关的中心频率等于其自由振荡频率，而其带宽等于锁相环的锁定范围。

　　图3所示为567用作音调开关时的基本接线图。输入音调信号通过电容器C4交流耦合到引脚3，这里的输入阻抗约为20KΩ。插接在电源正电源端和引脚8之间的外接输出负载电阻RL与电源电压有关，电源电压的最大值为15V，引脚8可以吸收达100mA的负载电流。
　　引脚7通常接地，面引脚4接正电源，但其电压值需最小为4.75V，最大为9V。如果注意节流，引脚8也可接到引脚4的正电源上。
　　振荡器的中心频率（f0）也由下式确定：
　　f0＝1.1×（R1×C1）··············（1）
　　这里电阻的单位是KΩ，电容的单位是uF，f0的单位为KHz。
　　将方程（1）进行相应移项，可得电容C1之值：
　　C1＝1.1/（f0×R1）··············（2）
　　利用这二个公式，电容和电阻的值均可确定，电阻R1之值应在2至20KΩ的范围内。然后，再由（2）式确定电容值。
　　此振荡器在引脚6上产生一个指数型锯齿波，而在引脚5上则产生一个方波。此音调开关的带宽（以及PLL的锁定范围）则由C2及567内部的一个3.9KΩ电阻共同确定。而此电路的输出开关延迟则由C3及集成电路内的一个电阻共同确定。表1列出了Philip的NE567的电气特性，所有其它厂家不同牌号的567芯片，其特性与表1大致相同。

                                                   参　　数                                    条　件                                    NE567                                    单　位                                                    最　小                                    典　型                                    最　大                                                   
  中            
  心            
  频            
  率                                                
  最高中心频率            
  中心频率稳定度            
  中心频率分布            
  中心频率随电源的漂移                                                            
  -55至+125℃            
  0至+70℃                                                            
  -10                                                
  500            
  35±140            
  35±60            
  0            
  0.7                                    
  +10            
  2                                    
  kHz            
  ppm/℃            
  ppm/℃            
  %            
  %V                                                               
  检            
  测            
  频            
  段                                                            
  最大检测频段            
  最大检测频带－随温度的变化            
  最大检测频带－随温度的变化                                                            
  Vi=300mVrms                                                            
  10                                                
  14            
  3            
  ±0.1            
  ±2                                    
  18            
  6                                    
   f0            
   f0            
  %/℃            
  %/℃                                                               
  输            
  入                                                            
  输入电阻            
  最小可检测输入电压            
  最大无输出输入电压            
  最大同时的带外信号与带内信号比            
  最小输入信号与宽带噪声比                                                            
  IL=100mA            
  IL=100mA            
  Bn=140kHz                                                            
  15            
  10                                                
  20            
  20            
  15            
  +6            
  -6                                    
  25            
  25                                    
  kΩ            
  mVrms            
  mVrms            
  dB            
  dB                                                               
  输            
  出                                                            
  最快开－关循环速率            
  “1”输出漏电流            
  “0”输出电压            
  输出下降时间            
  输出上升时间                                                            
  V8=15V            
  IL=30mA            
  IL=100mA            
  RL=50Ω            
  RL=50Ω                                                                                    
  f0/20            
  25            
  0.2            
  0.6            
  30            
  150                                    
  0.01            
  0.4            
  1.0                                    
  uA            
  V            
  V            
  ns            
  ns                                                               
  一            
  般            
  参            
  数                                                            
  工作电压范围            
  电源电流（静止）            
  电源电流（工作）            
  静止功耗                                                            
  RL=20Ω                                                            
  4.75                                                
  7            
  12            
  35                                    
  9.0            
  10            
  15                                    
  V            
  mA            
  mA            
  mW