搞到一个80年代日本三洋生产的Fisher FM-39数字频率合成的立体声收音调谐器，拆开看看结构，并DIY加上断电频率记忆功能。
Fisher公司是1937年在美国成立的一家电子音响公司，该公司在1969年出售给爱默生Emerson公司，后来在1975转手给日本三洋公司，成为三洋的全资子公司，直至今日。现在三洋已合并为松下的一部分，所以Fisher这个牌子目前是松下旗下的。Fisher的市场定位主要是在欧美国家，所以中国很少见到，基本都是以洋垃圾的形式出现。。。
今天要拆的这个Fisher收音头是三洋在80年代生产，面向欧美中低端消费市场的产品，但是总体功能和做工在当时还算不错的。
这就是它的外形，造型比较简洁：
背面有各种接口，自带一个AM调幅收音用的外接框式天线，FM天线需要自备，一般随便用一跟普通导线接上去就可以获得足够的灵敏度了，基本上附近的FM电台都能收到：
商标和显示器的特写，它使用了比较美观的VFD真空荧光显示器，现在仍是中高档产品常用的显示方式。这年头连电视显像管都被液晶取代了，VFD荧光显示器基本上是目前仍然常用的最后一种电子管类的产品了，其生命力的强大说明了荧光显示的巨大魅力。哦，如果微波炉的磁控管也算电子管的话，那它也是硕果仅存的在21世纪仍然广泛使用尚无被淘汰迹象的电子管类产品之一。
和其他80年代的产品一样，外壳设计得对拆客非常友好，拆开螺丝即可轻松打开机壳，暴露出全部内脏：
这是直流供电的稳压部分，简单的串联稳压电路，用一只2SD330大功率管做电源调整管，附在一片小散热器上。电容基本都是红宝石的：
收音接收的核心电路由三洋自产的两片集成电路组成，音质还不错，其中LA1261负责AM/FM中放解调，LA3400是立体声解码专用芯片，今天这些都可以集成在一块芯片里面了：
FM调频的高放和混频等高频电路放在单独的一块小电路板上用金属盒屏蔽起来构成一个高频头组件，防止高频干扰：
收音电路比较传统，使用了大量的中周，但是也已经用上当时算新技术的陶瓷滤波器（黄色的方块）：
好了，下面要看重头戏了——数字频率合成调谐部分。由于80年代数字半导体技术还相当落后，这个收音头用了足足4块集成电路才组成一个PLL数字频率合成系统，现在用一个山寨牛屎就可以完全解决了。。。三洋半导体一向专注于模拟技术领域，在数字领域少有建树，所以在这个收音头中三洋使用了东芝的数字频率合成解决方案，芯片都是东芝的。
首先，这是东芝数字频率合成的核心，TC9147BP大规模集成电路，CMOS工艺制成，完成主要的PLL锁相环频率合成的数字处理工作：
它使用一颗7.2MHz的晶振作为时钟，这个频率的晶振现在很少见：
由于当时的集成电路工艺水平所限，CMOS电路的速度很低，虽然可以应付1MHz左右的AM调幅信号，但是无法直接对100MHz左右的调频本振信号进行处理，所以东芝只好另外再设计一片双极型工艺的高速集成电路TD6104对调频本振信号进行预分频，分频之后频率大大降低的信号才能送到TC9147主控芯片中进行处理：
80年代的集成电路水平比现在低得多，东芝虽然把数字处理的主要部分集成在一片大规模主控芯片中，但是它却无法做到今天即使山寨厂都能做到的把显示驱动部分也集成进去，因此它又专门设计了一片给TC9147配套的显示驱动芯片TD6301，这个芯片从主控获取数据，然后进行解码转换成字段信息，最后驱动显示器。这个TD6301芯片在当时还是很厉害的，它可以直接输出同时兼容支持三种主要的显示器：LED发光二极管数码管、LCD液晶显示器和VFD真空荧光显示器。这里用的是VFD荧光显示器，后面那块金属板里面就是：
除了上述三块芯片外，这个数字合成方案还用到了一片通用数字电路4013做辅助逻辑信号处理：
好了，拆解到此基本告一段落。下面是DIY部分。。。
这个调谐器有个问题，就是关闭电源之后不到半小时里面存储的电台频率信息就丢失了，再开机只能重新设定频率，非常不方便。经过研究发现，在80年代的时候，人类还没有发明电擦写的非挥发性存储器EEPROM，更无法想象神奇的Flash闪存，所以当时唯一的长期存储办法就是用静态随机存储器SRAM，但是SRAM虽然耗电极小，但是它也是需要电流才能维持所存储的内容的，所以当时的断电记忆功能都是通过电池来实现的。三洋公司在设计这个音响的时候可能是认为电池容易坏，换电池比较麻烦，所以没有使用电池，而是使用了一个电解电容来提供后备记忆电源。但是悲催的是，那年头什么都落后，不仅没有EEPROM和Flash，连现在常见的超级容量的法拉电容都没有，三洋偷工减料使用了一个2200uF的普通电解电容作为后备记忆电源，就是这家伙，虽然它系出名门红宝石，但是也只是2200uF而已：
让我们来计算一下这个2200uF的电容能够维持多长时间的记忆：根据TC9147的数据手册，其SRAM存储器的待机记忆消耗电流是10-20uA，非常小，但这也是电流啊。我们以最低电流来算，TC9147的工作电压是5V，SRAM失去记忆的电压是2V，所以2200uF电容中可用的电量是2200uF×(5V-2V)=6600微库伦，除以SRAM的耗电电流：6600uC/10uA=660s，也就是11分钟！所以不到半小时就失去记忆也就不奇怪了。三洋这个设计真是坑爹啊！
好了，怎么提高其记忆时间呢？当然是用当年最流行的电池了！不过我们给它换成当年想都想不到的高科技锂电池。首先看一下我多方查找在网上找到的东芝80年代原版的TC9147芯片数据手册上关于断电记忆的部分，看看当年的印刷字体和手写体，够原始够经典吧，印刷字体明显是古老的机械打字机打出来的，电路图应该是手绘的：
有了这个图就好办了，原理上断电记忆电路非常简单，用电池比用电容只多两个元件——一个电池、一个二极管，接地接42脚电源正极就可以了！二极管的作用是防止电源正常供电时电流倒流至电池造成电池损坏，现在的电脑主板中时钟和CMOS数据保持所用的电池也都同样是这个电路形式，几十年过去也没有改变。
下面隆重请出此次DIY的领衔主演，高科技的CR2032锂电池座和1N60二极管——选择1N60是因为它是锗管，正向压降只有0.2-0.3V比普通硅二极管小得多，用锗管可以更大限度地利用电池的电量，电脑主板中也经常在CMOS后备电池电路中使用这个型号的二极管，当然主板上都是贴片封装的而不是这种引线封装的。我的1N60是以前玩矿石收音机剩下的，还有些经典的国产2AP9，不过没舍得用在这里，毕竟早已停产N年，存世的数量用一只少一只了：
焊上二极管、导线，出于搭配完美的考虑，我选择了松下电池，毕竟现在三洋是松下的一部分了。当然三洋的更配，不过我没找到三洋的CR2032电池：
直接焊到TC9147芯片上，DIP双列直插的芯片真好啊，巨大的引脚间距非常有利于DIY焊接！现在这种封装已经很难见了：
最后用上山寨厂的万能法宝——热熔胶，一切完美搞定！试机，关机1星期都照样完美记忆！
最后，作为理论总结，我们再复习一下数学，计算2032电池可以支持多久的待机记忆时间：已知正品CR2032（松下应该算正品了吧）的容量是220mAh，SRAM记忆耗电量是10uA，那么它可以提供多久的电力呢？220mAh/10uA=22000h，2.2万小时=2.51年。也就是说关机两年半仍能保持记忆！这个记忆能力已经远远超过我本人了，我记单词通常不能维持两天以上，你们呢？所以能记两年半这个结果非常满意。完美收工！！！
全剧终！谢谢观赏。
[ 此帖被hongo在2011-12-16 10:11重新编辑 ]
