調(diào)頻收音對講機(jī)

1、第1章 緒論無線電對講機(jī)，其涵蓋范圍較寬。在這里我們將工作在超短波頻段（VHF30-300MHZ、UHF300-3000MHZ）的無線電通信設(shè)備都統(tǒng)稱為無線電對講機(jī)。實(shí)際上按國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)稱為超短波調(diào)頻無線電話機(jī)，人們通常將功率小、體積小的手持式的無線電話機(jī)叫做“對講機(jī)”，以前曾有人稱它為“步談機(jī)”、“步話機(jī)”，而將功率大、體積較大的可裝在車（船）等交通工具或固定使用的無線電話機(jī)又叫做“電臺”，如車載臺（車載機(jī)）、船用臺、固定臺、基地臺、中轉(zhuǎn)臺等。無線電對講機(jī)是最早被人類使用的無線移動通信設(shè)備早在二十世紀(jì)三十代開始得到應(yīng)用。1936年美國摩托羅拉公司研制出第一臺移動無線電通信產(chǎn)品“巡警牌”調(diào)

2、幅車用無線電接收機(jī)隨后在1940年又為美國陸軍通信兵研制出第一臺重量為2.2公斤的手持式雙向無線電調(diào)幅對講機(jī)通信距離為1.6公里。到了1962年摩托羅拉公司又推出了第一臺僅重33盎司的手持式無線對講機(jī)HT200其外形被稱為“磚頭”大小和早期的大哥大手機(jī)差不多。經(jīng)過近3/4世的發(fā)展對講機(jī)的應(yīng)用已十分普遍已從專業(yè)化領(lǐng)域走向普通消費(fèi)。從軍用擴(kuò)展到民用。它既是移動通信中的一種專業(yè)無線通信工具，又是一種能滿足人們生活需要的具有消費(fèi)類產(chǎn)品特點(diǎn)的消費(fèi)工具。對講機(jī)的一系列優(yōu)點(diǎn)使它廣泛應(yīng)用于團(tuán)體成員間的聯(lián)絡(luò)和指揮調(diào)度，以提高溝通效率和提高處理突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力。近來隨著對講機(jī)進(jìn)入民用市場，人們外出旅游、購物

3、也開始越來越多地使用對講機(jī)。這就要求開發(fā)適用于普通大眾口味的對講機(jī)即大眾對講機(jī)。大眾對講機(jī)不斷要求實(shí)用還要求適用。這就要求在設(shè)計(jì)時(shí)不但要考慮對講機(jī)的技術(shù)指標(biāo)而且還要考慮其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及其實(shí)用性。目前市場上的對講機(jī)針對不同的用戶和不同的行業(yè)，一般可以分為專業(yè)無線電對講機(jī)和業(yè)余無線電對講機(jī)。這兩種對講機(jī)有不同的性能和參數(shù)，各自發(fā)揮著不同的功用，適用于不同的場合。專業(yè)無線電對講機(jī)的使用者大都是在群體團(tuán)隊(duì)的專業(yè)業(yè)務(wù)中使用。因此，專業(yè)無線電對講機(jī)的特點(diǎn)是，功能簡單實(shí)用。在設(shè)計(jì)是都留有多種通信接口供用戶作二次開發(fā)。其頻率報(bào)設(shè)置大都是通過計(jì)算機(jī)編程，使用者無法改變頻率，其面板顯示的只是信道數(shù)，不直接顯示頻率點(diǎn)，

4、頻率的保密性較好，頻率的穩(wěn)定性也較高，不易跑頻。在長期工作中，其穩(wěn)定性、可靠性都較高，工作溫度范圍較寬，一般都在一30度到+60度。專業(yè)機(jī)的工作頻率在VHP段時(shí)一部分V高段（148一174MHZ和V低段(136一160MHZ)。另有一部分是全段(136一174MHZ)。但在UHF頻段，大部分分U高段(450一470MHZ)和U低段(400一430MHZ)，極少數(shù)是U全段(400一470MHZ)。專業(yè)機(jī)的性能、可靠性、穩(wěn)定性較業(yè)余機(jī)高，其價(jià)格自然比業(yè)余機(jī)要高，有的甚至高出很多。無線對講機(jī)工作于超短波頻段，頻率高，繞射能力差，主要靠直達(dá)波，傳播距離主要在視線距離以內(nèi)。由于地球表面是曲面假設(shè)在平原的

5、平坦地帶有兩個(gè)人的體高為1.8m，那么，他們能互相見到對方的頭部的視線距離約為，10一12公里，(我們指的是視線距離，并非真正肉眼可見，類似于借助望遠(yuǎn)鏡平視）由于電波的波長很短，30MHz的電波波長為10m。地面上的不大建筑物對于電波都有明顯的影響，如高山，樹木、建筑物、高壓輸電線路等介質(zhì)，電磁波要在其中感應(yīng)出電流，都要損失能量，加上空中有不同程度的干擾電波，這都會減少通話距離。調(diào)頻收音對講機(jī)技術(shù)指標(biāo)、設(shè)備的穩(wěn)定性、頻率穩(wěn)定性、可靠性以及工作環(huán)境也相對專業(yè)無線電對講機(jī)要差些。其直接結(jié)果是業(yè)余機(jī)成本也較低些，以適應(yīng)個(gè)人購買的需要?；谝陨峡紤]本次課程設(shè)計(jì)的題目調(diào)頻收音機(jī)對講機(jī)的設(shè)計(jì)理念和需求就出

6、來了。對講機(jī)是單工工作方式的。所以，只能一方講話，另一方收聽。按下收發(fā)開關(guān)為對講發(fā)射狀態(tài)，此時(shí)對著話筒講話，聲音信號就變成調(diào)頻高頻電波向空中傳播出去，松開收發(fā)開關(guān)為對講接收狀態(tài)，此時(shí)調(diào)節(jié)可變電容（調(diào)節(jié)音調(diào)諧盤）可收聽到由發(fā)射機(jī)發(fā)出的聲音信號。 本機(jī)是集對講機(jī)和調(diào)頻收音機(jī)為一體的。和單獨(dú)的專業(yè)對講機(jī)有一定程度的差別。既要保證收音機(jī)的正常收聽，又要保證對講接受時(shí)的正確調(diào)諧，滿足通信距離的要求。第2章 收音機(jī)部分設(shè)計(jì)2.1收音機(jī)的工作原理收音機(jī)是接受無線電廣播發(fā)送的信號，并將其還原成聲音的裝置，根據(jù)無線電廣播的種類不同，即有調(diào)幅廣播（AM）和調(diào)頻廣播（FM），接受信號的收音機(jī)的種類也不同，有調(diào)幅收音

7、機(jī)和調(diào)頻收音機(jī)。有的接收機(jī)既能接收調(diào)幅廣播，又能接收調(diào)頻廣播，稱為調(diào)幅調(diào)頻收音機(jī)。收音機(jī)的基本功能就是把空中的無線電波轉(zhuǎn)換成高頻信號，這一切是有接收天線來實(shí)現(xiàn)。然后解調(diào)，即把調(diào)制在高頻載波上的音頻信號卸下來，常稱作鑒頻（FM）或檢波（AM）。實(shí)現(xiàn)這一功能的電路叫鑒頻器或叫頻率調(diào)節(jié)器或叫頻率檢波器。最后鑒頻出來的音頻信號經(jīng)放大來推動揚(yáng)聲器或耳機(jī)，既把聲音恢復(fù)。接收部分為二次變頻超外差方式，從天線輸入的信號經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換電路和帶通濾波器后進(jìn)行射頻放大，在經(jīng)過帶通濾波器，進(jìn)入一混頻，將來自射頻的放大信號與來自鎖相環(huán)頻率合成器電路的第一本振信號在第一混頻器處混頻并生成第一中頻信號。第一中頻信號通過晶體濾

8、波器進(jìn)一步消除鄰道的雜波信號。濾波后的第一中頻信號進(jìn)入中頻處理芯片，與第二本振信號再次混頻生成第二中頻信號，第二中頻信號通過一個(gè)陶瓷濾波器濾除無用雜散信號后，被放大和鑒頻，產(chǎn)生音頻信號。音頻信號通過放大、帶通濾波器、去加重等電路，進(jìn)入音量控制電路和功率放大器放大，驅(qū)動揚(yáng)聲器，得到人們所需的信息。 收音機(jī)的分類方法眾多，依其電路程式可分為直接檢波（AM）和超外差式等。 單聲道調(diào)頻收音機(jī)由輸入電路，高頻放大電路，混頻電路，中頻放大電路，鑒頻器，低頻放大電路和喇叭或耳機(jī)組成。調(diào)頻立體聲收音機(jī)的結(jié)構(gòu)和單聲道調(diào)頻收音機(jī)的結(jié)構(gòu)區(qū)別就在于，在鑒頻器后加一個(gè)立體聲調(diào)節(jié)器，分離出兩個(gè)音頻通道，來推動兩個(gè)喇叭發(fā)聲

9、，形成立體聲音。2.2調(diào)頻收音機(jī)的設(shè)計(jì) 圖2-1單聲道調(diào)頻收音機(jī)組成結(jié)構(gòu)框圖 圖2-2立體聲調(diào)頻收音機(jī)組成結(jié)構(gòu)框圖第3章 對講機(jī)部分設(shè)計(jì)3.1對講機(jī)的工作原理聲音要進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播，其種類很多，有將聲音直接放大傳播的廣播和用無線電傳播的無線電發(fā)射廣播等。發(fā)射機(jī)是將聲音信號通過無線電進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播的設(shè)備。 發(fā)射機(jī)種類眾多，依據(jù)電路程式的不同，有調(diào)幅無線電廣播發(fā)射和調(diào)頻無線電廣播發(fā)射等。 調(diào)幅無線電廣播是用高頻載波信號的幅值來裝載音頻信號（調(diào)制信號），即用音頻信號來調(diào)制高頻載波信號的幅度，從而使原為等幅度的高頻載波信號的幅度隨著調(diào)制信號的幅度而變化。幅度被音頻信號調(diào)制過的高頻波信號叫已調(diào)幅信號，簡稱

10、調(diào)幅信號。 調(diào)頻無線電廣播是用高頻載波信號的頻率來裝載音頻信號（調(diào)制信號），即用音頻信號來調(diào)制高頻載波信號的頻率，從而使原為等幅恒頻的高頻載波信號的頻率隨著調(diào)制信號的幅度而變化，其幅度不變。頻率唄音頻信號調(diào)制的高頻波信號叫已調(diào)頻信號統(tǒng)稱為已調(diào)制信號，簡稱已調(diào)信號。 調(diào)幅廣播又長波，中波，短波三個(gè)波段。長波的頻率范圍為150-415千赫，中波為525-1605千赫。短波為1.6-26.1兆赫。 調(diào)頻波段都在超高頻（VHF）波段，國際上規(guī)定調(diào)頻廣播為87-108兆赫。我國的校園調(diào)頻廣播大多在70-88兆赫。3.2對講機(jī)的設(shè)計(jì) 圖3-1單聲道調(diào)頻發(fā)射機(jī)組成結(jié)構(gòu)框圖圖3-2立體聲調(diào)頻發(fā)射機(jī)組成結(jié)構(gòu)框圖

11、發(fā)射機(jī)由音頻（話筒）放大器，調(diào)頻調(diào)制器，高頻載波振蕩器，高頻放大器，高頻攻略放大器，無限匹配回路，發(fā)射天線組成。 音頻放大器，將話筒送來的聲音電信號進(jìn)行放大，以達(dá)到一定的幅度，去控制頻率調(diào)制器，實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制。 調(diào)頻調(diào)制器種的變?nèi)莨?，其電容量會隨著其變?nèi)莨軆啥穗妷旱淖兓淖儭．?dāng)變?nèi)莨軆啥说碾妷鹤兓瘯r(shí)由音頻信號控制時(shí)，其變?nèi)莨艿娜萘恳矊㈦S著音頻信號的變化發(fā)生改變。調(diào)制器種的變?nèi)莨苁歉哳l載波振蕩器組成中的一部分，其電容量發(fā)生改變時(shí)，高頻載波的頻率也作相應(yīng)的變化，從而實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制（載波調(diào)頻）。 高頻載波振蕩器，是產(chǎn)生高頻載波的發(fā)生器，根據(jù)規(guī)定，調(diào)頻廣播的高頻載波頻率應(yīng)該在87108兆赫茲。 校園廣播

12、的高頻載波頻率應(yīng)該在7088兆赫茲。校園廣播的高頻載波頻率低于調(diào)頻廣播的高頻載波頻率，目的是為了防止相互之間發(fā)生干擾，而影響正常的廣播通信。 高頻載波振蕩器產(chǎn)生的高頻載波信號很小，驅(qū)動發(fā)射天線向空中發(fā)射的電波很小，傳送的距離有限，所以需要高頻放大和高頻功率放大達(dá)到一定功率后去推動發(fā)射天線向空中發(fā)射電波，使得傳送距離較遠(yuǎn)。 天線匹配回路式將高頻功率放大器送來的高頻功率通過匹配回路最大限度地傳送給發(fā)射天線，以提高效率。 發(fā)射天線是將高頻（已調(diào)）載波信號發(fā)射到空中進(jìn)行傳播的換能器，他將高頻載波變成高頻電波，在空中進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送。 單聲道廣播發(fā)射機(jī)其聲音信號是單聲道的，立體聲廣播發(fā)射機(jī)其送來的聲音信號

13、時(shí)經(jīng)過編碼的立體聲信號。二者的區(qū)別僅在于聲音信號的處理不同而已3.3對講機(jī)的接收模塊天線收到信號，經(jīng)匹配電感L1，再由三極管Q1、耦合電感T1、電容C4、C2組成檢波電路進(jìn)行檢波，檢波后的信號經(jīng)T1次級線圈，耦合到放大電路部分，最后由C17耦合推動揚(yáng)聲器發(fā)音。經(jīng)過旁路耦合電容濾除無用雜散信號后，被放大，產(chǎn)生音頻信號。經(jīng)過音頻放大器放大，驅(qū)動揚(yáng)聲器，得到人們所需的信息。圖3-3對講機(jī)的接收模塊 作為天線，它能將空中許許多多的無線的電載波信號都能接收下來，但對于一個(gè)接收機(jī)的某個(gè)時(shí)間或時(shí)間段而言，只需某一個(gè)無線電載波信號。這時(shí)，就需要一個(gè)電路能從千百個(gè)信號中選擇出所需要的信號，它就是輸入調(diào)諧電路。輸

14、入調(diào)諧電路也叫輸入選擇回路，簡稱輸入回路，它是信號，進(jìn)入接收機(jī)的第一道“大門”。輸入回路的結(jié)構(gòu)形式和性能對接收機(jī)的性能有重要的影響。天線是空中無線電信號與輸入回路之間的傳輸介質(zhì)，本任務(wù)將結(jié)合天線一起學(xué)習(xí)輸入。此外，因輸入調(diào)諧回路中的調(diào)諧電容與變頻電路中的調(diào)諧電容是同軸相聯(lián)的，因而有關(guān)輸入調(diào)諧將結(jié)合變頻電路實(shí)施。輸入調(diào)諧回路實(shí)際上就是一個(gè)并聯(lián)諧振回路，由一個(gè)電感線圈和一個(gè)可變電容組成。當(dāng)并聯(lián)諧振回路諧振時(shí)，呈現(xiàn)的阻抗最大，且為純電阻。輸入調(diào)諧回路就是利用此特性，當(dāng)電路諧振時(shí)獲得的無線電波信號最大；失諧時(shí)，呈現(xiàn)的阻抗很小，獲得的信號就很小。通過改變電容的容量就可以改變輸入回路的諧振頻率，也就是改變

15、所選信號的頻率，達(dá)到選頻的目的。內(nèi)置天線一般有磁性天線和印制電路型天線，但機(jī)內(nèi)天線的接收能力有限，只適合于中波段或近距離無線傳輸。為了提高接收機(jī)接收微弱信號的能力，所以我決定裝設(shè)外接天線，尤其在短波波段和超高頻波段，采用的是拋物面天線。3.4高頻放大電路將小信號進(jìn)行選頻放大，其選頻回路調(diào)諧于接收機(jī)的工作頻率中。小信號放大器的工作穩(wěn)定性是一項(xiàng)重要的質(zhì)量指標(biāo)。由于晶體管反向傳輸導(dǎo)納對放大器輸入導(dǎo)納的影響，會引起晶體管工作部穩(wěn)定，因此，常用共射-共基級聯(lián)放大電路。后級的共基晶體管得輸入導(dǎo)納較大，對于前級共射晶體管來說，它是負(fù)載。大的負(fù)載導(dǎo)納導(dǎo)致電壓增益下降，但它仍有較大的電流增益。后級的共基放大電路

16、的電流增益小，但是電壓增益大。組合放大器的總電壓增益和功率增益都與單管共射放大電路差不多，但穩(wěn)定性提升。采用共射共基級聯(lián)放大，共基電路的特點(diǎn)是輸入阻抗很低和輸出阻抗很高，當(dāng)它和共射電路連接時(shí)相當(dāng)于放大器的負(fù)載導(dǎo)納很大，此時(shí)放大器的輸入導(dǎo)納晶體管內(nèi)部的反饋響應(yīng)相應(yīng)的減弱，甚至可以忽略。在對電路進(jìn)行定量分析的時(shí)候，可以把兩個(gè)級聯(lián)晶體管看成一個(gè)復(fù)合管。這個(gè)復(fù)合管的導(dǎo)納參數(shù)有兩個(gè)晶體管的電壓，電流和導(dǎo)納參數(shù)決定。一般選用同型號的晶體管作為復(fù)合管，那么他們的導(dǎo)納參數(shù)克認(rèn)為是相同的，只要知道這個(gè)復(fù)合管的等效導(dǎo)納參數(shù)，就可以把這類放大器看成一般的共射極放大。3.5解調(diào)電路設(shè)計(jì)解調(diào)電路是由模擬乘法器加上外圍電

17、路組成的，模擬乘法器作檢波時(shí)必須有一個(gè)與接收信號同頻的本振信號。解調(diào)電路主要是由MC1496組成。圖3-4 MC1496引腳圖 解調(diào)電路是從調(diào)制產(chǎn)生的振蕩或波中恢復(fù)原調(diào)制信號。由于接收到的信號經(jīng)過高頻放大電路后還含有各種噪聲，為了將原有信號從含有噪聲的信號中分離出來，便于放大及傳送給下一級。在將測量信號調(diào)制，并將它和噪聲分離，放大等處理后，還要從發(fā)射端已調(diào)制的信號中提取反映被測量的值的測量信號，這一過程被稱為解調(diào)。解調(diào)是調(diào)制的逆過程，實(shí)質(zhì)上是將高頻信號搬移到低頻端，這種搬移正好與調(diào)制的過程相反。搬移是線性搬移。3.6 TRA-08收音機(jī)電路TRA-08調(diào)頻收音機(jī)，是以一塊三星公司生產(chǎn)的KA22

18、425D單片集成電路為主體，加上少量外圍元件構(gòu)成的單片調(diào)頻收音機(jī)。 KA22425D包含了AM/FM收音機(jī)從天線輸入到音頻功率輸出的全部功能。 該電路的推薦工作電壓范圍為2-7.5V，VCC=6V，RL=8的音頻輸出功率=500mW。電路內(nèi)除設(shè)有調(diào)諧指示LED驅(qū)動器，電子音量控制器，還有FM靜噪功能。 圖3-5 KA22425D引腳圖有天線接收到的調(diào)頻廣播信號，經(jīng)C28耦合，送到IC1的第十二腳進(jìn)行高頻放大，放大后的高頻信號被送到IC1的第九腳，接IC1第九腳的L9和可變電容CBM，微調(diào)電容組成調(diào)諧回路，對高頻信號進(jìn)行懸著在IC1的內(nèi)部混頻。本振信號由振蕩線圈L10和可變電容CBM，微調(diào)電容，

19、C32與IC1第七腳相連的內(nèi)部電路組成的本機(jī)振蕩器產(chǎn)生，在IC1內(nèi)部與高頻信號混頻后得到多種頻率的合成信號有IC1的第十四腳輸出，經(jīng)過陶瓷濾波器CF1（10.7MHZ）的濾波，得到10.7MHZ的中頻信號送到Q5進(jìn)行放大，再經(jīng)過陶瓷濾波器CF2（10.7MHZ）再一次濾波后，送到IC1的第十七腳FM中頻放大器，經(jīng)放大后的中頻調(diào)頻信號在內(nèi)部進(jìn)入FM鑒頻器，IC1的第二腳外接的10.7MHZ陶瓷鑒頻器CF3，鑒頻后得到的音頻信號由23腳輸出，進(jìn)入由IC1第24腳進(jìn)行放大，放大后的音頻信號由IC1的第27腳輸出，推動喇叭發(fā)聲。 其中，增加一級中頻放大器Q5后，其中頻增益提高約20dB左右。另外，開關(guān)

20、SW4（FM/TR）為轉(zhuǎn)換調(diào)頻波段和校園波段用的，開關(guān)按下到TR位置時(shí)，電容C29接入到IC1的9腳，將接受的高頻信號波段轉(zhuǎn)換到校園波段，同時(shí)C31接入到IC1的第七腳，將振蕩頻率擴(kuò)展到校園波段。 由電位器VOL（50K）調(diào)節(jié)IC1第14腳的直流點(diǎn)評高低來控制收音機(jī)的音量大小。KA22425D的AGC（自動增益控制）電路由IC1內(nèi)部電路和接入第21腳，第22腳的電容C38，C39組成，控制范圍可達(dá)45dB以上。AFC（自動頻率微調(diào)控制）電路由IC1的第21腳，第22腳所連內(nèi)部和C33，C38，R26及IC1（6腳）所連電路組成，它能使FM波段接收頻率穩(wěn)定。第4章 總結(jié)通過這次課程設(shè)計(jì)，最大的收

21、獲是明白的收音機(jī)的具體工作細(xì)節(jié)，明白了高頻電子線路基礎(chǔ)課上學(xué)的各種電路的實(shí)際應(yīng)用。記得很小的時(shí)候家里的收音機(jī)壞了，自己好奇打開查看了好長時(shí)間，就是不明白那電路板上的各個(gè)元器件到底怎么工作的，還有一些稀奇古怪的元件，根本不認(rèn)識?，F(xiàn)在，在做課程設(shè)計(jì)前雖然學(xué)習(xí)完高頻課，但是仍然不是很明白各個(gè)電路是怎樣整體配合工作的。在開始焊接之前，仔細(xì)研究了電路原理圖，并翻書對照各個(gè)功能模塊，分析各個(gè)模塊所實(shí)現(xiàn)的功能和參數(shù)特點(diǎn)；之后才對照實(shí)物，照著焊接圖自己親自動手焊接調(diào)試，收臺后，有分析了一下各電路的工作過程，很清晰的認(rèn)識了各個(gè)電路的功能，收到臺后還是挺興奮的。對于焊接技術(shù)，因?yàn)樵诖蠖r(shí)在實(shí)驗(yàn)室時(shí)已經(jīng)掌握好了，焊起來也