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文檔簡介

1、河南理工大學(xué)課程設(shè)計報告書通信基本電路課程設(shè)計報告設(shè)計題目: 無線收音與對講機 專業(yè)班級 電信工程 1404 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 張 培 玲 教師評分 2016年 12 月 24 日無線收音機與對講機【摘 要】 收音機和對講機大家并不陌生,它早已普及我國城鄉(xiāng)。它是無線電廣播系統(tǒng)的接收設(shè)備。隨著科技的發(fā)展,大家有沒有見過既能當收音機又能當對講機的裝備呢?借此次課程設(shè)計之際,我們團隊傾心制作了無線收音機、對講機雙合一產(chǎn)品,它就能兼顧收音與對講雙功能。本課題主要是設(shè)計并制作一個無線對講和調(diào)頻收音機,設(shè)計的核心芯片選用D1800,它作為收音接收專用集成電路,功放部分選用D2822。對講的發(fā)射部

2、分采用兩級放大電路,第一級為振蕩兼放大電路;第二級為發(fā)射部分,采用9018三極管克服了電路復(fù)雜、故障范圍大、對講距離近的矛盾,使發(fā)射效率和對講距離大大提高。該設(shè)計具有造型美觀、體積小、外圍元件少、靈敏度極高、性能穩(wěn)定、耗電省、輸出功率大等優(yōu)點。本設(shè)計電路既能收聽電臺廣播,又能實現(xiàn)相互對講。收音機調(diào)頻波段88MHz-108MHz,工作電源電壓范圍2.5V-5V,靜態(tài)電流13.5mA,信噪比80dB,諧波失真80dB;諧波失真0.8;輸出功率350mA。發(fā)射機工作電流:約18mA,對講距離50-100米。方案四:發(fā)射試用調(diào)頻無線送話器,接收采用集成電路KC538,具有中頻放大、鑒頻和音頻功率放大等

3、功能。KC538中頻放大器采用三極管差分放大器,故有增益高和調(diào)配抑制比較好的特點。 2.2 方案選擇 針對以上四種設(shè)計方案進行反復(fù)的比較和論證,根據(jù)本設(shè)計任務(wù)的指標和性能要求以及從實際出發(fā)出于經(jīng)濟與實施簡易程度考慮,最后我團隊選擇了方案三采用集成芯片D1800和D2822來設(shè)計電路。本課題主要是設(shè)計并制作一個無線對講和調(diào)頻收音機,設(shè)計的核心芯片選用D1800,它作為收音接收專用集成電路,功放部分選用D2822。對講的發(fā)射部分采用兩級放大電路。第一級為振蕩兼放大電路;第二級為發(fā)射部分,采用專用的發(fā)射管使發(fā)射效率得到提高。它具有造型美觀、體積小、外圍元件少、靈敏度極高、性能穩(wěn)定、耗電省、輸出功率大

4、等優(yōu)點。只要按要求裝配無誤,裝好后稍加調(diào)試即可收到電臺,無需統(tǒng)調(diào),是電子技術(shù)改進更新的理想電路。它既能收到電臺又能相互對講,本課題設(shè)計的電路克服了電路復(fù)雜、故障范圍大、對講距離近的矛盾。經(jīng)過優(yōu)化組合,在現(xiàn)有的傳統(tǒng)電路基礎(chǔ)上加以改進使其性能大大提高,從對講20米迅速提高為50100米,由于電路簡化,從而使制作更加容易。三、設(shè)計內(nèi)容3.1 電路工作原理3.1.1收音機部分原理收音機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),接受信號的收音機的種類也不同,有調(diào)幅收音機和調(diào)頻收音機。有的接收機既能接收調(diào)幅廣播,又能接收調(diào)頻廣播,

5、稱為調(diào)幅調(diào)頻收音機。 收音機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)放大來推動揚聲器或耳機,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行射頻放大,在經(jīng)過帶通濾波器,進入一混頻,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波器進一步消除鄰道的雜波信號。濾波后的第一中頻信號進入中頻處

6、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,進入音量控制電路和功率放大器放大,驅(qū)動揚聲器,得到人們所需的信息。 收音機的分類方法眾多,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組成。調(diào)頻立體聲收音機的結(jié)構(gòu)和單聲道調(diào)頻收音機的結(jié)構(gòu)區(qū)別就在于,在鑒頻器后加一個立體聲調(diào)節(jié)器,分離出兩個音頻通道,來推動兩個喇叭發(fā)聲,形成立體聲音。 調(diào)頻信號由天線(TX)接收,經(jīng)C9耦合到

7、芯片IC1的19腳內(nèi)的混頻電路,IC1第一腳內(nèi)部為本機振蕩電路,1腳為本鎮(zhèn)信號輸入端,L4、C、C10、C11等元件構(gòu)成本振的調(diào)諧電路。在IC1內(nèi)部混頻后的信號經(jīng)低通濾波器后得到的中頻信號,中頻信號由IC1的7、8、9腳內(nèi)電路進行中頻放大、檢波,7、8、9腳外接的電容為高頻濾波電容,此時,中頻信號頻率仍是變化的,經(jīng)過鑒頻后變成變化的電壓。10腳外接電容為鑒頻電路的濾波電容。這個變化的電壓就是音頻信號,經(jīng)過靜噪的音頻信號從14腳輸出耦合至12腳內(nèi)的功放電路,第一次功率放大后音頻信號從11腳輸出,經(jīng)過R10、C25、RP,耦合至IC2進行第二次功率放大,推動揚聲器的發(fā)聲。3.1.1 調(diào)頻收音機結(jié)構(gòu)

8、框圖 3.1.2 對講機的工作原理聲音要進行遠距離傳播,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)射機是將聲音信號通過無線電進行遠距離傳播的設(shè)備。發(fā)射機種類眾多,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

9、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。 而對于本實驗中變化著的聲波被駐極體轉(zhuǎn)化為變化著的電信號,經(jīng)過R1、R2、C1阻抗均衡后,由VT1進行調(diào)制放大。C2、C3、C4、C5、L1以及VT1集電極與發(fā)射極之間的結(jié)電容(Cce)構(gòu)成一個LC振蕩電路。 LC振蕩電路在調(diào)頻電路中,很小的電容變化也會引起很大的頻率變化,當信號變化時,相應(yīng)的結(jié)電容也會有變化,這樣頻率就會變化,當電信號變化時,相應(yīng)的結(jié)電容(Cco)也會變化,這樣頻率就會有變化,這樣就達到調(diào)頻的目的。3.1.2a 對講機發(fā)射信號結(jié)構(gòu)框圖經(jīng)過V

10、T1調(diào)制放大的信號經(jīng)C6耦合至發(fā)射管VT2通過天線、C7向外發(fā)射調(diào)頻信號。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行射頻放大,在經(jīng)過帶通濾波器,進入一混頻,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波器進一步消除鄰道的雜波信號。濾波后的第一中頻信號進入中頻處理芯片,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,進入音量控制電路和功率放大器放大,驅(qū)動揚聲器,得到人們所

11、需的信息。3.1.2b對講機收發(fā)原理圖3.2 元件結(jié)構(gòu)及工作原理3.2.1 核心芯片D1800D1800為單片F(xiàn)M/AM收音機電路,F(xiàn)M部分包含混頻,F(xiàn)M本振中放,F(xiàn)M鑒頻,靜噪低通濾波等;AM部分包括高放檢波,此外還有音頻驅(qū)動級和功放電路,用一塊D1800電路和少數(shù)外圍元件可制作完整的收音機。D1800作為收音接收專用集成電路,調(diào)頻信號經(jīng)C9耦合到其I9腳內(nèi)進行混頻,本振信號進入1腳形成本機震蕩電路,L4、C、C10、C11等元件構(gòu)成成本的調(diào)諧回路。該芯片的工作電壓范圍2.5V5V.該芯片采用密間距的22腳雙列直插封裝。圖3.2.1為LA1800內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。 圖3.2.1、 圖3.2.1 D

12、1800 AC 測試圖3.2.2 D2822芯片用于收音機作音頻功率放大器,經(jīng)過CD2822放大后的音頻信號從LA1800芯片輸出,經(jīng)過R10、C25、RP耦合至D2822芯片進行第二次功率放大,推動揚聲器發(fā)出聲音,該芯片包含兩個放大二極管,工作電源電壓范圍為2.5V5V。采用密間距的8 腳雙列直插封裝,如圖3.2.2 圖3.2.2芯片D2822芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖3.2.3 D2822 封裝外形圖3.3 總體結(jié)構(gòu)如圖3.3為設(shè)計總體電路原理圖VT1選用9018,他主要對信號進行調(diào)制放大,由R1、R2、C1進行阻抗均衡,C2、C3、C4、C5、L1以及VT1構(gòu)成一個LC振蕩電路, D1800作為

13、收音接收專用集成電路,調(diào)頻信號經(jīng)C9耦合到其I9腳內(nèi)進行混頻,本振信號進入1腳形成本機震蕩電路,L4、C、C10、C11等元件構(gòu)成成本的調(diào)諧回路。 D2822作為功放電路的核心芯片,主要是對音頻信號進行第二次功率放大,推動揚聲器發(fā)出聲音。VT2為D40,是專用發(fā)射管,可用9018替換。圖3.2 電路原理圖四、電路制作與調(diào)試4.1無線收音機與對講機的焊接4.1.1 焊接與安裝l)清查元器件,使用萬用表對每個器件進行檢測,熟習各元器件及其功能,做好好焊接前預(yù)備工作,并及時更換不合格的元件。2)整機電路分析,熟悉元件在印刷板上安裝位置,確定元件安裝方式,由孔距決定,并對照電路圖核對電路板。一般先裝低

14、矮、耐熱的元件,最后裝集成電路。3)將元器件彎曲成形,本電路所有的電阻(除R12外)均采用立式插裝,盡量將字特置于易觀察的位置,字符應(yīng)從左到右、從上到下。以便于以后檢查,將元件腳上錫,以便于捍接;由于本電路工作頻率較高,安裝時必須緊貼線路板以避免高頻衰減而造成對講距離縮短。4)焊接:捍接前應(yīng)先將雙聯(lián)用螺絲上好。并剪去雙聯(lián)撥盤畫周內(nèi)多余引腳再焊接,各焊點加熱時間及用錫量要適當,防止虛焊、錯焊、短路,其中耳機插座、三極管等焊接時要快,以免燙壞。5)焊后剪去多余引腳,檢查所有焊點,并對照電路圖仔細檢查,并確認無誤后方可通電。 4.1.2安裝提示 (l) 發(fā)光二極管應(yīng)焊在印制板反面,對比好高度和孔位再

15、焊接; (2) 由于本電路工作頻率較高,安裝時請盡量緊貼線路板,以免高頻衰減而造成對講距離縮短。 (3) 焊接前應(yīng)先將雙聯(lián)用螺絲上好,并剪去雙聯(lián)拔盤圓周內(nèi)多余高出的引腳再焊接。 (4) Jl可以用剪下的多余元件腳代替 ,TX 的引線用粗軟線連接。 (5) 為了防止集成電路被燙壞,套件中配備了集成電路插座 ,22腳插座由一個 14 腳插座和一個 8 腳插座組成,請務(wù)必要焊上。 (6) 耳機插座上的腳要插好,否則后蓋可能會蓋不緊; (7) 按鈕開關(guān)Kl 外殼上端的腳要焊接起來,以保證 VD 的正極與電源負極連通。 圖4.1.1 印刷電路圖 圖3.1.2 組裝圖4.2 調(diào)頻收音機兼對講機的調(diào)試4.2

16、.1收音部分的調(diào)試首先用萬用表l00mA電流檔(其它檔也行,只要50mA檔即可)的正負表筆分別跨接在地和K的GB之間,這時的讀數(shù)應(yīng)在1015mA左右,這時打開電源開關(guān)K,并將音量開至最大,再細調(diào)雙聯(lián),這時應(yīng)收得到廣播電臺,若還收不到應(yīng)檢查有沒有元件裝錯,印刷電路板有沒有短距或開路,有沒有焊接質(zhì)量不高,而導(dǎo)致短路或開路等,還可以試換一下IC1,本機只要裝配無誤可實現(xiàn)一裝響。排除故障后找一臺標準的調(diào)頻收音機,分別在低端和高端收一個電臺,并調(diào)整被調(diào)收音機L4的松緊度,使被調(diào)收音機了能收到這兩個電臺,那么這臺被調(diào)收音機的頻率覆蓋就調(diào)好了。如果在低端收不到這個電臺,說明應(yīng)減少M的匝數(shù),在高端收不到這個電

17、臺,說明應(yīng)增加L4的匝數(shù),直至這兩個電臺都能收到為止,調(diào)整時注意用無感起子或牙牙、牙刷柄(處理后)拔動L4的松緊度。當L4拔松時,這時的頻率就增高,反之則降低,注意調(diào)整前請將頻率指示牌貼好,使整個圓弧數(shù)值都能在前蓋的小孔內(nèi)看得見(旋轉(zhuǎn)調(diào)臺拔盤)。用高頻信號發(fā)生器輸出88MHz調(diào)頻信號,將收音機調(diào)諧至波段低端起點位置,微調(diào)本振線圈的電感量(線圈匝間距),使毫伏表讀數(shù)最大。用高頻信號發(fā)生器輸出108MHz調(diào)頻信號,將收音機調(diào)諧至波段高端中點位置,微調(diào)本振回路補償電容(半可變電容),使毫伏表讀數(shù)最大。在業(yè)余條件下,可用已知頻率的電臺信進行調(diào)整,在波段低端接收一調(diào)頻電合信號,察調(diào)諧指針指示的頻率是否與

18、該電臺頻率相符。若指示的頻率偏高,則可將本振線圈的電感量減小;反之,若指示的頻率偏低,則應(yīng)將本振線圈的電感量增大。上述過程重復(fù)幾次,直到調(diào)準為止。在波段高端接收以調(diào)頻廣播信號,觀察調(diào)諧指針指示的頻率是否與該電臺頻率相符,若若指示的頻率偏高,可減小本振回路中的補償電容;反之,則增大補償電容,直到調(diào)準為止。 4.2.2發(fā)射部分的調(diào)試首先將一臺標準的調(diào)頻收音機的頻率指示調(diào)在100MHZ左右,然后將被調(diào)的發(fā)射部分和開關(guān)Kl按下,并調(diào)節(jié)Ll的松緊度,使標準收音機有嘯叫,若沒有嘯叫則可將距離拉開0.20.5米左右,直到有嘯叫聲為止,然后再拉開距離對著駐極體講話,若有失真,則可調(diào)整標準收音機的調(diào)臺旋鈕,直到

19、消除失真。還可以調(diào)整LZ和L3的松緊度,使距離拉得更開,信號更穩(wěn)定。若要實現(xiàn)對講,請再裝一臺本套件并按同樣的方法進行調(diào)整,對講頻率可以自己定,如88MHz、98MHz、108MHz這樣可以實現(xiàn)互相保密也不至相互干擾。4.2.3統(tǒng)調(diào)(調(diào)整頻率跟蹤)調(diào)頻收音機的統(tǒng)調(diào)方法與調(diào)幅的相同。接收波段低端某一頻率信號,調(diào)整高放調(diào)諧回路的電感量(線圈匝間間距),使聲音(或毫伏表讀數(shù))最大,發(fā)光二極管亮度達到最大,接收波段高端某一頻率信號,調(diào)整高放調(diào)諧回路的補償電容,使聲音(或毫伏表讀數(shù))最大。五、總結(jié)此次實驗是對本學(xué)期的通訊基本電路課程學(xué)習的一次回顧、總結(jié)和運用。,然而,由于知識水平所限,這次課程設(shè)計選題相對

20、而言比較簡單,我們按照電路PCB板安裝元器件,按照原理圖,然后進行焊接。我們首先用萬用表檢測所有元器件,確保無誤后,我們采取先裝低矮和耐熱的元器件(如電阻),然后再裝大一點的元件,最后裝怕熱的元件(如三極管)的安裝順序進行焊接,沒有過多的技術(shù)性要求。從最開始自己動手布線設(shè)計的電路的焊接練習,到最后的對講機焊接,從動手能力上,鍛煉了自己的手工能力,學(xué)會用理論知識指導(dǎo)實踐,對一些新的原器件有一定了解。關(guān)于此次對講機的原理及相關(guān)知識,讓我們對此有了一定的了解,對所用到的兩款芯片D1800、D2822有一定了解,對以后進行相關(guān)電路的設(shè)計有很大的幫助,我想通過此次以及以前的實習,我們對焊接以及電路的設(shè)計

21、都有一定的理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗了。此次實驗是成功的。我們完成了實驗的要求,以及達到了關(guān)鍵的技術(shù)指標,成功的做出了產(chǎn)品。另外我覺得我們所焊接的無線收音機與對講機在我們?nèi)粘I钪杏蟹浅嵱茫瑫r也具備很高的可玩性。在此次實習中,也存在較多的問題,還有收音機不能夠接受較多的頻道,對講機的距離也并不是很遠。由于所處環(huán)境具備較強的電磁干擾,使得我們的產(chǎn)品在通訊過程中偶爾出現(xiàn)通話不清析,發(fā)射信號較弱等情況,對此,我們對焊點進行處理,增加了較長的天線,一定程度上解決了上述問題,但效果不很理想。如果條件允許,我設(shè)想把電路板進行封裝處理,相信這樣可以有效屏蔽電磁干擾。另外我在做好相關(guān)準備前,急于求成,沒有認真分析

22、考慮焊接中可能遇到的問題,就開始焊接,所以沒有注意到充電器外殼允許的空間,導(dǎo)致出現(xiàn)因個別的元器件放置不合理導(dǎo)致最后合不上外殼。應(yīng)引以為戒。但是,通過實習,我還是發(fā)現(xiàn)了自己存在的一些問題,對一些理論知識掌握的不夠透徹再者自己動手能力還有待提高,雖然自己焊接了很多東西,但是我覺得還是有許多的東西還是有待提高的,比如:原理的掌握,元器件的擺放,焊接的質(zhì)量等;在以后的時間中還是需要去注意的.六、主要參考文獻1張肅文.高頻電子線路(第五版)M.北京:高等教育出版社,20092 (日)鈴木憲次,王慶,劉涓涓,無線電收音機及無線電路的設(shè)計與制作M.北京:科學(xué)出版社,20063曾興雯,劉乃安,陳健.高頻電路原

23、理與分析(第四版),西安:西安電子科技大學(xué)出版社,20064 孫蓓、忠義. 電子工藝實訓(xùn)基礎(chǔ).化學(xué)工業(yè)出版社,2007年5鈴木憲次(日).高頻電路設(shè)計與制作M科學(xué)出版社,20055 樊昌信,曹麗娜.通信原理M.北京:國防工業(yè)出版社,2007.6 康華光.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京:高等教育出版社,2006.7 陳明松.新型調(diào)頻接收機的電路原理與性能特點J.電聲技術(shù),20018 謝自美.電子線路設(shè)計實驗測試(第二版)M.武昌:華中科技大學(xué)出版社,2000 附 錄元件清單序號名稱型號與規(guī)格標識號數(shù)量1集成塊D1800ICI1塊2集成塊D2822IC21塊3高頻三極管9018VT11支4發(fā)射管D40VT21支5開關(guān)極管lN4148VD1支6發(fā)光極管3紅LED1支7駐極體50dBBM1個8揚聲器36mmBL1個9電感線圈35TL1、

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