电子对讲机电路设计-论文

1、-. z毕业设计论文任务书课题名称：电子对讲机电路的设计 一、课题名称及研究的任务容课题名称：电子对讲机电路的设计设计目的：运用所学的多级放大电路、电子元器件，半导体器件等知识设计、制作电子对讲机电路(包括电路的设计、分析，即实物连接的制作方法)研究任务：运用所学过的模拟电子技术的根本知识制作电子对讲机电路。二、具体要求包括说明书、论文、计算程序、图纸、作品等数量和质量等具体要求及保障措施设计要求：1、按照教务处统一要求规格式和字数写出设计书6000-8000字。2、设计出原理图。主要通过可编程逻辑器件实现3、要勤于思考，认真设计，保质保量地完成设计任务。同时要培养学生创新精神。三、毕业设计论

2、文所需资料模拟电子技术教材 实用电子制作精选指导 四、毕业设计论文进度第 1 周：熟悉课题本课题的背景，研究意义，提出设计方案及可行性分析。第2-3周：了解设计的背景知识 ，确定设计方案。第4-5周：设计原理图。第6-7周：电路分析 ，调试估算。第8-9周：写论文，验收辩论。第10周：成绩评定。五、审核意见教研室审查意见教研室负责人签名 年 月 日系部意见系部负责人签名 年 月 日目录 摘要51.工作原理51.1接收机的工作原理51.2 发射机工作原理6发射机组成分6 语音信号6 载频信号6 无线发射机72. 电子对讲机制作原理82.1主要技术指标82.2 装配与调试8发射机的调试9 接收机的

3、调试11 联合调试113.关于通话距离124.关于二次变频技术13二次变频技术的优点13差频作用以及镜像频干扰的缺点134.2 二次变频技术应用145.小结15摘要在通讯技术高速开展的今天，对讲机因其轻小的外观、低廉的价格、低功耗、适于短距离通讯的传输等特点在现代社会中倍受人们的青睐。但是传统的对讲机大多采用无线移动通信技术，由于受到干扰、传输距离、本钱高等的限制。电力线载波通讯技术是近年来开展起来的一项新兴的通讯技术，电力线载波通信是利用现有的电力线路作为介质进展信息传输的一种通信方式。利用电力线作为通信媒介，无需另外架设通信线路，也不占用现有的频谱资源。由于电力线载波在电力系统中使用巩固可

4、靠的高压电力线作为信号的传输媒介，可节省大量的通道建立投资，再加上电力线载波信息传输稳定可靠，路由合理，平安以及能够同时复用远动信号等特点，使得这种电力系统独有的通信方式在数字微波，一点多址，光纤，特高频等通信方式相继出现的今天仍得到持续的开展。本文主要介绍电力线载波通讯技术在对讲机领域的应用。在本设计中采用普通的低压电力线路作为通讯的信道，利用载波通讯原理，完成电力线载波对讲机的设计，实现双工对讲。关键词：电子对讲机；工作原理； 设计与调试1. 工作原理1.1接收机的工作原理接收局部为二次变频超外差方式，从天线输入的信号经过收发转换电路和带通滤波器后进展射频放大，在经过带通滤波器，进入一混频

5、，将来自射频的放大信号与来自锁相环频率合成器电路的第一本振信号在第一混频器处混频并生成第一中频信号。第一中频信号通过晶体滤波器进一步消除邻道的杂波信号。滤波后的第一中频信号进入中频处理芯片，与第二本振信号再次混频生成第二中频信号，第二中频信号通过一个瓷滤波器滤除无用杂散信号后，被放大和鉴频，产生音频信号。音频信号通过放大、带通滤波器、去加重等电路，进入音量控制电路和功率放大器放大，驱动扬声器，得到人们所需的信息。 3、调制信号及调制电路：人的话音通过麦克风转换成音频的电信号，音频信号通过放大电路、预加重电路及带通滤波器进入压控振荡器直接进展调制。 4、信令处理：CPU产生CTCSS/DTCSS

6、信号经过放大调整，进入压控振荡器进展调制。接收鉴频后得到的低频信号，一局部经过放大和亚音频的带通滤波器进展滤波整形，进入CPU，与预设值进展比拟，将其结果控制音频功放和扬声器的输出。1.2 发射机工作原理 发射机组成局部发射局部由话音放大器，主振级，缓冲放大级，推动级和末级功率放大级组成。锁相环和压控振荡器VCO产生发射的射频载波信号，经过缓冲放大，鼓励放大、功放，产生额定的射频功率，经过天线低通滤波器，抑制谐波成分，然后通过天线发射出去。 语音信号话音信号由N1 3，N14组成的两级音频放大器放大，经c74，c71，c70，L1 3组成高频滤波器滤除高频分量，防止振荡器的高频信号干扰话放级的

7、工作，同时也将话音信号进展预加重，经c70送到变容二极管Dc以实现调频。 主振级由N1 5，cRY2及外围元件组成，其振荡频率主要取决于cRY2的工作频率，在本电路中，cRY2选10.0917MHz(因10.0917*3=30.275MHz)，它的三倍频信号由T5，C64选频回路选频(即发射频率30.275MHz)，并由T5藕合至缓冲放大级。 载频信号载频信号经N1 0组成缓冲放大器进展放大，T4和槽路电容c61也谐振在三次倍频上(即发射频率30.275MHz)，以滤除其它谐波分量，N7是推动放大级，为功放级提供足够的推动电流，经c55，c51，L8，选频和匹配藕合至末级功率放大级N6进展功率

8、放大，N7，N6都工作在丙类放大状态，它们的工作点分别取决于R23和R21，由于丙类放大器输出的二次谐波分量很大，必须用Lc选频电路选出基波分量，推动电路中由c55，c51，L8选频，功放电路中由C48，C47，L6组成串联谐振电路选频，最后由L1，L2，C1，C2，C4组成低通滤波器对载频信号进展选频和阻抗匹配，载频电流由天线这个换能元件变成电磁波向空中辐射出去。 无线发射机无线发射机将不同探测器的输出信号通过单片机或固定编码集成电路处理，转换成不同的地址码和数据码数字信号。这组表示报警地址和报警类型等信息的数字信号先由发射机的载波对其进展频率调制，调制后的信号再经功率放大和匹配，送发射天线

9、，最后转换为空间电磁波幅射出去。无线接收机的工作原理由天线收到的高频调制信号经与本机振荡信号混频、滤波变换为中频信号，而后再由解调电路解调出原发射机送出的数字信号。该数字信号分为两路，依次经过判决、整形后再送人与门，以进一步除去干扰。与门输出信号送微处理器进展进一步的处理。经译码后复原为模拟电信号。无线发射机和无线接收机共同的主要技术指标：1 无线通信方式。即调制与解调方式：调幅(AM)或调频 )方式，接收机采用对应的频率解调方式；2 工作频率(MHz)(以上两项指标无线接收机和无线发射机之间必须是相互配套对应的，否则无法实现报警信息的传递)；3 频率准确度(*KHz)。无线发射机的主要技术指

10、标： 发射机的发射功率( ； 发射机的静态电流(A)； 发射机的工作电流(A)。无线接收机的主要技术指标： 接收灵敏度(-dbm)：指可以触发接收机发出电子信号的最小输入信号； 控制距离(m)：指正常情况下，发射机与接收机之间的最大无线传输距离； 静态工作电流(A)；2. 电子对讲机制作原理2.1 主要技术指标：1频率：30.275MHz 2调制方式：调频3.频偏：5KHz4通信方式：同频单工5电源电压：9.6V 10%(镍镉充电电池8节，负极接地。有些机型是6节)6消耗电流：静噪守候：10mA以下接 收：150mA以下近程发射： 远程发射：0.7A以下7载频输出功率：2w8接收灵敏度：1.0

11、uV以下(信噪比12dB以上)1 0静噪灵敏度：0.5uV11中频频率：455 KHz12音频不失真功率：大于200 nlw1 3体积：125 * 55 * 30 mm14重量： 2.2装配与调试对讲机的装配方法与一般无线电整机的装配方法差不多，应当注意的是，元器件的引脚应尽可能的短，以便紧贴印刷板，引至天线座的连线也应尽可能的短，否则输出功率也会明显下降。如果输出端离天线座距离较远，一般来说大于1Omm就应当采用50同轴电缆连接。 元件的布局，PcB的走线是业余制作的关键，如果乱走一通，调试中会出现许多不可预见的问题，级间的串扰、耦合、自激，而这些问题也许还不能通过其他方法解决，最后不得不重

12、走一遍PcB，重新装配，重新调试，走许多弯路。高频板的PcB走线原则大致是：每一级均需尽可能放一块(一个区域)，同时工作的电路，大功率的输出级应尽可能远离小信号电路，级与级之间需采用线包围构造，巧妙地利用中周等铁质屏蔽罩隔离级间电路，可能的话，小信号(特别是接收局部)还需要安排屏蔽罩，并可靠接地。有一点非常重要，中频谐振线圈T2必须紧靠Icl的第8脚，如果走线过长就会出现灵敏度很低，并可能带来其他自激等问题，同样道理，中频滤波器CRF1也必须紧靠IC1。PCB布局时绝不能忽略这一点。PcB元件的布局不要单纯追求美观工整，应以其能可靠工作为原则。整机的装配完毕后，应仔细检查无误前方可开机调试，这

13、四份电路的直流工作点是无须调整的，它们的工作状态，己在设计时予以充分保证，可检查一遍电压点，相差不多即可。无线对讲机的调试一般需借助仪器，以保证其性能指标，调整时所需的仪器一般有以下几种： 1高频信号发生器 (如*FG一6型) 2示波器 (如VP52 04型40MHz) 3数字频率计 (如cFc一8450型，01000MtIz) 4功率计 (如Gz一3型) 5直流稳压电源 (如wYJ30V5A型) 6万用表 (如MF一47型，如有数字表Fluke一87等高档仪表配合最正确) 7场强计 当然还有扫频仪，完备的仪器将给调试带来极大的方便，同时也能保证整机的性能指标。 发射机的调试调试顺序一般为：先

14、调振荡级，倍频级，推动级，末级功率放大级，最后调整放大电路。 在总电源回路串一电流表(3A量程)，开机，按下发射开关，假设此时，电流值大于15A，说明整机还有短路存在，应排除故障前方可再开机。虽然本机可以在1 36V电源下平安的工作，开场时也不要使用太高的电源电压，以防电路失谐时烧毁末级功率管，一般使用86V的电源电压就可以完成调试。注意末级功率管需加上足够大的散热器。 首先判断主振级是否起振，方法是用万用表测量N1 5的发射极电压，正常为2V左右，假设起振，该电压应和基极电压一样高，甚至比基极电压还要高，这是振荡电路起振的一个明显的特征，业余制作没有示波器，必须掌握这个原理，它对调试非常有用

15、。有示波器可用示波器观察N1 5的集电极，将会观察到如图3的波形，假设波形幅度过太小，可调T5，一般可以调出该波形来，假设观察不到波形，说明电路还有故障(一般为T5绕制不良)，应找出原因，排除故障，电路不起振时将会工作在线性放大状态，发射极电压将比基极电压低065v左右。 确定电路起振后，可用频率计探头接至N15的集电极，测出振荡频率，正常应为30.275MHz(或10.917MHz，视调整T5的情况和频率计的连接有关，测出频率为10.917MHz是因为测量的是晶体的基频，而测得的值为30275MHz则为三次谐波)，假设有误差，应调整c69的容量，直至到达要求，也可改变R32，R33的阻值预以

16、调整，但不能改变太多它们的阻值，只能作小围调整。要求载频频率误差不得大于15kHz，此时可用示波器观察T5次级的波形，调整T5的磁芯，使三次谐波的波形清晰，无毛刺，且幅度最大，但必须以波形稳定为原则，开关电源数次都能正常起振为好。然后观察N7的集电极，调整T4的磁芯，使波形最好，幅度最大，接近正弦波，参见图4。在天线端接一个5 0 假负载，可串一个低电压小功率小灯炮并在略大于50的假负载上，观察灯炮的亮度来判断输出功率。分别调整L8，L6，L1，L2，使输出功率最大，正弦波波幅最大，波形良好，参见图5，对着话筒讲话时，波形不变化，此时电流值约为075A。假设没有示波器，可用自制的场强仪。有一点

17、须注意：当调整在谐振频率上时，电流指示最小，但调整T5，T4时，假设偏离谐振点，幅度会减小，电流也会减小，这在调整时必须区别对待，一般是调L8，L6，电流越大越好，功率会越大，而调L1，L2时电流应适当，经反复调试，确保频率准确，输出功率最大。有时，调试中会出现功率怎样也调不大，电流值达不到075A，此时应考虑所使用的功率管及推动管质量是否可靠，一般应选用质量好的正品三极管。末级功率管质量的好坏直接影响着功率的输出。调试时应以电路工作稳定为前提，不要一味追求大功率输出忽略稳定这个因素，同时应将电源电压降至7V或升至1 2V，电路都应能可靠稳定的工作。话音处理电路的调试：实际上这一级只要元件可靠

18、，电路是无须调试的，假设要检查，可在话筒输入端送入1kHz50mV的音频信号，在N14的集电极用毫伏表或示波器测量，应有2Vpp左右的音频电压。 接收机的调试调试顺序一般为：先调振荡级，倍频级，推动级，末级功率放大级。最后调话音放大电路。 在总电源回路串一电流表(3A量程)，开机，按下发射开关，假设此时，电流值大于15A，说明整机还有短路存在，应排除故障前方可再开机。虽然本机可以在1 36V电源下平安的工作，开场时也不要使用太高的电源电压，以防电路失谐时烧毁末级功率管，一般使用86V的电源电压就可以完成调试。注意末级功率管需加上足够大的散热器。判断主振级是否起振，方法是用万用表测量N1 5的发

19、射极电压，正常为2V左右，假设起振，该电压应和基极电压一样高，甚至比基极电压还要高，这是振荡电路起振的一个明显的特征，业余制作没有示波器，必须掌握这个原理，它对调试非常有用。有示波器可用示波器观察N1 5的集电极，将会观察到如图3的波形，假设波形幅度过太小，可调T5，一般可以调出该波形来，假设观察不到波形，说明电路还有故障(一般为T5绕制不良)，应找出原因，排除故障，电路不起振时将会工作在线性放大状态，发射极电压将比基极电压低065v左右 联合调试将调试好的整机，装入机壳，接好电池，连好天线，LED和话筒，这里需声明一下，天线对通话距离有着举足轻重的作用，业余自制的天线，在没有调好发射接收机时

20、，很难保证其性能，有条件最好先选用成品的天线，并且一定是30MHz频段的，否则通话距离难以到达设计的要求。用一台作发射机(发射机应将未级功率级去掉，以减小射频功率)，而另一台作接收机，拉开两台机的距离至刚好收到信号为宜，微调接收机的T2，T1，L4，L3，L2，L1使收到的信号最强，音质最好，再拉开两机的距离，再调整，直到两机的通话距离最远，这里需注意，一般只能微调，因为经上述调整后，一般都将频率调得较准了，如果再大幅度的调整，有时只能越调越乱。 接上发射机的未级功率管，接上本机天线，一般只需微调L1，L2，使发射机旁的场强计指示最大即可，因为匹配网络没能调好，将严重影响发射功率，也就是发射的

21、电功率是足够大，但从天线辐射出去的电磁波能量却小得多，因为载频电流没有完全输送到天线上，而是有一局部的载频电流以驻波的形式返回了功放级，显然，这样的电路效率就会大打折扣，也将大大缩短通话距离。最简单也是最可靠的方法是利用场强计放在对讲机旁监测，发射机的调试以场强计的指示最大为准。凭自己多年的实践心得，不要小看自制的信号场强仪，它在整个制作过程中非常有用，如果认为仪器一定是成品的，或是进口高档仪器才能调试设备，这是普遍存在的一个误区，要充分相信自己制作的简单但很现实的仪器，依靠它们同样能制作和调试出性能优良的对讲机。联合调试时，应使发射机的功率尽可能小，以使收信机调得较准，逐步拉开距离调试。一般

22、发射机调好后就不宜再乱调发射机的线圈，否则，可能将发射机的状态调乱，调L1和L2时有时会出现发射机和接收机相互牵制的矛盾，这时应以照顾接收机为宜。3. 关于通话距离 无线对讲机工作于超短波频段，频率高，绕射能力差，主要靠直达波，传播距离主要在视线距离以。由于地球外表是曲面，假设在平原的平坦地带，有两个人的体高为1_8m，则，他们能互相见到对方的头部的视线距离约为1012公里，(我们指的是视线距离，并非真正肉眼可见，类似于借助望远镜平视)，由于电波的波长很短，30MHz的电波波长为10m。地面上的不大建筑物对于电波都有明显的影响，如高山、树木、建筑物、高压输电线路等介质，电磁波要在其中感应出电流

23、，都要损失能量，加上空中有不同程度的干扰电波，这都会减少通话距离。 在这种情况下，假设他们使用30MHz频段的对讲机，配以015m的法向模螺旋天线，相距1012公里，是难于通话成功的，即使在视线距离，也非都可以清晰通话。 4关于二次变频技术 二次变频技术的优点 二次变频是为了对讲机的增益和灵敏度更高、工作更稳定而设计的。我们知道，单一级放大电路的增益不可能无限的增加放大级数来提高增益的，因为单级电路增益过高，就不可防止带来级问的串扰和自激问题，工作变得不稳定，甚至变为不能正常工作。二次变频就可较好地解决这个问题，因为放大电路分为多级，不同的级电路放大的是不同频率的信号，级问的干扰可通过陷波、滤

24、波等手段加以克制，使每一级电路均可稳定可靠的工作，总的增益就可以做得很高。象短波段(或VHF)30150MHz，接收电路首先进展高放，增益约设为1020db,再变频为如107MHz的第一中频，再进展增益约为1015dB第一中频放大，然后再由第二变频级进展二次变频，产生455kHz第二中频信号，再进展65dB左右的高增益中放，这样整个电路的增益就可做得很高。二次变频电路的对讲机灵敏都很容易做到0205uV。这样高的收信灵敏度是提高对讲机通话距离的关键所在。 差频作用以及镜像频干扰的缺点由于采用差频作用，外来信号必须和振荡信号相差为预定的中频才能进入电路，而且选频回路、中频放大谐振回路又是一个良好

25、的滤波器，其他干扰信号就被抑制了，从而提高了选择性。但是超外差式电路也有缺乏之处，会出现镜像频率干扰和中频干扰，这二个干扰是超外差式接收机所特有的干扰。超外差式接收机的中频选择性，就是接收机对外来的455kHz或465 kHz中频信号的抗干扰能力。由于输入回路的谐振频率比455kHz或465 kHz高，所以输入回路对中频干扰有较大的抑制能力。镜像频干扰是外差接收机特有的现象，设信号频率为fs，振荡频率为fc，中频fid=fcfs, 在比fs高二个中频处就有一个频率fm,，它象是以fc为镜子，站在fs处看到的镜像，所以称像频镜像频率如果位于输入回路的通频带，通过外差的变频作用就会把像频位置以及附近的电台信号搬移到中频带，对接收信号形成干扰。如果像频位置以及附近处无信号，就只增加了点噪声，降低了信噪比；如果像频处正好有一个电台信号，该信号就会和接收信号差拍形成啸叫，较强的像频会喧宾夺主，抑制掉输入信号；如果电台信号不正好在像频处，而是在像频附近，则会形成混台，产生偏调失真。同频干扰在硬件上没有方法解决，只能用方向性天线来避开干扰，如果干扰与接收信号来自同一方向，这种方法就失灵了。因此镜像频干扰就得用二次或屡次变