对讲机制作与调试报告

摘要在现代通信中，对讲机是一种近距离的、简单的无线传输通信工具。目前，它广泛应用于生产、保安、野外工程等小范围移动通信工程中。本套对讲机为中夏牌ZX2028对讲机，它是由接收部分和发射部分组成。接收部分采用直接接收的方式，采用LC振荡电路检波，检波后音频信号再由低频放大器放大，最后由耦合电容推动扬声器发声；发射时，由扬声器讲话音信号变成电信号后，再经低频放大电路、调制电路，最后将已调波从天线发送出去。随着LED（发光二极管)、微处理器和激光二极管的不断发展，迎来了新的标识符号(象征学)和其应用的大爆炸，人们称之为“对讲机工业”。今天很少能找到没有直接接触过即快又准的对讲机技术的公司或个人。由于在这一领域的技术进步与发展非常迅速，并且每天都有越来越多的应用领域被开发，用不了多久对讲机就会象灯泡和半导体收音机一样普及，将会使我们每一个人的生活都变得更加轻松和方便。关键字：对讲机，无线传输，放大电路AbstractInmoderncommunication,walkietalkieisawirelesstransmissioncommunicationtoolsclose,simple.Atpresent,itiswidelyusedinproduction,security,fieldengineeringandothersmallrangeofmobilecommunicationengineering.ThissetofinterphoneforsummerbrandZX2028intercom,whichiscomposedofareceivingpartandatransmittingpart.Thereceivingpartadoptsdirectreceivingmode,usingtheLCoscillationcircuitdetection,detectionaftertheaudiosignalandthenamplifiedbythelowfrequencyamplifier,finallybycouplingcapacitancespeaker;launch,bythespeakersoundsignalintoelectricalsignals,andthenbythelow-frequencyamplificationcircuit,modulationcircuit,finallythemodulatedwavefromtheantennatosendout.WiththedevelopmentofLED(lightemittingdiode)andcontinuousdevelopmentofthemicroprocessorandthelaserdiodes,usheredinthenewidentificationsymbols(symbology)bigbanganditsapplications,knownas"walkietalkieindustry".Acompanyorindividualcanrarelyfindnodirectcontactisquicklyandpreciselythewalkietalkietechnologytoday.Duetotheprogressanddevelopmentoftechnologyinthisfieldveryquickly,andeverydaytherearemoreandmoreapplicationfieldsaredeveloped,itwon'tbelongbeforethewalkietalkiewillbelikelightingandsemiconductorradioasthepopularization,willmakethelifeofeveryoneofushasbecomemoreeasyandconvenient.Keywords:walkietalkie,wirelesstransmission,amplificationcircuit第1章绪论1.1对讲机的意义对讲机是由对讲机的英文名称是twowayradio，它是一种双向移动通信工具，在不需要任何网络支持的情况下，就可以通话，没有话费产生，适用于相对固定且频繁通话的场合。对讲机目前有三大类：模拟对讲机、数字对讲机、IP对讲机。对于某些特定场合，比如警察办公，酒店管理，的士司机的交流等。具有原理简单，设计方便，制作简易，成本低的优点，相比于手机更加灵活。因此，在手机基本普及的今天，仍然能占据自己的一席之地。1.2目的（1）学习三极管在电路中的应用。（2）熟悉对讲机工作的原理及其相关的线路连接。（3）掌握基本电路以及集成运放电路的工作原理。（4）通过此次的电路焊接和调试提高自己的动手及其分析问题的能力。1.3章节安排为绪论部分，简要介绍了研究背景和意义、国内外的一些应用和现状以及主要内容的介绍等。第2章为介绍基础技术部分，简要介绍了本次设计所运用到的软件技术。第3章为总体设计部分，主要说明了总体设计思路、信号接收及发射原理等。第4章为硬件部分设计，包括电路的设计、主要模块设计等。第5章软硬件调试，以及整体效果调试。第6章内容总结与展望。第7章内容为谢辞。29678第2章基础软件技术介绍2.1proteus软件简介Proteus软件是英国LabCenterElectronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。2.2ProtelDxp技术简介2.2.1ProtelDxp软件介绍Protel是Altium公司在80年代末推出的EDA软件，是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。ProtelDXP运行在优化的设计浏览器平台上，并且具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的PCB设计过程。通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合，ProtelDXP提供了全面的设计解决方案。2.2.2ProtelDxp基本技术介绍在画pcb图的过程中注意事项：(1)印制导线的最小宽度：主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。PCB的电源线和接地线因电流量较大，设计时要适当加宽，一般不要小于1mm，对于安装密度不大的PCB，印制导线宽度最好不小于0．5mm，手工制板应不小于0.8mm。(2)元器件的引脚间距：元器件不同，其引脚间距也不相同。但对于各种各样的元器件的引脚间距大多都是：100mil(英制)的整数倍(1mil=l×10(-3立方)in=25．4×10(-6次方)m)，常将100mil作为1间距。（3）尽量加宽电源、地线宽度：最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5mm。（4）元器件布局原则：1）排列方位尽可能与原理图一致，布线方向最好与电路图走线方向一致；2）PCB四周留有5-10mm空隙不布器件；布局的元器件应有利于发热元器件散热；高频时，要考虑元器件之间的分布参数，一般电路应尽可能使元器件平行排列；3）高、低压之间要隔离，隔离距离与承受的耐压有关。对于单面PCB，每个元器件引脚独占用一个焊盘，且元器件不可上下交叉，相邻两元器件之间要保持一定间距，不得过小或碰接。4）元器件布局顺序是先放置占用面积较大的元器件；先集成后分立；先主后次，多块集成电路时先放置主电路。（5）布线基本原则：1)印制线的走向——尽可能取直，以短为佳，不要绕远。2)印制线的弯折——走线平滑自然，连接处用圆角，避免用直角。3)双面板上的印制线——两面的导线应避免相互平行；作为电路输人与输出用的印制导线应尽量避免相互平行，且在这些导线之间最好加接地线。4)印制线作地线——尽可能多地保留铜箔作公共地线，且布置在PCB的边缘。5)大面积铜箔的使用——使用时最好镂空成栅格，有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体；导线宽度超过3mm时中间留槽，以利于焊接。2.3keil_μVision4软件该软件是将高级语言转化成单片机语言，通过编程语言，达到光立方的闪烁效果。使用汇编语言或C语言要使用编译器，以便把写好的程序编译为机器码，才能把HEX可执行文件写入单片机内。KEILuVISION是众多单片机应用开发软件中最优秀的软件之一，它支持众多不同公司的MCS-51架构的芯片，甚至ARM，它集编辑，编译，仿真等于一体，它的界面和常用的微软VC++的界面相似，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真方面也有很强大的功能。2.4章节小结本章主要介绍对讲机制作所需要的几款软件，让大家更清晰的了解对讲机制作的整个流程。本章的基础设计也是本次制作的关键之一，尤其在dxp画图过程中需要注意许多。但最重要的还是电路的调试，第3章设计方案3.1总体设计方案3.2电路设计方案电路原理图3.2.1音频接收电路设计调频信号有天线接收，经C9耦合到芯片内的混频电路，IC1第一脚内部为本机振荡电路，1脚为本镇信号输入端，L4、C、C10、C11等元件构成本振的调谐电路。在IC1内部混频后的信号经低通滤波器后得到的中频信号，中频信号由IC1的7、8、9脚内电路进行中频放大、检波，7、8、9脚外接的电容为高频滤波电容，此时，中频信号频率仍是变化的，经过鉴频后变成变化的电压。10脚外接电容为鉴频电路的滤波电容。这个变化的电压就是音频信号，经过静噪的音频信号从14脚输出耦合至12脚内的功放电路，第一次功率放大后音频信号从11脚输出，经过R10、C25、RP，耦合至IC2进行第二次功率放大，推动扬声器的发声。3.2.2对讲发射电路设计变化着的声波被驻极体转化为变化着的电信号，经过R1、R2、C1阻抗均衡后，由VT1进行调制放大。C2、C3、C4、C5、L1以及VT1集电极与发射极之间的结电容构成一个LC振荡电路，在调频电路中，很小的电容变化也回忆起很大的频率变化，当信号变化时，相应的结电容也会有变化，这样频率就会变化，就达到调频的目的，经过VT1调制放大的信号经C6耦合至发射管VT2通过天线、C7向外发射调频信号。接收部分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行射频放大，在经过带通滤波器，进入一混频，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陶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。3.3本章小结本章是此次对讲机制作的最关键的一步——设计电路原理图。因为制作中不涉及到软件设计，因此硬件设计至关重要，结合所学知识以及查询资料的内容结合，加上个人创新。在网上查找了相关资料，最后进行拓展创新完成自己的电路原理图，进行仿真测试。由于线路较为复杂，在画图时相当麻烦。在设计原理图的过程中，个人觉得是最难的，毕竟这里面涉及了太多的内容，尤其是三极管的放大电路，各类电容的应用，以及集成运放的应用方式，的确让人痛苦，再加上创新，基于这些，在这方面下的功夫最多。最后，通过自己的努力和同学的帮助最终完成。第4章基础硬件设计4.1D1800芯片D1800为单片FM/AM收音机电路，FM部分包含混频，本振中放，鉴频，静噪，低通滤波器等；AM部分包括高放检波，此外还有音频驱动级和功放电路，用一块D1800电路和少数外围元件，可制作完整的收音机。该电路工作电源电压范围为2.5V~5V。4.2D2822芯片D2822用于携式录音机或者收音机作音频功率放大器，主要特点：电源降到1.8v时依旧能正常工作；交越失真小；静态电流小，可作桥式或立体式功放应用；外围元件少；通道分离度高；开机和关机无冲击噪声；软限幅等特点。4.3本章小结本章主要介绍对讲机所用到的芯片，在熟悉和掌握各个芯片管脚及功能后，进行连接设计，为其与三极管及电容的搭配使用提供了基础，在创新思路上，也是有着很大帮助的。第5章电路的调试与测试5.1收音部分的调整首先用万用表正负表笔分别接在地和K的GB之间，这时万用表有读数，这时打开电源开关，并将音量调到最大，再细调双联，这时应收到广播，若收不到，检查电路板，对焊点进行检查，并核对电路图检查元件是否焊接错，看是否有开路短路现象，如果没有什么错误，可以换一个芯片试试；排除障碍后，找一体标准的调频收音机，分别在低频和高频收一个台，并调整被调收音机L4的松紧度，使被调收音机也能收到这两个台，这台收音机的频率范围就找到了，做好相应的记录，如果低频收不到台，应该减少L4的匝数，如果高频收不到，应拨开L4的匝数，直到收到这两个台为止。L4拨松时频率增高，反之降低。5.2对讲部分的调整首先将一台标准的调频收音机频率调到100MHz左右，然后将被调收音机开关K1按下，调节L1的松紧度，使标准收音机有啸叫，若没有改变距离试试直到有为止，然后拉开距离对驻极体讲话，若有失真，调整标准收音机调台按钮，知道消除失真，还可以调L2、L3松紧度，使对讲距离变远，信号更稳定。两个人都调整好了，可以进行对讲调整，直到两人可以对讲。然后装上外壳，就可以实现对讲了。第6章检测结果及分析经过一系列调试之后，确定电路无问题。（1）接通电源，打开开关，调节到合适的音量；（2）慢慢转动频率调节按钮，调节到有声音的频道，可以接收到大约10个电台。（3）与别人的对讲机调节到同一频率，按下对讲机侧面的话筒键，说一段话，即可在另一台收音机上同步接收到自己的声音。第7章总结与展望此次实验是从最开始自己动手布线设计的电路的焊接练习，到最后的对讲机焊接，锻炼了自己的动手能力，学会用理论知识指导实践，对一些新的原器件有一定了解。关于此次对讲机的原理及相关知识，让我们对此有了一定的了解，对所用到的两款芯片D1800，D2822有一定了解，对以后进行相关电路的设计有很大的帮助，我们对焊接以及电路的设计都有一定的理论基础和实践经验了。另外我觉得我们所焊接的对讲机在我们日常生活中有非常实用，在此次实习中，我在做好相关准备前，急于求成，没有认真分析考虑焊接中可能遇到的问题，就开始焊接，所以没有注意到充电器外壳允许的空间，导致出现因个别的元器件放置不合理导致最后合不上外壳。应引以为戒。通过实习，我还是发现了自己存在的一些问题，对一些理论知识掌握的不够透彻，虽然自己焊接了很多东西，但是我觉得还是有许多东西是有待提高的。本次实习整体还算成功，从最开始的学习到实践这个过程是困难的，但是之后会发现，不仅能力得到了提高，自己意识到书本上学到的只是理论上的，能够将理论运用于实践才是重要的。在今后的学习中，我将会更加注重实践与理论的结合，将课上学到的理论更好地运用到实践中。争取在有实用价值的作品中有更进一步的突破。第8章谢辞此次实习，我能够顺利完成对讲机的制作，首先要感谢就是黄老师的耐心教导。通过本次创新实践，我不仅加强了许多知识点以及proteus画图、protel画图、PCB板制作技术，也让大家深深体会到画图，PCB板制作的不容易，在提升了能力的同时也加强了个人修养。在制作过程中深深地体会到了弟子规中的那句话“才大者，望自大，人所服，非言大”，要想做一个真正令人敬佩的人，必须有足够的才能，我们必须有更多的努力和付出，感谢黄老师对我们精神方面的引导，没有黄老师的引导我们就不会有那股向上的朝气，也就不会有过程中的努力与坚持。最后要感谢的就是我班的学委高新诚同学，每次创新实践，都是他不辞辛苦去给我们买元器件，再一个个发给我们，没有他的付出，也就没有实习的顺利进行。再次感谢全体同学！给与我的理解和帮助！附录元器件清单序号名称型号与规格标识号数量1集成块D1800ICI1块2集成块D2822IC21