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对讲机原理.doc

对讲机原理

杨杰雄
2017-09-19 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《对讲机原理doc》,可适用于综合领域

TRA型调频收音机对讲机基本功能如下:()按下FM键调频收音机功能接收调频电台。()复位FM键对讲机功能共有个频率分别为F,F,F,F可通过面板上的按键选择。超外差单声道和立体声调频收音机组成结构框图如下:          图单声道调频收音机组成结构框图图立体声调频收音机组成结构框图调频无线广播采用调频的调制方式用音频信号去控制高频载波的瞬时频率使原为等幅恒频的高频载波信号的瞬时频偏随调制信号的幅度的变化而变化。一般规定调频广播的载波频率范围为MHz。  音频放大器将话筒送来的信号进行放大达到一定幅度后去控制频率调制器实现调频。频率调制器中有可变电抗元件其电容量随着两端所加电压的变化而改变。用音频信号去控制可变电抗元件两端的电压使可变电抗元件的电抗值(一般是指电容)随着音频信号幅度的改变而做周期性变化可变电抗元件同时又是高频载波振荡器谐振回路的一部分当可变电抗元件的电容值发生变化后高频载波的瞬时频率也会发生相应的变化从而实现频率调制。高频载波振荡器产生的高频载波幅度通常很小需要经过高频电压放大和高频功率放大后才能推动天线增加发射距离。天线匹配回路使功率的输出端和天线的输入回路相匹配使功放的输出功率能够最大限度的传输给天线以提高效率。图单声道调频发射机组成结构框图图立体声调频发射机组成结构框图KAD单片集成电路:工作电压VVcc=V时输出功率为mW。电路内设有调谐指示LED驱动器电子音量控制器还有FM静噪功能。KAD采用脚双列扁平封装管脚排立如下图所示:      图 KAD管脚排立示意图原理图分析:()调幅(AM)部分不使用因此相关引脚接地处理。如脚(调幅中放输入)脚(中放地)脚(接地)脚(调谐指示)均接地处理。脚是调频和调谐波段选择低电平选择调频高电平选择调幅通过电容C接地选择调频接收方式。脚(空)。脚(调幅本振)脚(调幅高放)脚(基准电压)均接地。脚(静噪)经电容C滤波后接地。天线接收到的调频广播信号经过电容C(pF)交流耦合后进入芯片的第脚(调频高放)进行高频放大放大后的高频信号进入芯片的第脚低脚外接电感L可变电容CBM微调电容组成调谐回路进行频道选择然后进入芯片的内部进行混频。当按下开关SW时(TR位置)电容C接入谐振回路谐振回路的总电容增加谐振频率下降选择对讲机进入对讲接收频道范围(MM)没按下开关SW时(FM位置)对讲机处于FM频道接收范围(MM)。第脚是调谐本振输入端外接电感L可变电容CBM微调电容C组成调谐回路与内部电路一同构成本振振荡回路。当按下开关SW时(TR位置)电容C接入谐振回路谐振回路的总电容增加本振振荡频率下降选择对讲机进入对讲接收频道范围没按下开关SW时(FM位置)本振振荡频率较高对讲机处于FM频道接收范围。本振信号与高频输入信号在芯片内部进行混频后的中频信号(中心频率是M)从芯片的脚输出。首先经过压电陶瓷滤波器CF(中心频率是M)滤波后得到较纯净的中频信号送到晶体管Q组成的共射极放大电路中进行放大(电压增益大约为dB)电阻R是电压并联负反馈起稳定输出电压的作用。放大后的信号从晶体管集电极输出后再次经过压电陶瓷滤波器CF(中心频率是M)滤波后送到芯片的第脚(调频中放输入端)在芯片内部进行中频放大然后进入内部的FM鉴频器进行鉴频脚外接M的压电陶瓷鉴频器CF调频信号经过鉴频后从芯片的第脚输出电容C(uF)是高频滤波电容。脚解调出来的音频信号进入芯片的脚(音频信号输入端)电容C(uF)是音频耦合电容在芯片内部经过低频电压放大和低频功率放大后从芯片的脚输出推动扬声器或者外接耳机。电容C(uF)是低频纹波滤波电容脚(Vcc)外接电源电容C(uF)是低频滤波电容并有储能作用电容C(uF)是高频滤波电容。电容C(uF)C(uF)是高频滤波电容。脚经电容C滤波后接地。电容C(uF)是音频耦合电容并具有储能作用在输出信号的负半周起到补偿电源的作用使功放的输出信号失真减小。电位器VOL(K)调节芯片第脚(电子音量调节)的直流电平高低来控制收音机音量的大小。电容C(uF)是电源的低频去耦电容电容C(uF)是电源的高频去耦电容。AGC和AFC控制电路: KAD的AGC(自动增益控制)电路由芯片的内部电路和外接在第脚脚的电容CC组成增大电容CC可增加AGC的控制深度最大控制范围可达dB。AFC(自动频率微调)电路由芯片的内部电路和外接在脚脚的电容C电阻R组成作用是使本振信号和输入调频信号之间的固定频差保持在M上使调频波段接收稳定。KAD的极限参数:TA=参数名称符号 条件 额定值 单位电源电压 Vcc   V最大允许功耗PD(max)Tamb= mW工作温度 Tstg 存储温度 Tstg电参数  Vcc=V TA= f=MHz  fm=KHz参数单位测试条件最小值典型值最大值静态电流mAAM时 FM时  调频:前端电压增益AV(dB)Vin=dBuVMHz鉴频输出VD(mV)限幅灵敏度VRF(dBuV) dB限幅鉴频失真音频电压增益AV(dB)信噪比SN(dB)音频失真  KAD的管脚直流工作电压引脚编号电压(伏)引脚编号电压(伏)V    V  V  V  V V       V   V  V   V  V   V    V  V    V  V  V  V   V    V  V    V  V  V  V    V  VTRA发射机电路:TRA的发射机电路有晶体管分立电路直接调频变容二极管调频功率放大功率推动天线匹配回路发射天线等基本电路模块组成。工作原理:电池提供V的直流电源电压当按键SW按下(TR端闭合)后给发射机电路供电电容C(uF)C(uF)C(uF)C(uF)和电感L(uH)组成型滤波网络CC是高频去耦CC是低频去耦并且有储能作用。电容C(uF)C(uF)C(uF)C(uF)和电感L(uH)组成型滤波网络CC是高频去耦CC是低频去耦并且有储能作用。话筒(MIC)采集到的声音信号通过耦合电容C(uF)送到晶体管Q()组成的音频电压放大电路中进行放大C(uF)是音频放大后输出的耦合电容RR是话筒的直流偏置电阻驻极体话筒需要有直流偏置电压才能采集到声音信号R既是话筒的直流偏置电阻又是话筒的负载电阻增加电阻值采集到的音频信号输出就增大但是不能无限地增加。电容CC是直流滤波电容晶体管Q()组成的是共射极放大电路电阻R构成电压并联负反馈稳定输出电压。电容C对输出的音频信号进行高频去耦。电阻R是隔离电阻通过该电阻将音频调制信号加到变容二极管D的两端同时防止高频信号对低频电压放放大器的反射隔离电阻R应该取的比较大在这里去K。晶体管Q(SC)CCLLCCCDCRRRRCCSWSW等组成了电容三点式高频振荡电路。其中电容CC是正反馈电容原来的图上C=pFC=pF正反馈系数会产生两个问题:反馈系数过大输出振荡信号幅度大失真大经过后两级放大后输出功率较大可能会使最后一级的功放管发烫。振荡信号的频率较高一般总大于M而为了防止和校园广播信号相互干扰我们需要把对讲机的发射频率调在M左右因此需要增大电容CC同时减小正反馈系数所以修正后电容C=pFC=pF。相应的对讲机接接收时的调谐电容也要调整使接收频率也能达到M左右因此电容CC都改成pF。振荡频率主要由CCL以及变容二极管D(型号是BB)组成C是交流耦合电容基本不影响振荡频率。电容C是高频旁路电容对高频信号交流接地对低频的音频信号开路。电阻R是直流反偏电压的隔离电阻。变容二极管必须工作在直流反偏电压下才能用调制信号去控制结电容的变化。经过晶体管Q放大后的音频调制信号加在变容二极管D两端控制变容二极管D的结电容的变化从而控制高频振荡器的振荡频率实现调频。开关SWSW通过切换可以改变变容二极管的直流反偏电压就会产生不同的振荡中心频率从而实现发射的调频信号频率的切换。对讲机的发射频率共有个。当开关SW闭合后开关左边闭合开关SW未按下开关右边闭合此时变容二极管的阳极直流电压计算如下:其中是给振荡器和音频信号放大器提供的直流电压根据下面的分析=V。将元件数值带入计算得到=V变容二极管的阴极电压为=V因此变容二极管的直流反偏电压为=V。当开关SW复位开关右边闭合开关SW按下开关左边闭合此时变容二极管的阳极直流电压计算如下:将元件数值带入计算得到=V变容二极管的阴极电压为=V因此变容二极管的直流反偏电压为=V。电感L(uH)是高频扼流圈可以为晶体管的射极提供较大的直流电流电阻R提供电压并联负反馈可以稳定振荡信号减少振荡信号的失真。电阻R为变容二极管的阴极提供直流偏置电压。电容C(uF)C(uF)分别是振荡器直流电压的低频和高频去耦电容。稳压管TL是三端电源稳压芯片内部有一个V的参考电压可等效为一个稳压二极管使用可参考相应的PDF输出电压可调。在本电路中输出电压为给振荡器和音频信号放大器提供直流电压由于TL的输出电压比较稳定可以使高频振荡器的振荡频率不随电源电压的变化而发生偏移从而达到稳定发射频率的目的。被音频调制信号调制的高频振荡信号经过耦合电容C(pF)电阻R耦合后加到晶体管Q(SC)和Q(SC)组成的高频宽带功率放大器中。其中Q和Q组成的高频功率放大器的结构完全相同Q级可看作是高频电压放大Q级可看作是高频功率放大。它们都是工作在丙类工作状态。对于输入的高频等幅调频信号放大器工作在丙类工作状态可以提高放大器的效率和输出功率。其中Q的基极电阻R为晶体管提供负偏置电压当高频调频信号送到Q的基极时晶体管BE之间的整流作用使得Vb为负电压从而使得晶体管Q工作在丙类工作状态下Q的集电极负载由电感L和电阻R组成非调谐的宽带放大器由Q对高频信号进行一级放大经过电容C(pF)耦合后再将输出信号推动Q组成的下一级功率放大器电路。晶体管Q组成的功率放大器电路与晶体管Q组成的功率放大器电路完全相同。高频振荡器的输出功率大约为mW左右经过Q级的放大后其耦合电容C端的输出功率约为mW左右经过Q级的功率放大后其输出功率约为mW左右。电容C电感L电容C电感L电容C组成天线匹配网络形式为型(CLC)倒L型(CL)串联谐振阻抗(LC)组成。实现阻抗匹配将功率放大器的输出阻抗和天线的辐射内阻相匹配并抵消天线的辐射电容使功放的输出功率最大效率的传输到天线负载上最后由天线向空中发射高频调频电波。对讲机的工作方式:  对讲机是单工工作方式一方呼叫的时候另一方只能接听。按下收发开关对讲机进入发射状态此时对着话筒喊话声音信号经过发射电路后就变成高频调频电波向空中传播出去对于本次实验发射频率应该调整在M左右松开收发开关进入对讲机接收状态此时调节可变电容(调收音机调谐盘)可收到由发射机发出的声音信号。本机集对讲机和收音机于一体既要保证收音机的正常收听复位SW键(FM端闭合)使接收机的调谐频率范围在MM之间能过正常收听到调频广播电台。同时按下SW键(TR端闭合)使接收机的调谐频率范围在MM之间能过正常收听到对讲呼叫。(接收灵敏度最高通信距离最远正确调谐是关键)发光二极管LED是做电源指示使用的当电源接通时发光二极管点亮关闭电源时发光二极管熄灭。变容二极管BB主要参数:反偏电压(V)  电容量(pF)      导通电阻        最高反偏电压(V)         工作频段        VHF频段TL高精度稳压管主要参数:阴极到阳极电压阴极连续电流范围工作温度参考输入电压典型动态电阻VKA=VmA到mA  到  V超高频晶体管SC主要参数:hfe=

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