畢業(yè)論文——無線對講系統(tǒng)接收子系統(tǒng)的設計

1、摘 要無線對講機作為一種簡單的通信工具，由于它不需要中轉和地面交換機站支持，就可以進行移動通信。目前廣泛應用于生產(chǎn)、保安、野外工程等領域的小范圍通信工程中。無線對講機技術是很多無線移動通信技術的基礎，目前應用較廣泛的蜂窩式移動電話技術，就是在無線雙工對講機的基礎上，發(fā)展起來的新興現(xiàn)代通信技術。很好的熟悉掌握無線對講機內(nèi)部電路的工作原理和測試、調(diào)整技術，對今后從事通信工程領域的技術工作，無疑是十分重要的。本文主要建立了無線對講系統(tǒng)的接受子系統(tǒng)的模型，其中主要包括信號頻率的選擇、頻率的變換方式的選擇、及信號功率的放大等方式及的選擇。此外，本文還主要運用超外差收形式的構建對講機接收系統(tǒng)。它主要由天線

2、輸入回路、接收帶通濾波器、高頻信號放大器、第一本振單元電路、第一混頻電路、中放級、檢波級、低放級及電源等部分組成。超外差收音機的主要工作特點是:采用了變頻措施。輸入回路從天線接收到的信號中選出某電臺的信號后，送入變頻級，將高頻已調(diào)制信號的載頻降低成一固定的中頻，然后經(jīng)中頻放大、檢波、低放等一系列處理，最后推動揚聲器發(fā)出聲音。這一變頻措施，是超外差收音機性能得以改善的關鍵，也是分析超外差接收重點。關鍵詞： 調(diào)頻 混頻器 濾波器 功率放大器The design of a receiving system for a Wireless InterphoneStudent:JIANG caiyun T

3、eacher:SHEN zhuojunAbstract: Interphone is an simple communication equipment. With Wireless Interphone We can complete mobile communication service without the support of the transfer station . Wireless Interphone has been used wildly in the field of production and so on .The technology of frequency

4、 division doplex wireless interphone is the base of our modern mobile communication systems . In this thesis ,I build a model for a receiver system of a wireless interphone .And I explain how to chose the frequency of the carrier .how to change the frequency of the signal and how to select the way t

5、o enlarge the signal power. In my thesis , the receiver system is based on the technology of superheterodyne .There are 7 parts in this system ,they are: 1 .receiving antenna 2 . receiving band pass filter. 3.high frequency power amplify. 4.the first frequency mixing circuit 5.the second frequency m

6、ixing circuit. 6. low frequency amplify 7 .power surce circuitI use frequency mixing technoloy in this system. We send the signal from receiving antenna to frequency translation circuit.In the frequency translation circuit,we translate the high frequency signal into a middle-frequency signal ,Key wo

7、rds: Frequency modulation Frequency mixer Filter Power magnifier目 錄摘 要IAbstractII第一章 引言11.1無線對講機的特點及發(fā)展狀況11.2無線對講機的分類1從調(diào)制方式上可分為調(diào)幅式和調(diào)頻式對講機1從通信工作方式上，單工式機和雙工式對講機21.3無線對講機的重要指標2第二章 調(diào)頻對講機電路工作原理與框圖42.1調(diào)頻對講機工作原理42.1.1 對講機的工作原理42.2調(diào)頻對講機模型框圖42.3調(diào)頻對講機電路的主要電性能指標參數(shù)52.4調(diào)頻對講系統(tǒng)接收子系統(tǒng)的原理及框圖6調(diào)頻對講系統(tǒng)接收子系統(tǒng)的原理6調(diào)頻對講系統(tǒng)接收子系統(tǒng)

8、的結構框圖6第三章 調(diào)頻接收機電路原理分析73.1 調(diào)頻接收機電路設計原則73.2 輸入選頻網(wǎng)絡83.3高頻選頻放大電路93.4第一混頻電路103.5第一本振電路123.6 第二混頻電路、限幅中放、鑒頻電路133.7 靜噪電路153.8音頻功放電路173.9直流穩(wěn)壓源電路19第四章 接收機電路的調(diào)試與檢測214.1 輸入回路、高頻放大級的調(diào)整214.2 第一本振與第一混頻電路的調(diào)整224.3 二混頻、中放、鑒頻電路的調(diào)整234.4 靜噪電路、音頻功效電路的調(diào)整244.5對講機中主要頻率點的定義與計算方法25第五章 天 線26第六章 結論27致 謝28參考文獻29第一章 引言1.1無線對講機的特

9、點及發(fā)展狀況對講機( Tranceiver)又叫步話機(Walkie-Talkie、Two-wayradio)它作為一種便攜式無線移動通信產(chǎn)品，最早使用于第二次世界大戰(zhàn)的軍隊通信。從1948年摩托羅拉推出全球第一臺商用無線對講機， 到90年代歐、美等國家和地區(qū)相繼開放家用對講機市場，對講機已廣泛使用在公共安全、交通運輸(鐵路、機場、港口)、建筑、制造、水利、電力、林業(yè)、旅游、酒店、服務等各種領域。對講機一般分為專業(yè)和家用兩種類型。所謂專業(yè)對講機，是指運用在專門領域內(nèi)(例如公安、鐵路、軍隊等)的對講機。由于應用環(huán)境的相對惡劣，專業(yè)對講機在使用溫度范圍，頻率穩(wěn)定度，抗干擾性等電性能指標方面有更嚴格

10、的要求，并且結構要經(jīng)過雨水、灰塵、鹽霧、撞擊等方面的可靠性測試。它的發(fā)射功率一般為1-5w，直接傳輸距離為3-8公里。若經(jīng)過中轉臺(基站)系統(tǒng)，則可達數(shù)十公里。專業(yè)對講機的使用要經(jīng)過政府有關部門的批準國家用對講機無論指標和使用都比較寬松，它的發(fā)射功率小于0.5W屬于免執(zhí)照使用。我國也在2001年11月為家用對講機開放了409MHz的頻點資源。在對講機的使用操作中，到今天還主要使用PTT (Push To Talk)鍵，即雙向同頻單工工作方式。同頻單工的優(yōu)點是:第一、設備相對簡單。第二、組網(wǎng)方便，在場強覆蓋范圍內(nèi)，本系統(tǒng)的任意兩個移動臺都可使用同一頻率通話，且第三方也能插入通話，通播和電話會議方

11、式交易實現(xiàn)。第三、收發(fā)信機交替工作，所以不會造成發(fā)射對接收的干擾。第四、不發(fā)話時發(fā)射機不工作，功耗小。用一句話來說，對講機就是一按即通，迅速溝通。對講機通信的另一特點就是不產(chǎn)生通話費用，這也使得即使在公眾GSM. CDMA數(shù)字移動通信特別發(fā)達的今天，對講機的使用市場幾十年來仍然得到穩(wěn)定的發(fā)展。在對講機的功能和實現(xiàn)技術方面，隨著大規(guī)模集成電路技術、微處理器技術的應用，對講機的性能和功能都具有了質(zhì)的進步。無線對講機己由傳統(tǒng)的點對點通信，發(fā)展到了現(xiàn)在所具有的集群通信功能。1.2無線對講機的分類無線對講機技術是很多無線移動通信技術的基礎，目前應用較廣泛的蜂窩式移動電話技術，就是在無線雙工對講機的基礎上

12、，發(fā)展起來的新興現(xiàn)代通信技術。很好的熟悉掌握無線對講機內(nèi)部電路的工作原理和測試、調(diào)整技術，對今后從事通信工程領域的技術工作，無疑是十分重要的。對講機的電路形式較多，主要可按以下方式進行分類。1.2.1從調(diào)制方式上可分為調(diào)幅式和調(diào)頻式對講機 調(diào)幅式指用調(diào)制信號的幅度特性改變載波的幅度變化規(guī)律的調(diào)制方式。 調(diào)頻式指用調(diào)制信號的頻率特性改變載波的頻率變化規(guī)律的調(diào)制方式。1.2.2從通信工作方式上，單工式機和雙工式對講機可分為單工式Simplex Communication、半雙工式Half duplex Communication 和雙工式Full duplex Communication。 單工式

13、Simplex Communication 對講機同一時間內(nèi)，只能工作在一種狀態(tài)下、即：接收或者發(fā)射狀態(tài)而不能同時處于收發(fā)狀態(tài)，單工對講機工作時，要不停的切換開關來控制收發(fā)狀態(tài)，所以使用起來不太方便。單工機根據(jù)頻率使用情況，又分為同頻單工機（或稱單頻機）和異頻單工機（或稱雙頻機、準雙工機、半雙工機）。.1.同頻單工機是指發(fā)射和接收都工作在同一頻率上。其優(yōu)點是：僅使用一個頻率工作，它能最有效地使用頻率資源，由于是收發(fā)信機間斷工作，線路設計相對簡單、價格也較便宜。缺點是：雙方要輪流說話，即對方講完之后，我方才能講話。使用起來不如打電話那樣方便、習慣。但從頻率資源的利用來講，單工機是主流機型。.2.

14、異頻單工機只是在有中轉臺的無線電通信系統(tǒng)中才有使用?，F(xiàn)在很多單工機既能同頻工作又能異頻工作。 而雙工式Full duplex Communication 對講機，可以收發(fā)電路同時工作，使用起來如同普通電話機一樣，應用起來比較方便，但由于雙工對講機電路復雜，造價高，耗電量大等缺點，所以應用較少。這種發(fā)射機和接收機分別在兩個不同的頻率上（兩個頻率差有一定要求）能同時進行工作的雙工機也稱為異頻雙工機。而單工式對講機，則由于它造價低，體積小，耗電低等優(yōu)點，被大量應用。目前市面上常見到的對講機大多屬于單工調(diào)頻式。1.3無線對講機的重要指標 對講機工作性能的優(yōu)劣，常用以上幾項電氣參數(shù)來表示，其指標內(nèi)容含意

15、如下：靈敏度：接收機在接收信號時，是不是靈敏，主要是指它接收微弱的信號能力,如果接收機能在極微弱的信號下良好的工作，并能夠輸出己定功率、性能良好的解調(diào)信號，那么這部接收機就具有較高的靈敏度。反之就是靈敏度低。衡量靈敏度的單位常用場強值的毫伏或微伏為單位。因此、靈敏度是衡量接收機接收微弱信號能力的重要指標。選擇性：接收機工作時，要在眾多的信號中把有用的信號選擇出來，這種選擇信號的能力稱為接收機的信號選擇性。接收機在工作時，它所要接收的信號頻率附近，常常會同時存在很多的干擾信號。這些干擾信號有強有弱。如果接收機能在很強的干擾信號情況下，選擇出自己的有用信號，那它的信號選擇性就很高。反立，如果連很弱

16、的干擾也無法抑制掉，那它的選擇性能就很低。選擇性能的指標，一般用接收電路對通頻帶以外信號的衰減量計量。單位為db。限幅靈敏度：限幅靈敏度是指，當接收機的中放的輸出信號出現(xiàn)限幅時，所需的最小輸入信號電壓值稱為限幅靈敏度。限幅靈敏度的高低，和接收機的高放、中放電路的電壓增益有直接的關系。它和靈敏度指標一樣，也是衡量接收機接收微弱信號能力的重要指標。頻率穩(wěn)定度：對講機電路中發(fā)射及接收的頻率是否穩(wěn)定，直接關系到能否正常通信。一般對講機的頻率穩(wěn)定度主要由晶體的品質(zhì)來決定，同時也受工作電壓、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度等因素的影響。頻率穩(wěn)定度的高低，一般用指數(shù)來表示，指數(shù)的絕對值越大，表示穩(wěn)定度越高。調(diào)制頻偏：調(diào)制

17、頻偏或者稱頻偏量，是指調(diào)制信號(音頻)對載波信號頻率(fo)調(diào)制后使載波的中心頻率產(chǎn)生的頻率偏移量。調(diào)制頻偏可以用相對量百分比來表示。也可以用絕對量正負值來表示。靜態(tài)工作電流：對講機的靜態(tài)工作電流，是指對講機的接收電路，在無通話的待機狀態(tài)下，所消耗的電流量。由于一般對講機都采用電池供電。靜態(tài)電流越小。對講機的待機時間就越長。靜態(tài)工作電流的高低，用電流值來表示，單位為mA。高頻輸出功率：高頻輸出功率也稱載波輸出功率。它是指發(fā)射機將高頻載波送往發(fā)射天線上的高頻發(fā)射功率。是對講機的一個重要性能指標。發(fā)射機輸出功率的大小，直接關系到對講機通信距離的遠近。高頻輸出功率的大小。一般用功率瓦特來表示。輸出功

18、率的測量，一般要用專業(yè)的高頻功率計來測量。發(fā)射機工作效率：發(fā)射機工作效率是指發(fā)射電路，將電路將所消耗的電源直流功率，轉換為高頻發(fā)射功率的效率?；蛘叻Q發(fā)射有用功率和電路實際消耗功率之比。發(fā)射機工作效率的高低，一般用百分比來表示，即：電源消耗功率比高頻輸出功率。它們的比值越小，表示能源轉換效率越高。音頻輸出功率：音頻輸出功率是指，對講機解調(diào)信號輸出的最大不失真功率值。一般測量音頻輸出功率時，均以啦叭兩端所獲得的1KHz正弦波電壓為準，當所測量的音頻信號波形沒有明顯失真時，進行測量。測量方法和一般交流功率測量一樣。第二章 調(diào)頻對講機電路工作原理與框圖2.1調(diào)頻對講機工作原理2.1.1 對講機的工作原

19、理如下：1、發(fā)射部分：鎖相環(huán)和壓控振蕩器（VCO）產(chǎn)生發(fā)射的射頻載波信號，經(jīng)過緩沖放大、激勵放大、功放，產(chǎn)生額定的射頻功率，經(jīng)過天線低通濾波器，抑制諧波成分，然后通過天線發(fā)射出去。2、接收部分：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

20、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，驅動揚聲器，得到人們所需的信息。3、調(diào)制信號及調(diào)制電路：人的話音通過麥克風轉換成音頻的電信號，音頻信號通過放大電路、預加重電路及帶通濾波器進入壓控振蕩器直接進行調(diào)制。4、信令處理：CPU產(chǎn)生CTCSS/DTCSS信號經(jīng)過放大調(diào)整，進入壓控振蕩器進行調(diào)制。接收鑒頻后得到的低頻信號，一部分經(jīng)過放大和亞音頻的帶通濾波器進行濾波整形，進入CPU，與預設值進行比較，將其結果控制音頻功放和揚聲器的輸出。即如果與預置值相同，則打開揚聲器，若不同，則關閉揚聲器。2.2調(diào)頻對講機模型框圖單工式對講機，則由于它造價低

21、，體積小，耗電低等優(yōu)點，被大量應用。其工作原理框圖如下圖 圖2.1 所示：從圖中所以看出，對講機的收、發(fā)狀態(tài)，是靠切換供電電源的方式，來實現(xiàn)收、發(fā)轉換的。雖然電路中含有接收和發(fā)射電路，由于在同一時間內(nèi)，只能工作在一種狀態(tài)下，所以將這種工作方式稱為單工方式。目前也有些對講機電路采用半雙工工作方式。它的工作原理是，將話筒收到的音頻微弱信號進行電壓放大、使放大后的交流電壓經(jīng)過檢波電路檢波整流后，得到了一個直流電平信號，用其控制電子開關去切換收、發(fā)電路工作狀態(tài)。完成對講機的收、發(fā)轉換過程。我們稱其為半雙工工作方式。半雙工對講機，從電路工作形式上來講，仍然屬于單工工作方式。嚴格的講，半雙工對講機應該屬于

22、交形單工對講機電路。話筒音頻放大調(diào)制電路高頻放大振蕩器電源收發(fā)帶通濾波器發(fā) 射接收喇叭音頻放大解調(diào)電路中放電路混頻電路選頻放大本振圖2.1單工式無線對講機的原理框圖：而全雙工對講機在工作時，發(fā)射電路和接收電路是同時工作的。 由于發(fā)射電路和接收電路共用一根天線，發(fā)射電路輸出到75歐天線上的高頻載波電壓可能達到10V一一30V以上。而接收對方發(fā)射的高頻載波信號往往較微弱，一般在75歐天線上僅能感應到微伏級的信號。所以對講機天線的工作狀態(tài)，將直接關系到雙工對講機能否正常工作。為了保證天線信號的正確分配一般雙工對講機電路均設計有天線雙工器。用雙工器來保證天線的分配任務，以保證收發(fā)電路有序的工作。為了防

23、止收、發(fā)電路之間的相互干擾，僅靠雙工器是不夠的，所以一般全雙工對講機電路中均在接收電路的輸入端和發(fā)射電路的輸出端，分別設計有帶通或帶阻濾波器，讓所需要的頻率順利通過，將其它頻率濾除或者阻檔掉。 由于采用了以上多種措施，所以使雙工對講機電路的接收和發(fā)射電路可以同時使用同一根天線，而不會產(chǎn)生不必要的干擾。2.3調(diào)頻對講機電路的主要電性能指標參數(shù)本調(diào)頻頻對講機接收系統(tǒng)電路的主要電性能指標參數(shù)：采用調(diào)頻方式，載頻20MHz。 接收靈敏度不小于10V。中頻干擾比大于50dB。 輸出功率不小于500mW。電池供電電壓96V(8節(jié)12V)2.4調(diào)頻對講系統(tǒng)接收子系統(tǒng)的原理及框圖2.4.1調(diào)頻對講系統(tǒng)接收子系

24、統(tǒng)的原理接收子系統(tǒng)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MC3361P，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，驅動揚聲器，得到人們所需的信息。2.4.2調(diào)頻對講系統(tǒng)接收子系統(tǒng)的結構框圖本文主要是針對單工

25、對講機電路進行的，將對單工調(diào)頻對講機接收電路各部分電路模塊框圖如圖2.2所示。9.6V直流電源音頻放大鑒頻電路455K中放第二混頻第一混頻選頻高放帶通濾波第一本振第二本振靜噪電路穩(wěn)壓電路 圖2.2 單工20M無線對講系統(tǒng)接收子系統(tǒng)的原理框圖第三章 調(diào)頻接收機電路原理分析3.1 調(diào)頻接收機電路設計原則線路的設計要綜合考慮電氣性能和結構等方面的因素。既要滿足高性能也要實現(xiàn)結構小型化，是本畢業(yè)設計的難點。在設計中，重點考慮如下事項:1. 線路架構對講機的接收采用對講機傳統(tǒng)成熟的超外差二次變頻結構，發(fā)射的調(diào)制使用廣泛應用的調(diào)頻方式。2.對講機輸入輸出信號電平的處理要求對講機要能夠接收靈敏度要不小于10

26、uV的，接收到的信號經(jīng)過解調(diào)處理后，音頻功率放大為500mW，去推動揚聲器。3.接收部分的高頻功放采用MOSFET功放管。4. 混頻電路的設計要求 接收部分的混頻采用第一混頻電路采用MOSFET功放管，高頻雙棚場效應管“3SKl22”擔任混頻管的。由于“3SKl22”具有雙柵輸入功能，信號輸入、本振輸入互不干擾，使混頻電路的各項指標參數(shù)能得到較大的提高，可以改善接收部分的互調(diào)、信噪比等性能。第二混頻將采用，摩托羅拉公司的MC3361集成芯片。該電路中包括有二混頻、二本振、限幅中放、鑒頻器、靜噪電路等功能單元，MC3361電路具有外接元件少、接收靈敏度高、靜態(tài)功耗小、工作電壓寬、等特點只需外接較

27、少元件，就可以組成一部性能優(yōu)良的調(diào)頻接收機。5. 語音信號的處理要求對音頻信號處理電路采用小功率、低電壓、音頻功放電路“LM386”。該電路具有靜態(tài)功耗低、寬工作電壓、寬頻帶、體積小等特點。是目前應用鮭最人的小功率音頻功放電路，改善聽覺特征。本文主要是針對單工對講機接收電路進行的，將對單工調(diào)頻對講機電路各部分電路進行詳細分析。本接收機的原理圖如下圖3.1示： 圖3.1對講機機接收系統(tǒng)電路原理圖3.2 輸入選頻網(wǎng)絡 輸入選頻網(wǎng)絡，它是拉桿天線至接收機高頻放大器輸入端之間的信號耦合網(wǎng)絡。它主要負責完成、對外界信號的選頻、對強信號進行限幅處理、由于天線和第一級高頻放大器之間存在較大的阻抗差異，所以輸

28、入選頻網(wǎng)絡還要完成阻抗變換任務。 圖3.2 是輸入選頻網(wǎng)絡的電原理圖：從圖中可以看出，當外界的信號通過75 歐姆拉桿天線進入電路后，首先通過由C1、L1、C2、L2、C3組成的帶通濾波器網(wǎng)絡進行濾波處理后，才送至輸入濾波網(wǎng)絡電路至由L3、C5組成的并聯(lián)諧振回路，進行選頻，并聯(lián)諧振回路的諧振點選擇在接收信號中頻率fo（20MHz）上，對fo以外的信號進行衰減。L3采用抽頭分壓部分耦合接入方式，主要是為了使天線與電路阻抗匹配，滿足天線輸入網(wǎng)絡輸出阻抗低和Q1輸入阻抗高之間的阻抗變換。為了防止由于工作時，天線上所產(chǎn)生的高頻電壓(20Vpp值以上)，擊穿場效應管的Q1的柵極，所以電路中加入了由二極管D

29、l、D2組成的電壓限幅電路。利用二極管正向壓降較低(07V)的特性，將輸入電壓限幅在O7V以下，以保證高放管的安全。圖3.2 輸入選頻網(wǎng)絡3.3高頻選頻放大電路 一部接收機，要想具有較高的接收靈敏度和較高的選擇性高頻放大器的電性能優(yōu)劣至關重要。高頻功放級的小信號電壓增益高低，將直接影響到接收靈敏度。而高放級的選頻性能將直接關系到接收機的選擇性和鏡象抑制等性能指標參數(shù)的好壞。本電路中承擔高頻放大任務的放大管是Q1，該管選用高頻雙柵場效應管(35K122)，由于該管具有雙柵輸入功能，可以將信號和直流偏置分別加至兩個柵極。相互之間互不影響，有效的減少了電源噪聲對放大器的影響。保證了高頻放大電路的低噪

30、聲系數(shù)。下圖圖3.3中是低噪聲高放電路的原理圖。從圖3.3中可以看出，為了提高放大器交流增益，電路采用共源極放大方式設計。 圖3-3低噪聲高放電路的原理圖 在漏極回路中串入了由L4 、 C9組成的并聯(lián)諧振選頻回路，使電路的信號選擇性能進一步得到提高。本級放大器能夠產(chǎn)生約20db的電壓增益，有效的提高了接收機的靈敏度。 3.4第一混頻電路 這一部分電路的主要任務，是為了將前級高放送的高頻信號進行頻率變換，使高頻信號交換成為一個頻率固定的中頻信號。混頻后的中頻信號與原來調(diào)制方式、調(diào)制內(nèi)容、信號頻譜等均保持不變。由于經(jīng)過混頻后的中頻信號，中心頻率相對較低，頻帶較窄，可以很方便的采用通用型濾波器，進行

31、濾波處理。目前常用的通用濾波器件多為陶瓷濾波器，這種濾波器體積小、工作穩(wěn)定、濾波效果好。己被各種電器廠家泛采用。本機就是采用107MHz、455MHz兩種陶瓷濾器，其中107MHz為三端型、455K為五端型、由它們完成對一中頻、二中頻的選頻濾波任務。 圖3.4混頻電路的原理圖從圖3.4中可以看出，要對高頻信號進行頻率變換(混頻)，必須由本振電路、混頻器、選頻電路、三部分共同組合才能完成。 以前當高頻場效應管工藝不太成熟時，混頻級中的混頻管大多由高頻小功率三極管擔，由于三極管工作時存在著工作噪聲，經(jīng)三極管混頻后所產(chǎn)生的噪聲一直是困繞人們的難題。 隨著場效應管高頻工藝水平的進步和完善。場效管己大量

32、被用于高頻電路，由于場效應管具有動態(tài)范圍寬，噪聲系數(shù)小、輸入阻抗高等特點，所以成為混頻電路中較理想的非線性混頻器件。本次對講機的一混頻，就是采用高頻雙棚場效應管“3SKl22”擔任混頻管的。由于“3SKl22”具有雙柵輸入功能，信號輸入、本振輸入互不干擾，使混頻電路的各項指標參數(shù)能得到較大的提高。從圖3-4中可以看出，高頻信號經(jīng)過C10直接送至混頻管的柵極Gl，而本振信號則直接注入柵極G2，從混頻的注入方式來看，相當于三極管混頻器的共基極注入混頻電路形式。這種方式的優(yōu)點是，所需本振幅度小，混頻增益高。3.5第一本振電路 本地振蕩電路采用品體三倍頻振蕩器，振蕩管由Q3承擔電容C15、C16、和晶

33、體JT1組成諧振網(wǎng)絡，其中C15、C16為分壓電容，調(diào)整它們的比值，可以改變振蕩器的電壓反饋系數(shù)。振蕩器的基準頻率fL1由晶體定決。晶體JT1的振蕩頻率的算法：第一本振頻率 = 高頻載波頻率 + 第一中頻頻率 = 20MHz + 10.7MHz = 30.7 MHz 因為第一本振是三倍頻輸出，則晶體JT1的振蕩頻率為： 30.7MHz 3 = 10.233 MHz 在振蕩管Q3的集電極回路中，串有由C14、B2組成的并聯(lián)諧振選頻回路，它負責將振蕩器的三次諧波從電路中選出。完成對f0的三倍頻輸出。調(diào)整時，應使諧振回路的固有諧振點略低于fL1的三倍頻，由于振蕩器的中心頻率為fL1，由C14、B2組

34、成的回路諧振點在3 fL1，對三倍頻等效為阻性。圖3.5 晶體倍頻振蕩器交流等效圖 但對基頻信號頻率fo振蕩回路，并聯(lián)諧振回路則呈現(xiàn)為容性，由于等效容抗很小，可以看成為交流短路。所以不會破壞振蕩器的工作條件。使振蕩器能夠正常工作。 為了使晶體準確的振蕩在其標定頻率fo點上。振蕩回路中有一個和晶體相串聯(lián)的微調(diào)電容C15，微調(diào)該電容，可以微調(diào)振蕩器諧振頻率fo。圖3.5是本振電路的交流等效電路圖，從圖中可以看出，當振蕩器工作時，實際上交流可等效為一個改進型電容三點式振蕩電路。 經(jīng)混頻后得到的107MHz中頻信號由B1和C11組成的并聯(lián)諧振回路選出，經(jīng)B1的次級線圈送至F1濾波器再次進行107MHz

35、選頻處理。F1是一個107MHz的帶通陶瓷濾波器，它的電氣特性近似于晶體，但品質(zhì)因素Q值要比品體低一些。陶瓷濾波器常常被用在固定頻率濾波電路中。也可用于頻率穩(wěn)定度要求不高的振蕩電路中。 3.6 第二混頻電路、限幅中放、鑒頻電路在外差式調(diào)頻接收機電路中，混頻、中放、鑒頻、等電路是必不可少的單元電路，這些電路，元件多、電路復雜、調(diào)整不便。近年來各集成電路生產(chǎn)廠紛紛投入了大量資金，研制通信領域專用的集成電路。在高頻集成電路方面，比較有代表性的有，摩托羅拉公司的“MC33XX” “MC28XX”系列高頻通信集成電路。 本實驗中，接收機電路中所采用的集成電路，就是摩托羅拉公司生產(chǎn)的調(diào)頻接收電路“MC33

36、61”，該電路中包括有二混頻、二本振、限幅中放、鑒頻器、靜噪電路等功能單元，只需外接較少元件，就可以組成一部性能優(yōu)良的調(diào)頻接收機。“MC3361”電路具有外接元件少、接收靈敏度高、靜態(tài)功耗小、工作電壓寬、等特點，深受各通信設備生產(chǎn)廠家歡迎。90年化中期生產(chǎn)的FM接收機中，大多采用此芯片。雖然以后摩托羅拉公司又開發(fā)出了一系列接收芯片電路但均是在“MC3361”的基礎上增加各種功能而設計的，所以“MC3361”是有代表性的雕接收電路。“MC3361”產(chǎn)品出廠時有兩種封裝形式，一種是我們這次實驗中用的雙列直插式封裝，另一種是小型貼片式封裝。兩種電路的性能指標完全一致。MC3361集成電路主要電氣技術

37、指標：工作電源電壓范圍 2V12V 靜態(tài)工作電流36MA(VCC4V) 中放限幅靈敏度2pV 中放電壓增益60db(455KHz) 極限工作頻率60Hz雙列直插式封裝的MC3361的管腳如圖8示：12345678163151413121111010100101009噪聲開關電路混頻電路振蕩電路+緩沖鑒頻電路限幅高頻輸入電源負靜噪控制掃描控制靜噪輸入放大輸出放大輸入鑒頻輸出晶體回路反饋電容混頻輸出電源正中放輸入交流濾波交流濾波鑒頻線圈圖3.6 MC3361內(nèi)部框圖與管腳名稱 從圖3.6的內(nèi)部功能框圖中可以看出，該電路內(nèi)幾乎包含了FM接收電路所需的所有單元電路(高放電路除外)。 但是由于集成電路的

38、工藝、成本、體積限制，有些元件暫時還無法集成入電路內(nèi)，例如：電感元件、大容量電容、較高或較低阻值的電阻、諧振品體、聲表器件等元件。盡管非線性集成電路在應用時，還必須外接部分元件才能完成電路要求的功能。但和全分立元件組成的電路來比，無論從積體、功耗、電壓范圍、接收靈敏度、電氣性能一致性等方面，已經(jīng)有了很大的技術進步。目前高頻電路集成化，已是大勢所趨。隨著今后技術、材料、工藝的進步，將不斷會有頻率更高。功能更全，集成規(guī)模更大的高頻電路問世。目前己有工作頻率在24GHz的高頻電路問世。 圖3.7是采用“MC336l”組成的二混頻、中放電路、鑒頻電足各原理圖：從圖中可以看出，接收機所需的大部分電路均由

39、集成電路替代，除了大容量電容、電感電圈、石英品體等元件是PN結無法合成的。只好作為外接元件來處理。 圖3.7 二混頻、中放、鑒頻、靜嗓電路3.7 靜噪電路從電路圖中可以看到“MC336l”的第9腳至第13腳，外接電路比較復雜，所用元件也比較多。這是因為一般的對講機必須要有靜噪處理電路，而靜噪電路的類形較多，所以集成電路僅在內(nèi)部預置了兩級運算放大器電路，應用時可根據(jù)電路要求自行外接元件。 本實驗中是用二級運放組成了一個高通(音頻高端)有源濾波器和電壓比較器。它的任務是將高于音頻范圍(6KHz以上)的自噪聲信號選出，同時進行交流電壓放大。并將經(jīng)過放大后的噪聲電壓進行倍壓檢波、濾波處理。經(jīng)過以上處理

40、后，我們就會得到一個正比于噪聲信號的直流電壓。然后再用此直流電壓去控制音頻放大器電源的通斷。 從而保證當接收機沒有收到呼叫信號時能保持靜音，同時由于音頻放大級電源斷開，也較好的節(jié)省了電能。圖3.8 MC3361靜嗓電路原理圖圖3.8 是展開后的靜噪控制電路的全部電路圖：其中9-13是指MC3361的管腳。從圖3.8可明顯的看出，MC3361鑒頻后的信號，從第9腳輸出，通過由C32、R23、C35、R24組成的L型濾波器濾波后分為兩路輸出。一路經(jīng)R24、C36送至音量電位器Wl 。另一路經(jīng)C38送至靜噪調(diào)整電位器W2。 由于送至W2的信號中含有噪聲信號的高頻份量，將這些噪聲送至由T1組成的帶通放

41、大器進行電壓放大、使放大后的噪聲電壓具有一定幅值，經(jīng)由D3、D4倍壓檢波后得到一個直流電壓值。再將此電壓送至后級由T2組成的電壓比較器進行電壓比較。一但反栩輸入電壓高于同相端的電壓值(25V)，比較器的輸出端電平就會出現(xiàn)翻傳，由“0”變?yōu)椤?”，去控制三極管Q6和Q7由導通變?yōu)榻亟袛嘁纛l電路電源。從而完成從信號采樣、嗓聲濾波、噪聲放大、檢波、電壓比較、電源控制的全過程。 本實驗中是采用斷開音頻功放級的電源來實現(xiàn)靜噪的。實現(xiàn)控制靜嗓的方法利電路形式很多，可根據(jù)實際情況采用不同的電路形式來完成靜嗓任務要求。3.8音頻功放電路前面我們己經(jīng)全面的了解了接收機電路。從射頻信號的接收。到音頻信號解調(diào)的

42、全過程。但是以上所有信號的傳輸和處理，都是以電壓信號的處理方式進行的。要想得到我們能夠識別的聲訊信號，還必需將信號進行電聲轉抉。 由于從鑒頻器得到的信號，電壓幅度小、信號徽弱，不能直接推動揚聲器發(fā)音。所以必需對音頻信號進行功率放大，以滿足我們的聽覺要求。 隨著電子技術的發(fā)展，人們早己不再使用器等元件組成老式的甲類、乙類音頻功放電路了。取而代之的是各種各樣的音頻功放集成電路。針對不同用途、不同功率(01W一100W)的音頻功放電路和模塊，市場上均可以買到。本電路就是采用小功率、低電壓、音頻功放電路“LM386”。該電路具有靜態(tài)功耗低、寬工作電壓、寬頻帶、體積小等特點。是目前應用鮭最人的小功率音頻

43、功放電路。它的主要指標參數(shù)如下：工作電源電壓3V12V靜態(tài)工作電流3MA(VCC=4V)最大輸出功率660MW交流電壓增益20倍一200倍信號失真度 02 LM386的管腳排列與功能如圖3.9所示LM386876351234圖3.9 LM386的管腳分布管腳名稱及介紹如下： 腳 1：增益1 腳5：輸出腳 2：反相輸入 腳6：VCC腳 3：同相輸入 腳7：濾波腳 4：地 腳8：增益2LM386音頻功放標準電路圖如圖3.10所示圖3.10 LM386音頻功放標準電路圖LM386音頻功放本接收機應用電路圖如圖3.11所示圖3.11 LM386音頻功放本接收機應用電路圖 LM386的交流電壓增益是可以

44、外接元件調(diào)整的，管腳l、8之間，為調(diào)整腳。只需在1、8腳之間一個10 u f的電容和一個22k的電位器，就可以控制放大器的電壓增益在26db一一46db之間變化。如果對增益要求不高，也可以將1、8腳旋空不接，這時放大器為最小放人值約26db。電路的4、6腳是電源供給腳，4腳接地、6腳是供電端、電壓不得高于+12V，否則會造成電路損壞。2、3腳是音頻信號輸入端。既可以選同相輸入。也可以選反相輸入。使用時只需將不使用的輸入端接地即可。 5腳是功率輸出端，使用時必需串接一個隔直電容再連接啦叭串聯(lián)電容一般選擇47u F-470 u F，電容越大，低音效果越好。啦叭的阻抗可選擇4歐姆一32 歐姆的小型揚

45、聲器，嚴防啦叭出現(xiàn)短路，否則會因為過功耗燒壞電路。 7腳為高頻交流濾波端，可以根據(jù)需要選用100P10 u F的濾波電容。3.9直流穩(wěn)壓源電路穩(wěn)壓電路是為了防止電路在電池電壓發(fā)生波動時，影響整機電路工作而附設的電路。對于集成電路的來講，由于其有較寬的電壓適應范圍所以電壓的波動對其影不大。而分立元件、例如三極管。對電源電壓的波動，就比較敏感，嚴重時，可能造成局部電路不能正常工作。 圖3.12 A 是本機的直流穩(wěn)壓電路原理圖，從圖中可以看出，該電路所能提供的功率不大，這是因為電路中要求必須穩(wěn)壓供電的電路只有一小部分，還有大多數(shù)電路對電壓的穩(wěn)定度要求并不高，可以不經(jīng)過穩(wěn)壓直接由電池供電。圖3.12

46、B中可以看出，穩(wěn)壓二極管的反向電壓，一但達到穩(wěn)壓管的額定電壓時，穩(wěn)壓二極管將會出現(xiàn)現(xiàn)崩式導通效應，從而將電壓力鉗在額定值上。 我們利用穩(wěn)壓二極管的電壓鉗位特性，只需加上一級電流放大調(diào)整三極管，就可以完成對電源的穩(wěn)壓要求。圖3.12 串聯(lián)直流穩(wěn)壓電路與穩(wěn)壓管的VA特性第四章 接收機電路的調(diào)試與檢測： 和別的其它電路系統(tǒng)一樣，對講機電當焊接安裝完畢后，也必須經(jīng)過電路參數(shù)調(diào)整，才能到所要求的設計指標。調(diào)試的目地是，要使各單元的電路工作在最佳狀態(tài)下，最大限度的提高電路效能，提高整機的系統(tǒng)電氣指標參數(shù)。4.1 輸入回路、高頻放大級的調(diào)整 高放級是決定整機接收靈敏度與選擇性的關鍵電路，所以我們調(diào)試時主要的

47、任務是，盡可能的提高這一級電路的高頻電壓增益，提高靈敏度。準確的調(diào)整LC選頻回路，使fo以外的干擾頻率盡可能的被衰減，保證接收電路的信號選擇性。調(diào)試時的測試點如圖4.1所示：圖4.1高放級調(diào)整、檢測點圖 高放電路的調(diào)試儀器，可采用掃頻儀，由于掃頻儀既有信號輸出端，可為高效級提供輸入信號，又有信號輸入端(檢波頭)，可將經(jīng)高放級放大后的信號。送至掃頻掃觀察幅頻特性。用掃頻儀可以直接觀察到放大器的，增益量、工作頻帶寬度。使用起來比較直觀方便。也可以使用高頻信號源和示波器配合，來調(diào)整高放電路。只是使用起來略感不方便。 由于該部分電路工作在高頻段所以調(diào)整磁芯時需要使用無感羅絲刀，避免金屬感應而造成的調(diào)整

48、誤差。調(diào)整各點，只需在輸出端觀察劍的中心頻率波形幅值最人，帶寬適中，帶外衷減量最大，即可認為以調(diào)整至最佳點。本級電路應有1420db的電壓增益。4.2 第一本振與第一混頻電路的調(diào)整混頻電路的作用是將前級送來的高頻信號，經(jīng)過頻率變換后，變成為一個頻率較低的中頻信號。本機是采用兩次混頻的外差式電路。第一中頻的中心頻率是，107MHz、第二中頻是455KHz。 由于一混頻后的二混頻電路，將對一中頻信號再次進行混頻處理，將中頻信號頻率降低為455KHz，而集成電路“MC336l”中的中放電路、鑒頻電路，只針對中頻信號進行處理，而不會對其它頻率的信號反應。所以混頻電路1：作不正常時，將會導致整個接收電路

49、不能工作。由此?？梢钥闯龌祛l電路在接收機中的重要性。圖4.2混頻電路調(diào)試示意圖混頻電路主要分兩部分電路組成。即：本機振蕩電路和三極管混頻電路。其中本振電路的調(diào)整和三點式振蕩器的調(diào)整相同，在這里就不在重復了。由于振蕩器采用的是晶振穩(wěn)頻，所以頻率不能變動，但是通過微調(diào)C18的容量，還是可以微量的改變振蕩頻率，變化量約為正負23KHz。如圖4.2所示。 混頻管Q1采用的是雙柵場效應高頻管，所以輸入的高頻信號fo與本振信號F1互不干擾，如果兩路輸入信號均在要求的范圍內(nèi)，那么在中周變壓器B1的次級回路里就應該感應到107MHz的一中頻電壓波形。調(diào)整中周變壓器B1的磁芯，可以使輸出的一中頻波形幅值達到最大

50、值。這時就可以認為，一混頻電路的諧振點己完成了基本調(diào)諧。要想更進一步的調(diào)諧準確，應將示波器接至二中頻輸出端(MC3361第5腳)。重復調(diào)整直至波形幅度最大時為準。這里需要說明，本振信號的注入強度，直接影響到混頻電路的變頻效率。所以注入到混頻管的本振信號要適中。一般情況下本振注入幅度應在200MV-400MVpp值之間為宜。調(diào)整時可根據(jù)中頻的輸出波形情況改變阻尼電阻R4的阻值，以保證中頻信號幅度值最大。 調(diào)整時高頻信號源的輸出應選擇為， 輸出幅度l5MV、載波(無調(diào)制)狀態(tài)為宜。4.3 二混頻、中放、鑒頻電路的調(diào)整 二混頻、中放、鑒頻電路的大部分功能，均由集成電路“MC3361”米完成。外圍可調(diào)

51、整的器件很少，B3鑒頻線圈磁芯，是需要調(diào)諧的點之一。二混頻電路能否正常工作主要看二本振是否起振。一般情況下，只要焊接無誤，元件正常，無需調(diào)整，電路就能正常工作。二中頻的中心頻率點是455KHz，它是由一中頻的10.7M信號和二本振主頻10245MHz差頻而產(chǎn)生的信號經(jīng)過三端陶瓷濾波器進行濾波處理后，送至“MC3361”內(nèi)部的中放電路進行限幅電壓放大，該中放電路的電壓增益為6570db，放人后的信號經(jīng)鑒頻器解調(diào)后，還原出音頻信號，從“MC3361”第9腳輸出。圖4-3是中放電路調(diào)整點示意圖如圖4-3所示：這一部分電路的主要調(diào)整點是，鑒頻器的正交鑒頻線圈B3的諧振點。當用高頻信號源，將調(diào)制頻率為1

52、KHz的FM高頻信號(15MV)輸入到接收機的天線輸入端時。用示波器可以在“MC3361”9腳檢測到解調(diào)后的lKHz音頻信號波形。調(diào)整B3磁芯。使9腳音頻波形幅度最大，且沒有明顯的失真現(xiàn)象。如出現(xiàn)失真，應減小輸入信號。調(diào)整中，應不斷的根據(jù)9腳輸出音頻信號的強度，減小輸入高頻信號的電壓。直至輸出的音頻信號中出現(xiàn)明顯的噪聲電壓為止。此時的高頻信號源輸出電壓值，就是接收機的限噪接收靈敏度值。圖4.3 第二混頻、中放、鑒頻電路調(diào)整點示意圖4.4 靜噪電路、音頻功效電路的調(diào)整 靜噪電路是對講機電路的特有部分，它的主要任務是，當接收機處在待機(沒有被呼叫)狀態(tài)時，切斷音頻電路。使接收機保持安靜待機狀態(tài)避免

53、噪聲。 當接收機電路工作時，它會將空間中處在主頻內(nèi)的，微弱的白噪聲干擾信號進行放大處理，最后在接收機的鑒頻輸出端9腳輸出。當有信號呼叫時，由于呼叫發(fā)射機的載波信號較強，抑制了噪聲信號，經(jīng)過放大、鑒頻后在輸出端9腳輸出的是解調(diào)后的純音頻信號。 由于靜噪電路是在無信號狀態(tài)下才開始工作的，所以調(diào)整噪聲控制閥值時，應在輸入信號為0V時進行調(diào)整。當調(diào)整靜噪控制電位器W2時。觀察低放電源開關Q6管的通斷，當Q6出現(xiàn)關斷時，這時W2的位置就是靜噪臨界點，這樣既可以兼顧到接收靈敏度，又能保證靜噪電路正常工作。靜噪電路一般情況下，只要元件焊接無誤，都能正常T作。如果出現(xiàn)調(diào)整W2電位器全程，仍無法關斷低放電源的情況，就應該檢查元件是否有錯焊，或者損壞。當對講機正常使用時，應根據(jù)不同的環(huán)境噪聲調(diào)整W2靜噪電位器，使靜噪電路保持臨界狀態(tài)，以保證接收機的接收靈敏度。當靜噪電路工作在過觸發(fā)狀態(tài)時，會