對講機(jī)的設(shè)計(jì)

1、一、前言在現(xiàn)代通信中，對講機(jī)是一種近距離的、簡單的無線傳輸通信工具。隨著社會的發(fā)展，對講機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，它主要用于短距離聲音的傳輸，經(jīng)常被用在公安、酒店、賓館、旅游、建筑場地等小范圍移動通信工程中。對于我們通信工程專業(yè)的學(xué)生而言，明白對講機(jī)的工作原理是非常必要的。本JC986A型對講機(jī)是一款專用的對講機(jī)，發(fā)射頻率是49.8MHZ，2套對講機(jī)構(gòu)成一對，使用時(shí)用9V電池。電路簡潔，整機(jī)制作比較容易，裝配成功率高，具有遙控距離遠(yuǎn)，聲音大等特點(diǎn)。它是由接收部分和發(fā)射部分組成。接收部分采用直接接收的方式，采用LC振蕩電路檢波，檢波后音頻信號再由低頻放大器放大，最后由耦合電容推動揚(yáng)聲器發(fā)聲；發(fā)射時(shí)，由

2、揚(yáng)聲器講話音信號變成電信號后，再經(jīng)低頻放大電路、調(diào)制電路，最后將已調(diào)波從天線發(fā)送出去。 關(guān)鍵詞：通信、對講機(jī)、焊接、調(diào)試 二、技術(shù)指標(biāo)本套件用的是DIP插件，電路板較緊湊，要求制作者細(xì)心，認(rèn)真。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，使發(fā)射效率和對講距離大大提高。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、輸出功率大等優(yōu)點(diǎn)。只要按要求裝配無誤，裝好后稍加調(diào)試即可，無需統(tǒng)調(diào)，是學(xué)習(xí)電子技術(shù)的理想套件。它既能相互對講，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通訊方式：同頻單工工作電源電壓范圍：9V；電池供電電壓：9V對講距離：100米 三、總體原理框圖及原理

3、說明在現(xiàn)代通信中，對講機(jī)是一種近距離的、簡單的無線傳輸通信工具。目前，它廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、保安、野外工程等小范圍移動通信工程中。本對講機(jī)采用半雙工工作方式。 原理框圖如圖3所示：音頻放大調(diào)制電路高頻放大收發(fā)帶通濾波器振蕩器電源發(fā)射接收選頻放大混頻電路中放電路解調(diào)電路音頻放大本振圖3整體原理框圖 本對講機(jī)采用半雙工工作方式。它的工作原理是，將話筒收到的微弱音頻信號進(jìn)行電壓放大，并將放大后的交流電壓經(jīng)過檢波電路檢波整流后，得到一個(gè)直流電平信號，用其控制電子開關(guān)去切換收發(fā)電路工作狀態(tài)，完成對講機(jī)的收發(fā)轉(zhuǎn)換過程。 三極管Q1和耦合可調(diào)電感線圈T1，電容器C4，C2等組成振蕩電路，產(chǎn)生頻率約為49.8MH

4、Z的載頻信號。Q2,Q3,Q4,Q5和相關(guān)電阻電容等組成低頻放大電路。揚(yáng)聲器SP兼做話筒使用。電路工作在接收狀態(tài)時(shí)，將收、發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于接收位置（默認(rèn)狀態(tài)為接收），從天線ANT接收到的信號經(jīng)天線匹配電感L1，在經(jīng)可調(diào)耦合電感線圈T1,電容器C4,C2，高頻三極管Q1及T1次線圈等組成的檢波電路進(jìn)行檢波。檢波后的音頻信號，經(jīng)T1次級線圈中心抽頭耦合到低頻放大器的輸入端，經(jīng)放大后由電容器C17耦合推動揚(yáng)聲器SP發(fā)聲。 電路工作在發(fā)信號狀態(tài)時(shí)，S2是收，發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)（復(fù)位開關(guān)），按下置于“發(fā)信”狀態(tài)，由揚(yáng)聲器將話音變成電信號后由電容器C17耦合到Q2,Q3,Q4,Q5和相關(guān)電阻電容等組成低頻放大電路放

5、大后，經(jīng)耦合可調(diào)電感的中心抽頭將信號加到震蕩管Q1進(jìn)行信號調(diào)制，使該管的bc結(jié)電容隨著語音信號的變化而變化，實(shí)現(xiàn)了調(diào)制功能，并將已調(diào)波經(jīng)T1及L1從天線發(fā)射出去。四、單元電路設(shè)計(jì)與仿真4.1單元電路的設(shè)計(jì)4.1.1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(lì)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。原理圖如圖4-1所示 圖4-1發(fā)射原理圖4.1.2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(zhuǎn)換電路和帶通濾波器后進(jìn)行射頻放大，在經(jīng)過帶通濾波器，進(jìn)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

6、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(jìn)一步消除鄰道的雜波信號。濾波后的第一中頻信號進(jìn)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(gè)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(jìn)入音量控制電路和功率放大器放大，驅(qū)動揚(yáng)聲器，得到人們所需的信息。原理圖如圖4-2所示：圖4-2接收原理框圖4.1.3調(diào)制信號及調(diào)制電路人的話音通過麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換成音頻的電信號，音頻信號通過放大電路、預(yù)加重電路及帶通濾波器進(jìn)入壓控振蕩器直接進(jìn)行調(diào)制。4.1.4信令處理CPU產(chǎn)生CTCSS/DT

7、CSS信號經(jīng)過放大調(diào)整，進(jìn)入壓控振蕩器進(jìn)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(jìn)行濾波整形，進(jìn)入CPU，與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，將其結(jié)果控制音頻功放和揚(yáng)聲器的輸出。即如果與預(yù)置值相同，則打開揚(yáng)聲器，若不同，則關(guān)閉揚(yáng)聲器。4.1.5電源控制CPU控制在不同狀態(tài)時(shí)，送出不同的電源接收電源：正常處于間歇工作方式，以保證省電發(fā)射電源：發(fā)射時(shí)才有電CPU 電源：穩(wěn)定的電源 圖4-3 整體電路圖在整體電路圖（圖4-3）中三極管Q1和耦合可調(diào)電感線圈T1、電容器C4、C2等組成振蕩電路，產(chǎn)生頻率約為49.8MHz的載頻信號。Q2 Q3 Q4 Q5和相關(guān)電阻電容等組成低頻放大電路。揚(yáng)聲

8、器SPK1兼作話筒使用。電路工作在接收狀態(tài)時(shí)，將收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“接收”位置(默認(rèn)狀態(tài)為接收)，從天線ANT1接收到的信號經(jīng)天線匹配電感L1、再經(jīng)可調(diào)耦合電感線圈T1、電容器C4、C2及T1次級線圈等組成的檢波電路進(jìn)行檢波。檢波后的音頻信號，經(jīng)T1次級線圈中心抽頭耦合到低頻放大器的輸入端，經(jīng)放大后由電容器C17耦合推動揚(yáng)聲器SPK1發(fā)聲。電路工作在發(fā)信狀態(tài)時(shí)，S2收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)按下置于“發(fā)信”位置，由揚(yáng)聲器將話音變成電信號后由電容器C17耦合到Q2 Q3 Q4 Q5和相關(guān)電阻電容等組成低頻放大電路放大后，經(jīng)耦合可調(diào)電感的中心抽頭將信號加到振蕩管Q1進(jìn)行信號調(diào)制，使該管的bc結(jié)電容隨著話音信號的變

9、化而變化，而該管的bc結(jié)電容是并聯(lián)在T1次級兩端的，所以振蕩電路的頻率也隨之變化，實(shí)現(xiàn)了調(diào)制的功能，并將已調(diào)波經(jīng)T1及L1從天線發(fā)射出去。三極管Q1和耦合可調(diào)電感線圈T1，電容器C4，C2等組成振蕩電路，產(chǎn)生頻率約為49.8MHZ的載頻信號。Q2,Q3,Q4,Q5和相關(guān)電阻電容等組成低頻放大電路。揚(yáng)聲器SP兼做話筒使用。電路工作在接收狀態(tài)時(shí)，將收、發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于接收位置（默認(rèn)狀態(tài)為接收），從天線ANT接收到的信號經(jīng)天線匹配電感L1，在經(jīng)可調(diào)耦合電感線圈T1,電容器C4,C2，高頻三極管Q1及T1次線圈等組成的檢波電路進(jìn)行檢波。檢波后的音頻信號，經(jīng)T1次級線圈中心抽頭耦合到低頻放大器的輸入端，經(jīng)

10、放大后由電容器C17耦合推動揚(yáng)聲器SP發(fā)聲。電路工作在發(fā)信號狀態(tài)時(shí)，S2是收，發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)（復(fù)位開關(guān)），按下置于“發(fā)信”狀態(tài)，由揚(yáng)聲器將話音變成電信號后由電容器C17耦合到Q2,Q3,Q4,Q5和相關(guān)電阻電容等組成低頻放大電路放大后，經(jīng)耦合可調(diào)電感的中心抽頭將信號加到震蕩管Q1進(jìn)行信號調(diào)制，使該管的bc結(jié)電容隨著語音信號的變化而變化，實(shí)現(xiàn)了調(diào)制功能，并將已調(diào)波經(jīng)T1及L1從天線發(fā)射出去。4.2仿真電路4.2.1接收電路的仿真1、總電路的仿真圖（圖4-4）圖4-4 總電路的仿真圖 圖4-5提供的輸入信號設(shè)置參數(shù)圖4-6喇叭端最終的獲得的信號天線接收49.8MHZ的正弦波時(shí)喇叭端獲得一個(gè)直線段的放大

11、信號，幅度如圖4-6：2.502V，足以推動喇叭發(fā)聲。2、單元電路的仿真（1）天線接收與鑒頻網(wǎng)絡(luò)的仿真電路 圖4-7天線接收與鑒頻網(wǎng)絡(luò)的仿真電路圖4-8鑒頻后的輸出信號 鑒頻后的輸出信號（如圖4-8）為一個(gè)正弦波有效值29.892mV。圖4-9頻率計(jì)的示數(shù)如圖4-9中該結(jié)果顯示對應(yīng)的接收電路與鑒頻電路的頻率均為49.8MHZ左右。 圖4-10 Q1的三個(gè)端口的直流工作電壓 說明Q1工作在放大區(qū)（2）后續(xù)處理的電路仿真圖（圖4-11）圖4-11 處理后的電路仿真圖圖4-12在喇叭端的到一條直線波形這就是推動喇叭發(fā)聲的信號，幅值：2.526V4.2.2發(fā)射電路的仿真電路（圖4-13） 圖4-13發(fā)

12、射電路的仿真電路圖4-14天線發(fā)射端所測得信號在圖4-14中技術(shù)參數(shù)為：發(fā)射頻率50MHZ左右；1、發(fā)射電路單元電路仿真（1）信號源部分（圖4-15、圖4-16、圖4-17） 圖4-15信號源電路圖4-16示波器下的波形圖4-17參數(shù)設(shè)置（2）音頻信號放大部分（圖4-18、圖4-19）圖4-18音頻放大電路部分仿真圖4-19經(jīng)過放大之后的輸出信號波形 在圖4-19中電壓值已經(jīng)到了290mV。上面的電路的輸出波形用于調(diào)頻發(fā)射（3）調(diào)制反射部分電路仿真（圖4-20、圖4-21、圖4-22）圖4-20調(diào)制反射部分電路圖4-21 Q1的三個(gè)管腳的電壓值從圖4-21中知道該三極管工作在放大區(qū)圖4-22輸

13、出結(jié)果波形電壓已經(jīng)到達(dá)5V左右，足以供天線使用。五、安裝與調(diào)試所有的器件以立式插裝，較緊貼電路板，不要掉的過高。電解電容器、三極管插裝時(shí)注意極性。焊接好的器件不要折斷了，就立式放置。電路板上跳線J1用焊接電阻后剪下的金屬線代替，還需一金屬線把撥動開關(guān)的上端與電路板上（SW1）處連接起來。套件中6條導(dǎo)線，分別是按如下連接方式接入電路中：120毫米長的導(dǎo)線：電池負(fù)極到電路板（GND）處；100毫米長的導(dǎo)線：電池正極到電路板（VDD+）處；2根80毫米長的導(dǎo)線：揚(yáng)聲器的兩端到電路板（SPK2）處；2根50毫米長的導(dǎo)線：一根是天線接線耳到L1的一端；一根是撥動開關(guān)中間端到電路板（SW2）處。 把天線黑

14、色套管旋轉(zhuǎn)裝到彈簧天線上，用螺絲將接線耳與彈簧天線固定在塑料前殼中，并焊接導(dǎo)線與電路板上L1處。2套套件焊接完后，認(rèn)真檢查無錯(cuò)誤后，可接入9V疊層電池，旋轉(zhuǎn)撥動開關(guān)紐，可以使電路通電工作，不按到復(fù)位按紐，電路處于“接收”狀態(tài)，揚(yáng)聲器起“電”轉(zhuǎn)化為“聲”的作用，可以聽到“絲絲”的聲音；把另外一套的復(fù)位按紐按下，使其工作在“發(fā)信”狀態(tài)，這時(shí)揚(yáng)聲器起“聲”轉(zhuǎn)化為“電”的作用，把2套的對講機(jī)的天線平行靠近，用無感起子輕輕微調(diào)可調(diào)電感T1的磁芯，使接收機(jī)的“嘟嘟”嘯叫聲最大，即兩者的發(fā)射、接收頻率一致。然后，2套互換按同樣的方式微調(diào)可調(diào)電感T1的磁芯，保證兩者的發(fā)射、接收頻率一致。這樣的過程要相互微調(diào)幾

15、次（包括拉開距離調(diào)試），保證2套之間對講距離最遠(yuǎn)，聲音最清晰。 調(diào)試成功后，裝好“撥動開關(guān)塑料旋鈕”和“復(fù)位開關(guān)塑料鈕”，用2顆螺絲固定電路板于前殼中，清理好導(dǎo)線，用5顆螺絲將前、后蓋固定。 使用時(shí)，打開電池盒蓋，裝上9V電池，旋轉(zhuǎn)撥動開關(guān)紐，可以讓電路通電工作，平時(shí)電路是處于“接收”狀態(tài)，按下復(fù)位按紐，電路處于“發(fā)信”狀態(tài)。如果安裝后，通電沒有“絲絲”的聲音，請認(rèn)真檢查電源線、揚(yáng)聲器線、元?dú)饧扔袥]有錯(cuò)焊、短路等故障，檢查一定要細(xì)心。 5.1接收部分的調(diào)整首先用萬用表100mA電流檔（其它檔也行，只要50mA檔即可）的正負(fù)表筆分別跨接在地和K的GB-之間，這時(shí)的讀數(shù)應(yīng)在1015mA左右，這時(shí)

16、打開電源開關(guān)K并將音量開到最大，再細(xì)調(diào)雙聯(lián)，這時(shí)應(yīng)收得到廣播電臺，若還收不到電臺應(yīng)檢查有沒有元件插錯(cuò)，印刷電路板有沒有短路或開路，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(jī)只要裝配無誤可實(shí)現(xiàn)一裝響。排除故障以后找找一臺標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)頻收音機(jī)，分別在低端和高端收一個(gè)電臺，并調(diào)整被調(diào)收音機(jī)L4的松緊度，使被調(diào)收音機(jī)也能收到這兩個(gè)電臺，那么這臺被調(diào)收音機(jī)的頻率覆蓋就調(diào)好了。如果在低端收不到這個(gè)電臺，說明應(yīng)增加L4的匝數(shù)，在高端收不到這個(gè)臺，說明應(yīng)減少L4的匝數(shù)，直至這兩個(gè)電臺都收到為止。調(diào)整時(shí)注意用無感起子或牙簽、牙刷柄（處理后）撥動L4的松緊度。當(dāng)L4撥松時(shí)，這時(shí)的頻率就增高，反

17、之則降低，注意調(diào)整前請將頻率指示牌貼好，使整個(gè)圓弧數(shù)值都能在前蓋的小孔內(nèi)看到。5.2發(fā)射部分的調(diào)整首先將一臺標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)頻收音機(jī)的頻率指示調(diào)在100MHz左右，然后將被調(diào)的發(fā)射部分的開關(guān)K1按下，并調(diào)節(jié)L1的松緊度，使標(biāo)準(zhǔn)收音機(jī)有嘯叫，若沒有嘯叫則可將距離拉開0.20.5米左右，直到有嘯叫為止，然后再拉開距離對這駐極體講話，若有失真，則可調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)收音機(jī)的調(diào)臺旋鈕，直到消除失真，還可以調(diào)整L2和L3的松緊度，使距離拉得更遠(yuǎn)，信號更穩(wěn)定。若要實(shí)現(xiàn)對講，請?jiān)谘b一臺本套件并按同樣的方法進(jìn)行調(diào)試，對講頻率可以自己定，如88MHz、98MHz、108MHz這樣可以實(shí)現(xiàn)互相保密也不至于相互干擾。這樣一臺自己親自

18、動手制作的對講機(jī)就實(shí)現(xiàn)了。在調(diào)試和使用對講機(jī)過程中，如出現(xiàn)故障，不能正常工作，則應(yīng)先檢查電源電壓是否正常，元件有無焊錯(cuò)或損壞，各跳線是否聯(lián)接可靠，如無問題，可先用萬用表對各三極管、集成電路的電壓進(jìn)行檢測，看有無異常。如有異常，則應(yīng)檢查故障原因，尋找故障元件。如各點(diǎn)電壓正常，則可按已述調(diào)試方法，重新調(diào)試。 3、問題處理如果安裝后，通電沒有聲音，就要認(rèn)真檢查電源線、揚(yáng)聲器線、元器件等有沒有錯(cuò)焊、虛焊、短路等問題。當(dāng)檢查到有兩點(diǎn)焊接到一起的時(shí)候，用電烙鐵將上面的焊錫溶化用固定的工具吸掉，然后重新焊接；當(dāng)檢查到有虛焊是仔細(xì)將它焊牢；當(dāng)檢查到電源連接線、揚(yáng)聲器連接線沒有焊牢時(shí)繼續(xù)將它們焊牢。在調(diào)試時(shí)如果

19、只能發(fā)送不能接收則檢查接收電路，用萬用表逐點(diǎn)測試找出錯(cuò)誤點(diǎn)并改正；如果只能接收不能發(fā)送則檢查發(fā)送電路，用萬用表逐點(diǎn)測試找出錯(cuò)誤點(diǎn)并改正。如果既不能發(fā)送也不能接收上面兩部分都要照做。最后在驗(yàn)證對講機(jī)的性能時(shí)，也應(yīng)該考慮外界環(huán)境因素的影響，天氣、地形、建筑物、電磁干擾等都會影響信號的場強(qiáng)和覆蓋范圍。當(dāng)電池電量不足時(shí)，通話質(zhì)量也會變差，嚴(yán)重的會有噪聲初相，影響正常通話。六、心得體會 通過此次試驗(yàn)，鞏固了理論知識，在實(shí)踐中了解了具體實(shí)驗(yàn)電路的用法，將所學(xué)到的高頻知識應(yīng)用于具體電路的過程，增強(qiáng)了我的動手操作的能力。 使我們熟悉電子元件及電路安裝， 培養(yǎng)我們的實(shí)際動手能力，親身體會實(shí)際操作中遇到的問題，并

20、通過思考來加深對原理的深刻認(rèn)識，使我們的理論知識與實(shí)踐充分地結(jié)合。本以為簡單的實(shí)習(xí)制作應(yīng)該沒有難度，可是當(dāng)自己親自動手弄的時(shí)候，問題就開始一個(gè)接著出現(xiàn)，通過自己所查的資料，一個(gè)個(gè)解決了遇到的問題。由于電路板較小兩個(gè)焊點(diǎn)的距離較近，很容易在焊接的過程中將兩點(diǎn)焊在一起導(dǎo)致部分電路短路。所以焊接時(shí)一定要小心。在此課程設(shè)計(jì)期間我們翻閱了很多資料并進(jìn)行了仔細(xì)探討，經(jīng)過我們的商議確定方案，最終完成了對講機(jī)的焊接與安裝。在調(diào)試過程中，有可能出現(xiàn)不能發(fā)送和接收的情況，也可能出現(xiàn)只能發(fā)送不能接收或者只能接收不能發(fā)送的情況，要根據(jù)實(shí)際情況分析應(yīng)該是哪部分電路出現(xiàn)了問題，再細(xì)心的檢查排錯(cuò),使電路完整工作。這次的課程

21、設(shè)計(jì)也讓我看到了個(gè)人力量的渺小，我認(rèn)為一個(gè)人工作是很艱難的工作，自己犯了錯(cuò)誤是很難發(fā)現(xiàn)的，只有等到做完在同學(xué)們檢查以后才知道還有許多不足之處。 總之，這次的課程設(shè)計(jì)學(xué)到了很多知識，再一次認(rèn)識到理論與實(shí)踐聯(lián)系的重要性。最后，感謝我的同學(xué)，感謝我的老師，感謝你們的幫助。七、參考文獻(xiàn) 1 張肅文，高頻電子線路，北京：高等教育出版社 ，2008年2 康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）,北京：高等教育出版社，2006年3 樊昌信 曹麗娜，通信原理,北京：國防工業(yè)出版社，2007年4 謝嘉奎主編.電子線路.第四版.高等教育出版社，2000年5 孫蓓、忠義. 電子工藝實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ).化學(xué)工業(yè)出版社，2007年.6 李民樂等