收音机对讲机设计与实现

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1、word对讲机报告24 / 28目 录摘 要2Abstract3第一章 绪论41.1 研究目的41.2 研究意义41.3 章节安排5第二章 根底技术62.1 protel DXP62.1.1 简介62.1.2 使用说明62.2 对讲机根本组成7第三章 总体方案设计83.1 工作原理83.1.1 原理框图83.1.2 工作原理83.2 设计方案9第四章 对讲机硬件设计104.1 单片窄带调频接收电路MC3361104.2.1 混频12134.3 调频发射电路MC283314第五章 对讲机安装与调试165.1 对讲机的安装过程165.2.2 安装提示165.2.3 测试与调整165.3 制作过程1

2、7第六章 总结与展望20第七章 谢辞21附件摘 要随着现代社会的不断开展进步，对讲机作为人人皆知的通信设备早已出现在我们的日常生活中。虽然时代不断进步，前人的经验总是值得我们学习的，本报告主要介绍的是安装与调试对讲机的过程。对讲的发射局部采用两级放大电路，第一级为振荡兼放大电路；第二级为发射局部，使发射效率和对讲距离大大提高。它具有造型美观、体积小、外围元件少、灵敏度极高、性能稳定、耗电省、输出功率大等优点。它既能收到电台又能相互对讲，不断激发我们的学习兴趣。收音机的参数：调频波段88MHz108MHz；工作电源电压X围2.5V5V；静态电流13.5mA；信噪比80dB；谐波失真0.8%；输出

3、功率350mA。发射机工作电流：18mA，对讲距离50100米。本次制作过程中，遇到了许多问题，在解决问题的同时我也学到了不少关于二级放大电路的应用以与设计思路。关键词：对讲机 调频 无线 单工AbstractWith the progress of the society, inter as a known munication equipment has appeared in our daily life.Although times progress, the experience of predecessors is worthy of our learning, this repo

4、rt mainly introduces the installation and debugging process of inter.Talkback launch part adopts two stage amplifier circuit, the first level of oscillation and amplifier circuit;The second part for launch, so that the emission efficiency and greatly improve the inter distance.It has beautiful appea

5、rance, small size, less peripheral ponents, high sensitivity, stable performance, power consumption province, big output power, etc.It can receive radio to inter each other again, constantly stimulate our interest in learning.The parameters of the radio: FM band 88 MHZ to 108 MHZ;Working voltage ran

6、ge is 2.5 V 5 V;The static current 13.5 mA;SNR 80 db;Harmonic distortion 0.8%;Output power p 350 ma.Current transmitter: 18 ma, inter from 50 to 100 meters.The production process, there have been some problems, also learned a lot about the application of secondary amplifying circuit and the design t

7、rain of thought.Keywords: radio FM radio simplex第一章 绪论1.1 研究目的古时候的通信方式有蜂火台、飞鸽传书、驿站等等，主要的目地在于传送军事情报，其传输煤介主要是利用人力和物力来达成。直到“电问世后，才开始寻找通过使用电来通信的可能性。经过人们的开展，在这两百年内获得重大进步，尤其是配合电子元件的进步，使复杂、便利的通信系统得以实现，并成为日常生活中不可缺少的东西。在整个通信技术开展过程中，有些科学家作出了重要的突破性贡献。无线通信技术便逐渐获得大家的青睐。大家都希望能够透过无线通信技术，使自己不再局限于有线传输设备，进而摆脱掉上述的种种羁绊

8、。无线通信技术主要就是利用无线电波取代传统的传输线路(例如：铜线，双绞线、光纤等)，通过适当的技术，我们可以将低频的信息加在高频的载波之上，这就是我们所谓的调制Modulation，而相反地，自高频的载波中将信息取出的技术，我们把它称之为解调(Demodulation)，而这个可以用来发射的高频载波，便称之为射频 (简称RF)。通过改变载波的波长、振幅、频率，我们就可以利用载波来表示信息。因此对讲机的问世，无疑为人们的生活带来了极大地方便，现在在大型商场里仍然存在对讲机，我们在电影里也可以看到使用对讲机的这种场景。 研究意义无线对讲机技术是很多无线移动通信技术的根底，目前运用比拟广泛的是蜂窝式

9、移动 技术，就是在无线双工对讲的根底上，开展起来的新兴现代通信技术。很好地熟悉掌握无线对讲机内部电路的工作原理和测试与调整技术，对今后从事通信工程领域的技术工作，无疑是十分重要的。调频对讲机是通过调节频率使一组的对讲机的承受频率和发送频率与另一组对讲机的发送频率和承受频率一样，从而实现对讲机功能的无线通信工具。通过对调频对讲机的安装与调试，能对所学过的高频电路原理知识与各单元电路的电路形式，各电路的耦合方式与号传递波形和结果，有更深入的了解。同时，也对以前所学过的各类形模单元的原理，电路形式，调试方法，测量技术，整机电路统调技术等方面知识，得到全面的系统的训练。为今后从事本专业工作奠定了坚实的

10、技术根底。1.3 章节安排本报告主要分为四局部。第一局部为简单介绍对讲机使用的软件与制作的原理，第二局部为总体设计方案与构思，第三局部为对讲机的硬件设计与安装调试，第四局部为总结与谢辞，最后是附录。对讲机需要中转站和地面交换机站支持，就可以进展有效的移动通信，因此深刻受人们欢迎。目前，它广泛运用于生产、保安、野外工程等领域的小X围移动通信工程中。第二章根底技术 protel DXP 简介PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用。早期的PROTEL主要作为印制板自动布

11、线工具使用，运行在DOS环境，对硬件的要求很低，在无硬盘286机的1M内存下就能运行，但它的功能也较少，只有电路原理图绘制与印制板设计功能，其印制板自动布线的布通率也低。而现今的PROTEL已开展到DXP 2004，是个庞大的EDA软件，完全安装有200多M，它工作在WINDOWS95环境下，是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计包含印制电路板自动布线、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server客户/服务器体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD，PSP

12、ICE，EXCEL等，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100%布通率。2.1.2 使用说明在PCB局部，除了Protel2004中的多通道复制；实时的、阻抗控制布线功能；SitusTM自动布线器等新功能以外，Altium Designer 6.0还着重在：差分对布线，FPGA器件差分对管脚的动态分配， PCB和FPGA之间的全面集成，从而实现了自动引脚优化和非凡的布线效果。还有PCB文件切片，PCB多个器件集体操作，在PCB文件中支持多国语言中文、英文、德文、法文、日文，任意字体和大小的汉字字符输入，光标跟随在线信息显示功能，光标点可选器件列表，复杂BGA器件的多层自动扇出，提供

13、了对高密度封装如BGA的交互布线功能，总线布线功能，器件准确移动，快速铺铜等功能。在原理图局部，新增加“灵巧粘帖可以将一些不同的对象拷贝到原理图当中，比如一些网络标号， 一页图纸的BOM表，都可以拷贝粘帖到原理图当中。原理图文件切片，多个器件集体操作，文本筐的直接编辑，箭头的添加，器件准确移动，总线走线，自动网标选择等！ 强大的前端将多层次、多通道的原理图输入、VHDL开发和功能仿真、布线前后的信号完整性分析功能。在信号仿真局部，提供完善的混合信号仿真，在对XSPICE 标准的支持之外，还支持对Pspice模型和电路的仿真，对FPGA设计提供了丰富的IP内核，包括各种处理器、存储器、外设、接口

14、、以与虚拟仪器。2.2 对讲机根本组成1、发射局部： 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，激励放大、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。2、接收局部：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，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

15、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、调制信号与调制电路：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、预加重电路与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。即如果与预置值一样，如此打开扬声器，假如不同，如此关闭扬声器。章节小结：本章主要

16、介绍了制作对讲机使用的画图软件-protel DXP，以与该软件的使用说明。最重要的局部是对讲机的组成局部，分为四个局部：发射局部、接收局部、调制信号与调制电路、信令处理。第三章 总体方案设计 51MHz、49.7MHz无线对讲机电路，采用了双向异频和高集成度的集成块设计而成，与过去的对讲机相比，具有双向异频、集成度高、体积小、省电节能、价格廉价等优点。 工作原理3.1.1 原理框图如图1所示高放混频缓冲放大选频高放鉴频低放中放音放调频本 振本 振滤波器图1-1 原理框图3.1.2 工作原理 发信电路包括：话筒音频放大、调制、缓冲放大、选频、发射功放等局部。发信时，话音经过话筒，将声音信号转换

17、为电信号。然后经过音频放大器将其放大，再用其进展调频，使载波信号的频率按调制信号规律变化。之后已调信号经过缓冲放大器，进入选频电路，选出所需要的谐波信号。最后经过高频放大器进展信号放大后由天线发射出去。 收信电路包括：高放、混频、中放，鉴频、低放等局部。收信时，由天线接收所需信号，先经过高频放大，再进展混频，产生中频信号，中频信号经过中频放大器后，送入鉴频器进展解调，解调出音频信号。音频信号经过音频功率放大器放大后，获得所需的推动功率推动扬声器发出声响。3.2 设计方案 本电路既可以用分立元件实现，也可以采用集成电路芯片实现。由于集成电路技术已经相当成熟，故本人采用集成电路实现本设计方案。本电

18、路大体可分为三局部：调频发信电路，调频接收电路与音频功率放大电路。 调频发射电路选用常用发射芯片MC2833。MC2833是美国MOTOROLA公司同步开发无绳 和调频通信设备的FM发射系统，内置了话筒放大电路、压控振荡器和两级缓冲放大晶体管。调频接收电路选用TA7358P与MC3361芯片。TA7358P为调频前端应用,包括射频放大，第一混频，缓冲放大等电路，适用于便携式收音机或收录机. MC3361是美国摩托罗拉公司生产的单片窄带调频接收电路,主要应用于语音通信的无线接收机. 片内包含振荡电路,混频电路,限幅放大器,积分鉴频器,滤波器,抑 制器,扫描控制器与静噪开关电路. 主要应用在二次变

19、频的通信承受设备。功率放大电路采用LM386。LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。章节小结：本章主要介绍了对讲机的总体设计方案，功能原理图。通过本章节，大致了解了整个制作工作流程，对于其工作原理也有了清楚的认识。第四章 对讲机硬件设计4.1 单片窄带调频接收电路MC3361 MC3361是美国摩托罗拉公司生产的单片窄带调频接收电路,主要应用于语音通信的无线接收机，片内包含振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、滤波器、抑制器、扫描控制器与静噪开关电路。主要应用在二次变频的通信接收设备。 其主要特性如下: 低功耗(在Vcc=4.0v,mA)极限灵敏

20、度:2.6uv(-3dB)(典型值)少量的外接元件采用双列直插 16 脚塑料封装DIP16和微形的双列 16 脚塑料封装SOP16。工作频率:60MHZ(max)图2、3、4分别为MC3361单片窄带调频接收电路封装电路图、MC3361内部电路结构框图、MC3361典型应用图。图2 MC3361封装电路图图3 MC3361内部电路结构框图图4 MC3361典型应用电路MC3361单片窄带调频接收电路工作原理： MC3361的内部振荡电路与pin1和pin2的外接元件组成第二本振级，第一中频IF如果输入10.7MHZ信号从MC3361的pin16输入，在内部第二混频级进展混频，其差频为:10.7

21、00-10.245=0.455MHZ，也即455KHZ第二中频信号。第二中频信号由pin3输出，由455KHZ陶瓷滤波器选频，再经pin5送入的MC3361 限幅放大器进展高增益放大，限幅放大级是整个电路的主要增益级。pin8的外接元件组成455KHZ鉴频谐振回路，经放大后的第二中频信号在内部进展鉴频解调，并经一级音频电压放大后由pin9输出音频信号。pin12-pin15为载频检测和电子开关电路，通过外接少量的元件即可构成载频检测电路，用于调频接收机的静噪控制。MC3361内部还置有一级滤波信号放大级，加上少量的外接元件可组成有源选频电路，为载频检测电路提供信号，该滤波器为pin10 输入端

22、，pin11为输出端。 pin6和pin7为第二中放级的退耦电容。MC3361的输入调频波与测试电路：按调频波频率调制定义，调频波的瞬时频率变化为：未受调制的载波角频率 调制后角频率的变化量调频比例系数 调频信号当(4-1)式中用单音信号调制时，如此单音调制的调频波电压为：4.2 MC3361实现混频、鉴频功能 4.2.1 混频 混频电路又叫变频电路Mixer,Convertor,是超外差式接收机的重要组成局部。它的作用是将载频为的已调信号(t)不失真地变换为载频为的已调信号(t)。通常将(t)称为中频信号，相应的称为中频频率Intermediate Frequency,IF,简称中频。(t)

23、= cost是由本地振荡器产生的本振电压，=2称为本振角频率，它与fI、fc之间的关系为： =- 从频谱的观点来看，混频的作用就是将输入已调信号频谱不失真地从搬移到的位置上。因此，混频电路是一种典型的频谱搬移电路，可以用相乘器和带通滤波器来实现这种频谱搬移。如图中就是利用乘法器实现调频信号的混频功能的。鉴频 调频波的解调称为频率检波，简称鉴频FM Detector,Discriminator。其作用是从已调波中检出反映在频率变化上的调制信号。 在调频接收机中，当等幅调频信号通过鉴频前各级电路时，因电路频率特性不均匀而导致调频信号频谱结构的变化，从而造成调频信号的振幅发生变化。如果存在着干扰，还

24、会进一步加剧这种振幅的变化。鉴频器解调这种信号时，上述寄生调幅就会反映在输出解调电压上，产生解调失真。因此，一般必须在鉴频前加一限幅器以消除寄生调幅，保证加到鉴频器上的调频电压是等幅的。可见，限幅与鉴频一般是连用的，统称为限幅鉴频器。 在MC3361中，鉴频电路采用双差分对平衡调制器实现鉴相的乘积型相位鉴频器电路。图5是这种鉴频器的典型原理电路图。图5 原理电路题图 乘积型相位鉴频器 图5中，T3T9和D6组成双差分对相乘器，D1D5为偏置电路，它为T2和双差分对管提供所需的偏置电压。输入调频信号电压Vst经跟随器T1后分为两路：一路直接以单端方式家到T7的基极上，作为相乘器的一个输入电压V1

25、t，其值较大，保证T7、T8差分对管工作在开关状态，其中T8基极上接恒定的直流偏压VBB，并通过0.01uF电容高频接地。一路经450欧和50欧的电阻分压衰减10倍，并经由C1和并联谐振回路LCR组成的频相转换网络和跟随器T2后以单端方式加到双差分对管T3、T6的基极上，作为相乘器的另一个输入电压V2t，其值较小，可认为双差分对管工作在小信号状态。双差分对管采用单端输出，经低通滤波器取出所需鉴频电压Vo(t)。4.3 调频发射电路MC2833MC2833是美国MOTOROLA公司同步开发无绳 和调频通信设备的FM发射系统，内置了话筒放大电路、压控振荡器和两级缓冲放大晶体管。其主要特性如下：2.

26、89.0V宽X围的工作电压低功耗电流典型值为2.9mA只需少量的外围元器件60MHz频率具有-30dB直接功率输出使用片内放大晶体管输出功率可达+10dBm的输出功率可以接入FCC、DOT、PTT等射频电路图6、2-7、2-8、2-9分别为MC2833单片窄带VHF调频发射电路功能引脚图。图6 MC2833功能引脚图MC2833的工作原理：MC2833是无绳 机和调频通信设备使用的单片发射器，其内部由麦克风放大电路、压控振荡电路和两个放大用的三极管等局部组成，具有体积小，功耗低、质量好。外围元件少，易于安装和调试等优点。发射局部的工作原理是：拾音器将声信号变成电信号，经MC2833的5脚输入，

27、经限幅放大后，从4脚输出经4700PF电容耦合到3脚进展调制，用电信号控制可变电抗的变化，晶振X1提供基准频率，Ll调整调制指数，于是振荡频率将随声音信号转变成的电信号而变化。调制后经内部缓冲放大获得倍频后由Cc1将音频调制信号耦合到l3脚，经内部三极管放大后从11脚输出，然后经C3、L1选频后由Cc2将音频调制信号送入8脚，经内部三极管放大后由9脚输出再经双工滤波双器选出本机的发射频率由天线发射出去。MC2833发射频率的选择：选择的元器件不同，发射频率也不同，具体的选择数据如如下图所以，其中output RF 就是我需要的发射频率。本论文选择的发射频率为49.7MHZ，对应得各数据如如下图

28、第一行。MC2833不同发射频率对应的元器件数据表3OutputRF X1LtL1L2Re1Rb1Cc1Cc2C1C2C3C4C5330390333333470334722076MHZ15030068106847012201201502204710681K181233单位：MHZ MHZHHHOMohmpFpFpFpFpFpFpF章节小结：本章主要讲述了对讲机的主要元器件的功能以与实现功能的原理，以与混频与鉴频的工作方式。第五章 对讲机安装与调试5.1 对讲机的安装过程一般先装低矮、耐热的元件，最后装集成电路。应按如下步骤进展焊接 :(l)清查元器件的质量，并与时更换不合格的元件；(2)确定元

29、件的安装方式，由孔距决定，并对照电路图核对电路板 ；(3)将元器件弯曲成形，本电路所有的电阻(除Rl2 外)均采用立式插装 ,尽量将字符置于易观察的位置 , 字符应从左到右，从上到下。以便于以后检查，将元件脚上锡，以便于焊接 ；(4)插装。应对照电路图对号插装, 有极性的元件要注意极性，如集成电路的脚位等；(5)焊接。各焊点加热时间与用锡量要适当，防止虚焊、错焊、短路。其中耳机插座、三极管等焊接时要快，以免烫坏 :(6)焊接后剪去多余引脚，检查所有焊点，并对照电路图仔细检查 ,并确认无误后方可通电。 安装提示(l)发光二极管应焊在印制板反面，比照好高度和孔位再焊接；(2)由于本电路工作频率较高

30、，安装时请尽量紧贴线路板，以免高频衰减而造成对讲距离缩短 ；(3)焊接前应将双联用螺丝上好，并剪去双联拔盘圆周内多余高出的引脚再焊接；(4)Jl可以用剪下的多余元件脚代替 ,TX 的引线用粗软线连接；(5)为了防止集成电路被烫坏，套件中配备了集成电路插座 ,22脚插座由一个 14 脚插座和一个 8 脚插座组成，请务必要焊上；(6)耳机插座上的脚要插好，否如此后盖可能会盖不紧；(7)按钮开关Kl 外壳上端的脚要焊接起来，以保证 VD 的正极与电源负极连通。 测试与调整 元器件以与连接导线全部悍接完后，经过认真仔细检查后即可通电调试:(l) 收音 ( 或接收)局部的调整 :首先用万用表100mA

31、电流档 ( 其它挡也行，只要50mA 档即可)的正负表笔分别跨接在地和 K 的 GB 之间，这时的读数应在 10-I5mA左右，这时打开电源开关 K, 并将音量开至最大，再细调双联，这时应收得到广播电台，假如还收不到应检查有没有元件装错，印刷电路板有没有短路或开路，有没有焊接质量不高，而导致短路或开路等，还可以试换一下IC1，本机只要装配无误可实现一装即响。排除故障后找一台标准的调频收音机 , 分别在低端和高端收一个电台，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电台，那么这台被调收音机的频率覆盖就调好了。如果在低端收不到这个电台，说明应减少 L4 的匝数，在高端收不到这个电

32、台，说明应增加 L4 的匝数，直至这两个电台都能收到为止。调整时注意请用无感起子或牙签、牙刷柄 (处理后)拔动 L4的松紧度。当 L4 拔松时，这时的频率就增高，反之如此降低，注意调整前请将频率指示标牌贴好，使整个圆弧数值都能在前盖的小孔内看得见旋转调台拔盘。2发射 ( 或对讲)局部的调整：首先将一台标准的调频收音机的频率指示调在10OMHz左右，然后将被调的发射局部的开关 K1按下，并调节 L1的松紧度， 使标准收音机有啸叫，假如没有啸叫如此可将距离拉开 0.2-0.5米左右，直到有啸叫声为止，然后再拉开距离对着驻极体讲话，假如有失真，如此可调整标准收音机的调台旋钮，直到消除失真，还可以调整

33、L2和L3的松紧度 ，使距离拉得更开， 信号更稳定。假如要实现对讲，请再装一台本套件并按同样的方法进展调整，对讲频率可以自己定，如 88MHz、98MHz、108MHz这样可以实现互相某某也不至相互干扰。5.3 制作过程 1、首先找到所需要的元器件以与制作器材，包括对讲机元器件电阻、电容、电感，电位器、喇叭、电线、天线、外壳、两节5号电池等焊接器材焊锡丝、电烙铁、剪刀等； 2、测量局部元器件值大小，包括电容容值，电阻阻值等； 3、根据PCB板上标好的元器件名称，一一对应一次焊接上去，一般先焊接小的元器件，再来焊接大的元器件，在本次制作对讲机中，可以采用先焊接瓷片电容，再焊接电阻、电感线圈，接着

34、焊接电解电容，电位器，最后焊接喇叭，芯片等，详细过程如下： 1焊接电位器1只和短接线J1； 2焊接瓷片电容器共27只； 3焊接电解电容器共4只； 4焊接电感线圈共4只； 5焊接发光二极管LED ； 6焊接IC、耳机插座、开关、可变电容器、三极管； 7焊接跳线J2、天线TX说明：VD不用焊接； 8拉杆天线的固定和焊接； 9调频收音机频率X围的调试 。 4、当所有元器件焊接到PCB板上之后，检查是否有虚焊、漏焊，是否有元器件位置焊接错了； 5、检查确认无误后，安装好对讲机，插上芯片注意不要插反，同时安装好电池，调节电位器大小。 调频对讲机也有收音机功能，其收音机的频率X围一定要保证在88M到108M，特别要保证低端，因为无线发射局部的频率在89M附近。调频率X围主要调整L4线圈的间隙大小：拉开，感量减小，频率提高，相应收到的高频段的台多；缩紧，感量大，频率减小，相应收到的低频段的台多。如果调不出低端，可以把C1139P的瓷片电容器短接。低端可以保证在88MHZ。高端有点损失，把L4稍微拉开一点点。就高端也能保证在108MHZ，上下端可以兼顾。12、安装后的整体效果图4-1 焊接实物图 图4-2对讲机整体效果图章节小结：本章主要介绍了对讲机的安装与调试过程，此过程是整个实习中最重要的一局部，也是最能学到东西的一局部。附件1、 收音机实物图： 图7-1 收音机实物图