標(biāo)題: 基于三極管的49.8M半雙工對(duì)講機(jī)設(shè)計(jì)與電路調(diào)試 [打印本頁(yè)]
作者: 薛定諤的貓1 時(shí)間: 2018-11-28 15:41
標(biāo)題: 基于三極管的49.8M半雙工對(duì)講機(jī)設(shè)計(jì)與電路調(diào)試
摘 要
無(wú)線通訊在信息時(shí)代有著很大的功能表現(xiàn),是不可替代的一種通訊方式。而對(duì)講機(jī)是無(wú)線通信中一個(gè)重要的分支,應(yīng)用非常廣泛,它和其它無(wú)線通信工具市場(chǎng)定位各不相同,難以互相取代, 基于無(wú)線通訊的半雙工對(duì)講機(jī)由于在短距離通訊中具有不依賴衛(wèi)星、只需在空氣總傳播電磁波、功耗低、電路簡(jiǎn)單、信號(hào)穩(wěn)定、通用性強(qiáng)等特點(diǎn),在市場(chǎng)上有廣闊的應(yīng)用人群,如保安、場(chǎng)景設(shè)計(jì)師、電梯維護(hù)工人等。本設(shè)計(jì)針對(duì)半雙工對(duì)講機(jī)工作原理的學(xué)習(xí)而進(jìn)行制作與調(diào)試。它是一款專用的對(duì)講機(jī),發(fā)射頻率是49.8MHZ,2套對(duì)講機(jī)構(gòu)成對(duì),使用時(shí)用9V電池。電路簡(jiǎn)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)。
目 錄
1 前言
2 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求
3 設(shè)計(jì)方案
3.1 對(duì)講機(jī)工作框圖及原理圖
3.1.1 對(duì)講機(jī)工作框圖
3.1.2 對(duì)講機(jī)的原理圖
3.2 單元電路設(shè)計(jì)
3.2.1 發(fā)射電路工作原理
3.2.2 接收電路工作原理
3.3 調(diào)制電路
3.3.1 調(diào)制電路工作原理
3.4 信號(hào)處理
3.4.1 電路工作原理
3.5 焊接與安裝
3.5.1 焊接步驟
3.5.2 安裝要求
3.5.3 安裝注意
3.6 性能指標(biāo)的測(cè)試
3.6.1 電路調(diào)試
3.6.2 故障分析及處理
3.7 課程設(shè)計(jì)總結(jié)
4 結(jié)束語(yǔ)
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
1 前言
對(duì)講機(jī)是一種近距離的、簡(jiǎn)單的無(wú)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(dòng)通信工程中。
對(duì)講機(jī)聲音的傳播要依靠電磁波來(lái)完成。電磁波是由電磁震蕩產(chǎn)生的。發(fā)射功率的大小直接影響到對(duì)講機(jī)發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)弱,同時(shí)對(duì)講機(jī)之間的功率是否匹配將直接影響傳輸距離的遠(yuǎn)近。發(fā)射功率越大,發(fā)射信號(hào)覆蓋的范圍越大,在功率匹配的情況下通話的距離也就越遠(yuǎn)。但是,在實(shí)際中發(fā)射功率也不能太大,大的發(fā)射功率不僅影響原件的壽命,而且由于干擾噪聲的存在則會(huì)引起很強(qiáng)的干擾。天線用于發(fā)射和接收電磁波,發(fā)射天線將高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波,向空中發(fā)射傳播信息,并將電磁波轉(zhuǎn)換為高頻電流。天線的增益越大,駐波比越小,發(fā)射或接受的能力越強(qiáng);跓o(wú)線通訊的半雙工對(duì)講機(jī)由于在短距離通訊中具有不依賴衛(wèi)星、只需在空氣總傳播電磁波、功耗低、電路簡(jiǎn)單、信號(hào)穩(wěn)定、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。
半雙工對(duì)講機(jī)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,LC振蕩電路檢波,檢波后音頻信號(hào)再由低頻放大器放大,最后由耦合電容推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲;發(fā)射時(shí),由揚(yáng)聲器講話音信號(hào)變成電信號(hào)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。其振蕩電路可做雙用:既可做輸入的解調(diào)檢波電路又可做輸出的調(diào)制電路;低頻放大電路亦可作雙用:既可做解調(diào)信號(hào)放大又可做麥克風(fēng)采集音頻信號(hào)放大。對(duì)講機(jī)將話筒收到的微弱音頻信號(hào)進(jìn)行電壓放大,并將放大后的交流電壓經(jīng)過(guò)檢波電路檢波整流后,得到一個(gè)直流電平信號(hào),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(duì)講機(jī)的收發(fā)轉(zhuǎn)換過(guò)程。
2 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求
(1)了解常見對(duì)講機(jī)的相關(guān)常識(shí)及其工作機(jī)理,從而利用所學(xué)模數(shù)電知識(shí)設(shè)計(jì)電路,進(jìn)而鞏固所學(xué)知識(shí)。
(2)熟悉對(duì)講機(jī)電路圖,會(huì)分析其工作過(guò)程。
(3)理解對(duì)講機(jī)中的各個(gè)元器件的結(jié)構(gòu)特。
(4)會(huì)正確裝配和焊接對(duì)講機(jī)電路。
(5)掌握對(duì)講機(jī)通電調(diào)試的具體方法。
(6)實(shí)現(xiàn)2個(gè)對(duì)講機(jī)間的實(shí)時(shí)通話。
(7)按照學(xué)院要求撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。
3 設(shè)計(jì)方案3.1 對(duì)講機(jī)工作框圖及原理圖
3.1.1 對(duì)講機(jī)工作框圖

圖3-1-1 對(duì)講機(jī)工作框圖
3.1.2 對(duì)講機(jī)的原理圖
圖3-1-2 對(duì)講機(jī)工作原理圖
3.2單元電路設(shè)計(jì)
3.2.1發(fā)射電路工作原理
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圖3-2-1 發(fā)射部分原理圖
鎖相環(huán)個(gè)壓控振蕩器(VCO)產(chǎn)生發(fā)射的射頻載波信號(hào),進(jìn)過(guò)緩沖放大,激勵(lì)放大、功放,產(chǎn)生額定的射頻功率,經(jīng)過(guò)天線低通濾波器,抑制諧波成分,然后通過(guò)天線發(fā)射出去。
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圖3-2-2 接收部分原理框圖
接收部分分為二次變頻超外差方式,從天線輸入的信號(hào)經(jīng)過(guò)收發(fā)轉(zhuǎn)換電路和帶通濾波器后進(jìn)行射頻放大,再經(jīng)過(guò)帶通濾波器,進(jìn)入第一混頻器,將來(lái)自射頻的放大信號(hào)與來(lái)自鎖相環(huán)頻率合成器電路的第一本振信號(hào)在第一混頻器處混頻,并生成第一中頻信號(hào)。第一中頻信號(hào)通過(guò)晶體濾波器進(jìn)一步消除鄰道的雜波信號(hào)號(hào)。濾波后的第一中頻信號(hào)進(jìn)入中頻處理芯片。與第二本振信號(hào)再次混頻生成第二中頻信號(hào),第二中頻信號(hào)通過(guò)一個(gè)人陶瓷濾波器濾除無(wú)用的雜散信號(hào)后,被放大和鑒頻,產(chǎn)生音頻信號(hào)。音頻信號(hào)通過(guò)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(dòng)揚(yáng)聲器,得到人們所需的信息。
3.3 調(diào)制電路
3.3.1 調(diào)制電路工作原理
人的語(yǔ)音通過(guò)麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換成音頻的電信號(hào),音頻信號(hào)通過(guò)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。
3.4 信號(hào)處理
3.4.1電路工作原理
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(hào)。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兼話筒使用。
電路工作在接收的狀態(tài)時(shí),將收/發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“接收”的位置(默認(rèn)為接收狀態(tài)),從天線ANT接收到的信號(hào)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(jí)線圈等組成的檢波電路進(jìn)行檢波。檢波后的音頻信號(hào),經(jīng)T1次級(jí)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(dòng)揚(yáng)聲器SP發(fā)聲。
電路工作在發(fā)信的狀態(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(hào)后由電容器C17耦合到Q2 Q3 Q4 Q5和相關(guān)的電阻和電容等組成的低頻放大電路放大之后,經(jīng)過(guò)耦合可調(diào)電感的中心抽頭將信號(hào)加到振蕩管Q1進(jìn)行信號(hào)調(diào)制,使該管的bc結(jié)電容隨著話音信號(hào)的變化而變化,而該管的bc結(jié)電容是并聯(lián)在T1次級(jí)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。
3.5焊接與安裝
3.5.1焊接步驟
一般先裝低矮、耐熱的元件,最后裝集成電路。應(yīng)按如下步驟進(jìn)行焊接:
(1)清查元器件的質(zhì)量,并及時(shí)更換不合格的元件;
(2)確定元件的安裝方式,由孔距決定,并對(duì)照電路圖核對(duì)電路板;
(3)將元器件彎曲成形,本電路所有的電阻(除R12外)均采用立式插裝,盡量將字符置于易觀察的位置,字符應(yīng)從左到右。從上到下。以便于以后檢查,將元件腳上錫,以便于焊接;
(4)插裝。應(yīng)電路圖對(duì)號(hào)插裝,有極性的元件要注意極性,如集成電路的腳位等;
(5)焊接。各焊接點(diǎn)加熱時(shí)間及用錫量要適當(dāng),防止虛焊、錯(cuò)焊、短路。
其中耳機(jī)插座、三極管等焊接是要快,以免燙壞;
(6)焊后剪去多余引腳,檢查所有焊點(diǎn),并對(duì)照電路圖仔細(xì)檢查,并確認(rèn)無(wú)后方可通電。
3.5.2安裝要求
(1)焊在印刷板反面,對(duì)比好高度和孔位再焊接;
(2)由于本電路工作頻率較高,安裝時(shí)盡量緊貼線路板,以免高頻衰減而造成對(duì)講距離縮短;
(3)焊接前應(yīng)先將雙聯(lián)用螺絲上好,并剪去雙聯(lián)拔盤周圍內(nèi)多余高出的引角再焊接;
(4)J1可以用剪下的多余元件代替,TX的引線用粗軟線連接;
(5)耳機(jī)插座上的腳要插好,否則后蓋可能會(huì)蓋不緊;
(6)按扭開關(guān)S2外殼上端的腳要焊接起來(lái),以保證VDD的正極與電源負(fù)極連通。
3.5.3安裝注意
拿到套件后,首先認(rèn)真閱讀說(shuō)明書,把所有的元?dú)饧诺揭粋(gè)容器中,電阻器、電容器等器件很小,要認(rèn)真識(shí)別參數(shù),防止丟失。用手拿電路板時(shí)請(qǐng)拿邊,不要拿面,防止因手的灰塵使電路板氧化。
所有的器件以立式插裝,較緊貼電路板,不要掉的過(guò)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(dòng)開關(guān)的上端與電路板上(SW)處連接起來(lái)。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(zhǎng)的導(dǎo)線:電池負(fù)極到電路板(GND—)處;
100毫米長(zhǎng)的導(dǎo)線:電池正極到電路板(VDD+)處;
2根80毫米長(zhǎng)的導(dǎo)線:揚(yáng)聲器的兩端到電路板(SP)處;
2根50毫米長(zhǎng)的導(dǎo)線:一根是天線接線耳到L1的一端;一根是撥動(dòng)開關(guān)中間端到電路板(S1)處。
把天線黑色套管旋轉(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。
3.6性能指標(biāo)的測(cè)試
3.6.1 電路調(diào)試
2套套件焊接完后,認(rèn)真檢查無(wú)錯(cuò)誤后,可接入9V疊層電池,旋轉(zhuǎn)撥動(dòng)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(duì)講機(jī)的天線平行靠近,用無(wú)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(guò)程要相互微調(diào)幾次(包括拉開距離調(diào)試),保證2套之間對(duì)講距離最遠(yuǎn),聲音最清晰。
調(diào)試成功后,裝好“撥動(dòng)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(dòng)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(qǐng)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。
3.6.2故障分析及處理
第一次調(diào)試時(shí)聽不到嘯叫聲,經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)是喇叭焊盤脫落。由于目前手里沒有相同的配件所以用了一個(gè)外形較大的喇叭來(lái)替換,再次調(diào)試成功聽到嘯聲。
所以,當(dāng)調(diào)試時(shí)沒有嘯叫聲,應(yīng)檢查有沒有元件裝錯(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T1,本機(jī)只要裝配無(wú)誤可實(shí)現(xiàn)一裝即響。
焊接元件時(shí),應(yīng)對(duì)照?qǐng)D紙插放元器件,用萬(wàn)用表校驗(yàn),檢查每個(gè)元器件插放是否正確、整齊,二極管、電解電容極性是否正確,電阻讀數(shù)的方向是否一致,全部合格后方可進(jìn)行元器件的焊接。焊接完后的元器件,要求排列整齊,高度一致。若聲音有失真,則可調(diào)整T1的松緊度,直到消除失真,或者使距離拉得更開,信號(hào)更穩(wěn)定。
3.7 課程設(shè)計(jì)總結(jié)
接到課程設(shè)計(jì)任務(wù)后,我們第一時(shí)間去圖書館和網(wǎng)上搜集調(diào)頻原理、調(diào)頻收音原理、對(duì)講機(jī)原理。實(shí)驗(yàn)初段,我們搜集資料到的一些資料,經(jīng)過(guò)整理和篩選,擬定出基本的電路圖框架和設(shè)計(jì)方向。方案擬訂之后,隨之搜集到了整個(gè)系統(tǒng)的大致原理框圖,然后我們經(jīng)過(guò)對(duì)比,進(jìn)一步確立課程設(shè)計(jì)的具體后續(xù)內(nèi)容。之后,用Word文檔正式的整理出來(lái)第一份調(diào)頻對(duì)講機(jī)原理報(bào)告和原理圖樣?赡茉谶^(guò)去的電路課中,對(duì)電路的了解不夠深,所以我做的很慢,反復(fù)翻閱資料。
自己通過(guò)對(duì)講機(jī)的安裝與調(diào)試,掌握了對(duì)講機(jī)的工作原理以及對(duì)講機(jī)的各個(gè)組成部分的原理、功能用途等。能對(duì)所學(xué)過(guò)的高頻電路原理知識(shí)及各單元的。電路式,各電路間的耦合方式及信號(hào)傳送波形和結(jié)果,有更深了解。
培養(yǎng)了我的實(shí)踐技能,提高了我的分析和解決實(shí)際問題的能力,提高了我查閱資料的能力和科學(xué)研究的能力。
鍛煉了自己的實(shí)際能力,要從實(shí)際出發(fā),選擇適合自己的元器件,要求從生產(chǎn)和適用價(jià)值等方面去考慮。此課程設(shè)計(jì)的課題為半雙工調(diào)頻無(wú)線對(duì)講機(jī)要求利用模擬電路和高頻電子線路的相關(guān)知識(shí)用所提供的元件來(lái)完成對(duì)輸入的語(yǔ)音信號(hào)的進(jìn)行調(diào)頻然后通過(guò)耳機(jī)接收該語(yǔ)音信號(hào)。使學(xué)生在模塊實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上掌握調(diào)頻發(fā)射機(jī)接收機(jī)整機(jī)組成原理建立調(diào)頻系統(tǒng)概念。掌握系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的方法,培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力
對(duì)電路的工作原理有了深的了解,比如振蕩電路,它并不只有一兩種,它的種類由很多不同的元件組成的電路有簡(jiǎn)有繁,但是功能相同有的功能更優(yōu),這就需要我認(rèn)真的思考后選取,根據(jù)自己的設(shè)計(jì)方案選擇合適的電路。這次課程設(shè)計(jì)用到的電路還不算太多,相比上幾次的課程設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)還算簡(jiǎn)單及很好的完成。
在本次課程設(shè)計(jì)中,起初發(fā)射端與接收端都連好了,可是卻得不到預(yù)期的效果。多次檢查調(diào)試后,發(fā)現(xiàn)連線全是正確的,只是接收端的噪聲比較大,要很仔細(xì)地聽才能聽到聲音。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì),不僅對(duì)高頻的知識(shí)進(jìn)行了復(fù)習(xí)鞏固,還鍛煉了我們的動(dòng)手連線,這次課設(shè)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合時(shí)很重要的,只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái),從理論中得結(jié)論,才能提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了很多的問題,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己許多的不足之處,但在老師和同學(xué)的幫助下都好的完成了。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,改變了人類的生活,作為新世紀(jì)的大學(xué)生,應(yīng)當(dāng)站在時(shí)代發(fā)展的前列,掌握現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識(shí),調(diào)整自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的要求。對(duì)于我而言,在這次的設(shè)計(jì)中,我的收獲頗多,讓我知道了學(xué)無(wú)止境的道理。
4 結(jié)束語(yǔ)
手持式無(wú)線對(duì)講機(jī)這是一種體積小、重量輕、功率小的無(wú)線對(duì)講機(jī),適合手持或袋襲,便于個(gè)人隨身攜帶,能在行進(jìn)中進(jìn)行通信聯(lián)系,其功率一般不超過(guò)5w.該機(jī)是個(gè)近距離的各種場(chǎng)合下流動(dòng)人員之間的通信聯(lián)系.在無(wú)線電話機(jī)的系列中,手持式無(wú)線電"對(duì)講機(jī)”的應(yīng)用數(shù)量及品種最多的。
致謝
通過(guò)課程設(shè)計(jì),讓我明白了一個(gè)電子產(chǎn)品的產(chǎn)生是多么的復(fù)雜,與復(fù)雜的電路相比我更明白如何去做一件事情,又如何完一件事情
本文是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的。指導(dǎo)老師具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在治學(xué)及做人方面使我受益匪淺。再次衷心感謝老師對(duì)我的關(guān)心指導(dǎo)和幫助。
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