调频收音对讲机

2020-03-03 20:54:00 来源：范文大全收藏下载本文

第1章绪论

无线电对讲机，其涵盖范围较宽。在这里我们将工作在超短波频段（VHF30-300MHZ、UHF300-3000MHZ）的无线电通信设备都统称为无线电对讲机。实际上按国家的有关标准应称为超短波调频无线电话机，人们通常将功率小、体积小的手持式的无线电话机叫做“对讲机”，以前曾有人称它为“步谈机”、“步话机”，而将功率大、体积较大的可装在车（船）等交通工具或固定使用的无线电话机又叫做“电台”，如车载台（车载机）、船用台、固定台、基地台、中转台等。

无线电对讲机是最早被人类使用的无线移动通信设备早在二十世纪三十代开始得到应用。1936年美国摩托罗拉公司研制出第一台移动无线电通信产品——“巡警牌”调幅车用无线电接收机随后在1940年又为美国陆军通信兵研制出第一台重量为2.2公斤的手持式双向无线电调幅对讲机通信距离为1.6公里。到了1962年摩托罗拉公司又推出了第一台仅重33盎司的手持式无线对讲机HT200其外形被称为“砖头”大小和早期的大哥大手机差不多。经过近3/4世的发展对讲机的应用已十分普遍已从专业化领域走向普通消费。从军用扩展到民用。它既是移动通信中的一种专业无线通信工具，又是一种能满足人们生活需要的具有消费类产品特点的消费工具。

对讲机的一系列优点使它广泛应用于团体成员间的联络和指挥调度，以提高沟通效率和提高处理突发事件的快速反应能力。近来随着对讲机进入民用市场，人们外出旅游、购物也开始越来越多地使用对讲机。这就要求开发适用于普通大众口味的对讲机即大众对讲机。大众对讲机不断要求实用还要求适用。这就要求在设计时不但要考虑对讲机的技术指标而且还要考虑其经济指标及其实用性。

目前市场上的对讲机针对不同的用户和不同的行业，一般可以分为专业无线电对讲机和业余无线电对讲机。这两种对讲机有不同的性能和参数，各自发挥着不同的功用，适用于不同的场合。专业无线电对讲机的使用者大都是在群体团队的专业业务中使用。因此，专业无线电对讲机的特点是，功能简单实用。在设计是都留有多种通信接口供用户作二次开发。其频率报设置大都是通过计算机编程，使用者无法改变频率，其面板显示的只是信道数，不直接显示频率点，频率的保密性较好，频率的稳定性也较高，不易跑频。在长期工作中，其稳定性、可靠性都较高，工作温度范围较宽，一般都在一30度到+60度。专业机的工作频率在VHP段时一部分V高段（148一174MHZ〕和V低段(136一160MHZ)。另有一部分是全段(136一174MHZ)。但在UHF频段，大部分分U高段(450一470MHZ)和U低段(400一430MHZ)，极少数是U全段(400一470MHZ)。专业机的性能、可靠性、稳定性较业余机高，其价格自然比业余机要高，有的甚至高出很多。

无线对讲机工作于超短波频段，频率高，绕射能力差，主要靠直达波，传播

1 距离主要在视线距离以内。由于地球表面是曲面假设在平原的平坦地带有两个人的体高为1.8m，那么，他们能互相见到对方的头部的视线距离约为，10一12公里，(我们指的是视线距离，并非真正肉眼可见，类似于借助望远镜平视）由于电波的波长很短，30MHz的电波波长为10m。地面上的不大建筑物对于电波都有明显的影响，如高山，树木、建筑物、高压输电线路等介质，电磁波要在其中感应出电流，都要损失能量，加上空中有不同程度的干扰电波，这都会减少通话距离。

调频收音对讲机技术指标、设备的稳定性、频率稳定性、可靠性以及工作环境也相对专业无线电对讲机要差些。其直接结果是业余机成本也较低些，以适应个人购买的需要。基于以上考虑本次课程设计的题目调频收音机对讲机的设计理念和需求就出来了。

对讲机是单工工作方式的。所以，只能一方讲话，另一方收听。按下收发开关为对讲发射状态，此时对着话筒讲话，声音信号就变成调频高频电波向空中传播出去，松开收发开关为对讲接收状态，此时调节可变电容（调节音调谐盘）可收听到由发射机发出的声音信号。

本机是集对讲机和调频收音机为一体的。和单独的专业对讲机有一定程度的差别。既要保证收音机的正常收听，又要保证对讲接受时的正确调谐，满足通信距离的要求。

第2章收音机部分设计

2.1收音机的工作原理

收音机是接受无线电广播发送的信号，并将其还原成声音的装置，根据无线电广播的种类不同，即有调幅广播（AM）和调频广播（FM），接受信号的收音机的种类也不同，有调幅收音机和调频收音机。有的接收机既能接收调幅广播，又能接收调频广播，称为调幅调频收音机。

收音机的基本功能就是把空中的无线电波转换成高频信号，这一切是有接收天线来实现。然后解调，即把调制在高频载波上的音频信号卸下来，常称作鉴频（FM）或检波（AM）。实现这一功能的电路叫鉴频器或叫频率调节器或叫频率检波器。最后鉴频出来的音频信号经放大来推动扬声器或耳机，既把声音恢复。

接收部分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

进行射频放大，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。收音机的分类方法众多，依其电路程式可分为直接检波（AM）和超外差式等。单声道调频收音机由输入电路，高频放大电路，混频电路，中频放大电路，鉴频器，低频放大电路和喇叭或耳机组成。调频立体声收音机的结构和单声道调频收音机的结构区别就在于，在鉴频器后加一个立体声调节器，分离出两个音频通道，来推动两个喇叭发声，形成立体声音。 2.2调频收音机的设计

图2-1单声道调频收音机组成结构框图

图2-2立体声调频收音机组成结构框图

4 第3章对讲机部分设计

3.1对讲机的工作原理

声音要进行远距离传播，其种类很多，有将声音直接放大传播的广播和用无线电传播的无线电发射广播等。发射机是将声音信号通过无线电进行远距离传播的设备。

发射机种类众多，依据电路程式的不同，有调幅无线电广播发射和调频无线电广播发射等。

调幅无线电广播是用高频载波信号的幅值来装载音频信号（调制信号），即用音频信号来调制高频载波信号的幅度，从而使原为等幅度的高频载波信号的幅度随着调制信号的幅度而变化。幅度被音频信号调制过的高频波信号叫已调幅信号，简称调幅信号。

调频无线电广播是用高频载波信号的频率来装载音频信号（调制信号），即用音频信号来调制高频载波信号的频率，从而使原为等幅恒频的高频载波信号的频率随着调制信号的幅度而变化，其幅度不变。频率呗音频信号调制的高频波信号叫已调频信号统称为已调制信号，简称已调信号。

调幅广播又长波，中波，短波三个波段。长波的频率范围为150-415千赫，中波为525-1605千赫。短波为1.6-26.1兆赫。

调频波段都在超高频（VHF）波段，国际上规定调频广播为87-108兆赫。我国的校园调频广播大多在70-88兆赫。 3.2对讲机的设计

图3-1单声道调频发射机组成结构框图

图3-2立体声调频发射机组成结构框图

发射机由音频（话筒）放大器，调频调制器，高频载波振荡器，高频放大器，高频攻略放大器，无限匹配回路，发射天线组成。

音频放大器，将话筒送来的声音电信号进行放大，以达到一定的幅度，去控制频率调制器，实现频率调制。

调频调制器种的变容管，其电容量会随着其变容管两端电压的变化而改变。当变容管两端的电压变化时由音频信号控制时，其变容管的容量也将随着音频信号的变化发生改变。调制器种的变容管是高频载波振荡器组成中的一部分，其电容量发生改变时，高频载波的频率也作相应的变化，从而实现频率调制（载波调频）。

高频载波振荡器，是产生高频载波的发生器，根据规定，调频广播的高频载波频率应该在87~108兆赫兹。

校园广播的高频载波频率应该在70~88兆赫兹。校园广播的高频载波频率低于调频广播的高频载波频率，目的是为了防止相互之间发生干扰，而影响正常的广播通信。

高频载波振荡器产生的高频载波信号很小，驱动发射天线向空中发射的电波很小，传送的距离有限，所以需要高频放大和高频功率放大达到一定功率后去推动发射天线向空中发射电波，使得传送距离较远。

天线匹配回路式将高频功率放大器送来的高频功率通过匹配回路最大限度地传送给发射天线，以提高效率。

发射天线是将高频（已调）载波信号发射到空中进行传播的换能器，他将高频载波变成高频电波，在空中进行远距离传送。

单声道广播发射机其声音信号是单声道的，立体声广播发射机其送来的声音信号时经过编码的立体声信号。

二者的区别仅在于声音信号的处理不同而已 3.3对讲机的接收模块

天线收到信号，经匹配电感L1，再由三极管Q

1、耦合电感T

1、电容C

4、C

26 组成检波电路进行检波，检波后的信号经T1次级线圈，耦合到放大电路部分，最后由C17耦合推动扬声器发音。经过旁路耦合电容滤除无用杂散信号后，被放大，产生音频信号。经过音频放大器放大，驱动扬声器，得到人们所需的信息。

图3-3对讲机的接收模块

作为天线，它能将空中许许多多的无线的电载波信号都能接收下来，但对于一个接收机的某个时间或时间段而言，只需某一个无线电载波信号。这时，就需要一个电路能从千百个信号中选择出所需要的信号，它就是输入调谐电路。

输入调谐电路也叫输入选择回路，简称输入回路，它是信号，进入接收机的第一道“大门”。输入回路的结构形式和性能对接收机的性能有重要的影响。天线是空中无线电信号与输入回路之间的传输介质，本任务将结合天线一起学习输入。此外，因输入调谐回路中的调谐电容与变频电路中的调谐电容是同轴相联的，因而有关输入调谐将结合变频电路实施。

输入调谐回路实际上就是一个并联谐振回路，由一个电感线圈和一个可变电容组成。

当并联谐振回路谐振时，呈现的阻抗最大，且为纯电阻。输入调谐回路就是利用此特性，当电路谐振时获得的无线电波信号最大；失谐时，呈现的阻抗很小，获得的信号就很小。通过改变电容的容量就可以改变输入回路的谐振频率，也就是改变所选信号的频率，达到选频的目的。

内置天线一般有磁性天线和印制电路型天线，但机内天线的接收能力有限，只适合于中波段或近距离无线传输。为了提高接收机接收微弱信号的能力，所以我决定装设外接天线，尤其在短波波段和超高频波段，采用的是抛物面天线。 3.4高频放大电路

将小信号进行选频放大，其选频回路调谐于接收机的工作频率中。小信号放大器的工作稳定性是一项重要的质量指标。由于晶体管反向传输导纳对放大器输入导纳的影响，会引起晶体管工作部稳定，因此，常用共射-共基级联放大电路。后级的共基晶体管得输入导纳较大，对于前级共射晶体管来说，它是负载。大的

7 负载导纳导致电压增益下降，但它仍有较大的电流增益。后级的共基放大电路的电流增益小，但是电压增益大。组合放大器的总电压增益和功率增益都与单管共射放大电路差不多，但稳定性提升。

采用共射——共基级联放大，共基电路的特点是输入阻抗很低和输出阻抗很高，当它和共射电路连接时相当于放大器的负载导纳很大，此时放大器的输入导纳晶体管内部的反馈响应相应的减弱，甚至可以忽略。在对电路进行定量分析的时候，可以把两个级联晶体管看成一个复合管。这个复合管的导纳参数有两个晶体管的电压，电流和导纳参数决定。一般选用同型号的晶体管作为复合管，那么他们的导纳参数克认为是相同的，只要知道这个复合管的等效导纳参数，就可以把这类放大器看成一般的共射极放大。 3.5解调电路设计

解调电路是由模拟乘法器加上外围电路组成的，模拟乘法器作检波时必须有一个与接收信号同频的本振信号。解调电路主要是由MC1496组成。

图3-4 MC1496引脚图

解调电路是从调制产生的振荡或波中恢复原调制信号。由于接收到的信号经过高频放大电路后还含有各种噪声，为了将原有信号从含有噪声的信号中分离出来，便于放大及传送给下一级。在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要从发射端已调制的信号中提取反映被测量的值的测量信号，这一过程被称为解调。解调是调制的逆过程，实质上是将高频信号搬移到低频端，这种搬移正好与调制的过程相反。搬移是线性搬移。 3.6 TRA-08收音机电路

TRA-08调频收音机，是以一块三星公司生产的KA22425D单片集成电路为主体，加上少量外围元件构成的单片调频收音机。

KA22425D包含了AM/FM收音机从天线输入到音频功率输出的全部功能。该电路的推荐工作电压范围为2-7.5V，VCC=6V，RL=8Ω的音频输出功率=500mW。

8 电路内除设有调谐指示LED驱动器，电子音量控制器，还有FM静噪功能。

图3-5 KA22425D引脚图

有天线接收到的调频广播信号，经C28耦合，送到IC1的第十二脚进行高频放大，放大后的高频信号被送到IC1的第九脚，接IC1第九脚的L9和可变电容CBM，微调电容组成调谐回路，对高频信号进行悬着在IC1的内部混频。本振信号由振荡线圈L10和可变电容CBM，微调电容，C32与IC1第七脚相连的内部电路组成的本机振荡器产生，在IC1内部与高频信号混频后得到多种频率的合成信号有IC1的第十四脚输出，经过陶瓷滤波器CF1（10.7MHZ）的滤波，得到10.7MHZ的中频信号送到Q5进行放大，再经过陶瓷滤波器CF2（10.7MHZ）再一次滤波后，送到IC1的第十七脚FM中频放大器，经放大后的中频调频信号在内部进入FM鉴频器，IC1的第二脚外接的10.7MHZ陶瓷鉴频器CF3，鉴频后得到的音频信号由23脚输出，进入由IC1第24脚进行放大，放大后的音频信号由IC1的第27脚输出，推动喇叭发声。

其中，增加一级中频放大器Q5后，其中频增益提高约20dB左右。另外，开关SW4（FM/TR）为转换调频波段和校园波段用的，开关按下到TR位置时，电容C29接入到IC1的9脚，将接受的高频信号波段转换到校园波段，同时C31接入到IC1的第七脚，将振荡频率扩展到校园波段。

由电位器VOL（50KΩ）调节IC1第14脚的直流点评高低来控制收音机的音量大小。

KA22425D的AGC（自动增益控制）电路由IC1内部电路和接入第21脚，第22脚的电容C38，C39组成，控制范围可达45dB以上。AFC（自动频率微调控制）电路由IC1的第21脚，第22脚所连内部和C33，C38，R26及IC1（6脚）所连电路组成，它能使FM波段接收频率稳定。

9 第4章总结

通过这次课程设计，最大的收获是明白的收音机的具体工作细节，明白了高频电子线路基础课上学的各种电路的实际应用。记得很小的时候家里的收音机坏了，自己好奇打开查看了好长时间，就是不明白那电路板上的各个元器件到底怎么工作的，还有一些稀奇古怪的元件，根本不认识。现在，在做课程设计前虽然学习完高频课，但是仍然不是很明白各个电路是怎样整体配合工作的。在开始焊接之前，仔细研究了电路原理图，并翻书对照各个功能模块，分析各个模块所实现的功能和参数特点；之后才对照实物，照着焊接图自己亲自动手焊接调试，收台后，有分析了一下各电路的工作过程，很清晰的认识了各个电路的功能，收到台后还是挺兴奋的。

对于焊接技术，因为在大二时在实验室时已经掌握好了，焊起来也算是轻车熟路。当然通过这次制作，又对焊接的一些注意细节有了更深的认识和掌握，更能把握好焊点的大小，以及元件的准确定位，收音机一次焊好即收到了台，可谓焊接还是挺不错的。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。在此，感谢老师的细心指导，也同样谢谢其他各组同学的无私帮助。

通过对调频收音机对讲机的设计，让我对高频电子线路这门课程及其应用有了更进一步的认识和了解。由于自身知识的缺陷，在设计过程中存在很多的问题与不足，很多知识都需要通过网络和其他参考资料进行查询和借鉴。在今后的学习过程中，不单单只是对高频电子线路理论知识进行学习和掌握，还应当将理论与实际结合起来，对高频电子线路进行更深刻的认识，并通过与单片机、模电、数电等几门课程进行结合运用，发挥它更大的作用。

10 参考文献

[1]张肃文.高频电子线路.高等教育出版社.2013 [2] 丁向荣.单片微机原理与接口技术.电子工业出版社.2015 [3] 童诗白.模拟电子技术基础.高等教育出版社.2006 [4] 黄亚平.高频电子技术.机械工业出版社.2009