1、 摘 要无线电对讲机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。顾名思义移动通信就是通信一方和另一方在移动中实现通信。它包括移动用户对移动用户、移动用户对固定用户、当然又包括固定用户对固定用户之间进行通信联系，无线电对讲机就是移动通信中的一个重要分支。本文以无线单工调频对讲机为例，给出了一个设计和制作无线对讲机的完整的流程。包括了技术指标的提出，内部电路原理的分析，测试和调整的方法。关键字：单工对讲机 调频 无线 设计方案 测试 一、 实验目的掌握无线电基本知识掌握其中的单元模拟电路掌握制作工艺，重点掌握调试方法测量和统调技巧设计并制作一个单
2、工调频对讲机，实现甲乙两点之间的单工语音传输业务。设计并制作对讲机的发射单元，其发射频率在 30MHZ 左右，发射功率大于 1W（在 75）天线上测定） ，调制方式为调频，最大调制频偏3kHz。设计并制作对讲机的接收单元，其接收频率与发射频率相同，接收灵敏度5uV，音频输出功率50mw。二、 实验内容(含技术指标)对讲机收发主频：30MHz33MHz一中频中心频率：10.7MHz二中频中心频率：455KHz调制方式：调频通信方式：同频单工1音频输出功率：50mw接收灵敏度：5uV最大调制频偏：3kHz电压：9v三、 软硬件设计方案对讲机系统由发射和接受两个单元构成，每个部分又由几个小的单元电路
3、构成，结构框图如下图：话 筒放 大 器频 率调 制晶 振倍 频高 频放 大缓 冲放 大激 励放 大带 通滤 波高 频功 放选频滤波限幅电路带 通滤 波音 频放 大静 噪电 路鉴 频电 路4 5 5 k中 放二本 振一本 振二混 频一混 频选 频高 放9 . 6 v直 流 电 源稳 压电 源接 收 电 路发 射 电 路话 筒该方案中，对讲机的收、发状态是靠切换供电电源的的方式来实现收发的转换。各个部分实现的功能如下：（一）接收单元1. 输入选频网络：该部分主要完成对外界信号的选频，对强信号进行限幅处理。另外，由于天线和第一级高频放大器之间存在较大的阻抗差异，所以该网络还有完成阻抗变换的任务。2.
4、 高频放大器： 该部分的选频性直接关系到接收机的选择性和镜像抑制性能参数指标好坏。3. 一混频电路与本振电路：该部分的主要任务是为了将前级高放送来的高频信号进行频率变换，使高频信号变换成为一个频率固定在 10.7MHz 左右的中频信号。以便进一步进行频率变换。4. 二混频电路与本振电路：该部分的任务是将前级送来的 10.7MHz 中频信号继续变频 455KHz 的中频信号。中频放大电路：对变换后的中频信号进行放大。鉴频电路：实现对音频信号的解调。以上三个部分可以由一款芯片实现，其型号为 MC3361P。5静噪电路：用二级运放组成了一个高通有源滤波器和电压比较器。任务是将高于音频范围（6KHz）
5、的白噪声信号选出，同时进行交流电压放大。5. 音频放大：对解调后的音频信号进行放大，以足够的功率驱动负载（扬声器） 。使用 LM386 芯片。2（二）发射单元1. 话筒放大器电路：该部分的主要任务是，将人们讲话的声音经过声电转换，变换为电压信号，并将其放大到调频电路所要求的电压值，并能和调频级良好的配合工作。2. 晶振倍频电路：该部分的主要任务是，为发射机提供基准频率信号源、使语音信号完成对高频载波信号的频率调制。3. 高频放大和激励放大电路：这两部分的作用主要是进行功率放大。由于前面调制所产生的载波信号很弱，功率仅有几毫瓦，其有效传输距离仅几米。要想使对讲机在较远的距离之间进行可靠地通信，就
6、必须对载波进行进一步的功率放大，使发射机的天线辐射功率能达到 1W2W。4. 末级高频功放电路：将激励级送来的高频信号进行功率放大，以保证又足够的高频信号送到天线向外发射。5. 带通滤波电路：由于高频信号不仅又主频信号 f。的高次谐波分量。这些谐波信号一旦随主波信号一同发射出去，将会造成对别的接收设备严重的干扰。故必须要在信号送到天线之前，进行谐波滤除。一、 各部分电路的作用及电路实现原理分析（一）接收电路1.输入选频网络输入选频网络是拉杆天线和接收机高频放大器输入端之间的信号耦合网络。它主要完成对外界信号的选频和对强信号的限幅处理。由于天线和第一级高频放大器之间存在较大的阻抗差异，所以输入选
7、频网络还要完成阻抗变换任务。输入选频网络的电路原理图如图 1。L 16 TTL 25 TC 2 75 1C 18 2C 22 0 1C 32 0 1D 1D 2B 1C 2 85 1B G 8K 1 2 2图 1.输入滤波网络电路外界信号通过 75 的拉杆天线进入电路后，首先通过由 C1、C2、C3、L1 、L2 组成的带通滤波网络进行滤波处理，然后送至由 B1、C28 组成的并联谐振回路进行选频。并联谐振回路的谐振点选择在接收信号中心频率 f0上，对 f0以外的信号进行衰减。B1 采用抽头分压部分耦合接入方式，主要是为了使天线与电路阻抗匹配，满足天线输出网络输出阻抗低和 BG8 输入阻抗高之
8、间的阻抗变换。为了防止由于发射电路工作时，天线上所产生的高频电压（20Vpp 以上）击穿场效应管 BG8 的栅极，所以在电路中加入了由二极管 D1、D2 组成的电压限幅电路，利用二极管正向压降较低（0.7V）的特性，将输入电压限幅在 0.7V 以下，以保证高放管的安全。32.高频选频放大器一部接收机，要想具有较高的接收灵敏度和较高的选择性，高频放大器的性能优劣至关重要。高放级的小信号电压增益高低将直接影响到接收灵敏度。而高放级的选频性能将直接关系到接收机的选择性和镜像抑制等性能指标参数的好坏。高放电路的电路原理如图 2.B G 8K 1 2 2B G 9K 1 2 2R 2 14 7 KR 2
9、 33 3 KV C CV C CB 2 C 3 33 9C 3 11 0 3C 3 81 0 3R 2 83 3 0C 3 25 1图 2.高频放大级电路原理该设计中，承担高频放大任务的放大管是 BG8，该管选用高频双栅场效应管（3SK122） ，由于该管具有双栅极输入功能，可以将信号和直流偏置分别加至两个栅极。相互之间互不影响，有效的减少了电源噪声对放大器的影响。保证了高频放大电路的低噪声系数。为了提高放大器的交流增益，电路采用共源极放大方式设计。在漏极回路中串入了由 C32、B2 组成的并联谐振回路，使电路的选择性能进一步得到提高，有效的提高了接收机的灵敏度。3.一混频电路与本振电路这一
10、部分电路的主要作用是将前级高放送来的高频信号变换成一个频率固定的中频信号。混频后的中频信号与原来调制方式、调制内容、信号频谱等均保持不变。由于经过混频后的中频信号中心频率相对较低，频带较窄，可以很方便地采用通用体型滤波器进行滤波处理。目前常用的通用滤波器件多为陶瓷滤波器，这种滤波器具有体积小、工作稳定、滤波效果好的优点。常用的有 10.7MHz 和 455KHz 两种，本设计中由它们完成对一中频、二中频的选频滤波任务。混频电路的原理图如图 34B G 9K 1 2 2R 21 0 KC 3 25 1B 4C 3 61 0 1V c cR 3 11 K1 0 . 7 M中 频 输 出C 3 41
11、 0 3R 2 52 2 0R 2 91 0 0J T 41 0 . 7 M高 频 输 入B 5C 3 95 1V c cV c cR 2 61 2 0 KR 2 81 KC 4 02 0 1C 4 11 0 1C 3 71 5J T 2B G 1 8C 1 9 2 3图 3.混频电路的电路原理图要对高频信号进行频率变换，必须由本振电路、混频器、选频电路三部分组合才能完成。以前当高频场效应管工艺不太成熟时，混频级中的混频管大多由高频小功率三极管承担，由于三极管工作时存在工作噪声，经三极管混频后产生的噪声是困扰人们的难题。随着场效应管的工艺的进步和完善，场效应管以大量用于高频电路。由于场效应管具
12、有动态范围宽、噪声系数小、输入阻抗高等特点，所以是混频电路中较理想的非线性混频器件。该混频电路中，采用高频双栅极场效应管“3SK122”担任混频管。由于“3SK122”具有双栅极输入功能，信号输入、本振输入互不干扰，使混频电路的各项指标参数得到较大提高。从图中可以看出，高频信号经过 C32 直接送至混频管的栅极 G1，而本振信号则直接注入栅极 G2，从混频的注入方式看来，相当于三极管混频器的共基极注入混频电路形式。这种方式的优点是：所需本振幅度小，混频增益高。本设计中，本振电路采用晶体管三倍频振荡器，振荡管由 BG10 承担，电容 C40、C41 和晶体 JT2 组成谐振网络，其中 C40、C
13、41 为分压电容，调整它们的比值可以改变振荡器的电压反馈系数。振荡器的基准频率 f0 由晶体决定。在振荡管 BG10 的集电极回路中，串有由 C39、B5 组成的并联谐振选频回路，它负责将振荡器的三次谐波从电路中选出，完成对 f0 的三倍频输出。调整时，应使谐振回路的固有谐振点略低于 f0 的三倍频。由于振荡器的中心频率为 f0，由 C30、B5 组成的回路谐振点在 3f0，对三倍频等效为阻性。但对基频信号频率 f0 振荡回路，并联谐振回路呈现为容性，由于等效容抗很小，可以看成为交流短路，所以不会破坏振荡器的工作条件，使振荡器能正常工作。为了使晶体准确的振荡在其标定频率 f0 上，振荡回路中有
14、一个和晶体相串联的微调电容 C37，微调该电容，可以微调振荡器谐振频率 F0。本振电路的交流等效电路图如下图 4，从图中可以看出，当振荡器工作时，实际上交流可以等效为一个改进型电容三点式振荡电路。5B G 1 0C 4 0 C 4 1C NL 0C 0C 3 7C XB 5 、 C 3 9 等 效晶 体 等 效图 4.晶体倍频振荡器交流等效图经混频后得到的 10.7M 中频信号由 B4 和 C36 组成的并联谐振回路选出，经 B4 的次级线圈送至陶瓷滤波器 JT4 再次进行 10.7M 选频处理。JT4 是一个 0.7M 的带通陶瓷滤波器，它的电气特性近似与晶体，但品质因素 Q 值要低一些。陶
15、瓷滤波器常常被用于固定频率滤波电路和频率稳定度要求不高的振荡电路中。由于陶瓷滤波器具有免调试的特点，所以应用广泛，市场上常见的有二端型、三端型和五端型，二端型多用于振荡电路，而三端、五端陶瓷滤波器，常用于滤波电路。4.二混频、限幅中放、鉴频电路在超外差式接收机电路中，混频、中放、鉴频等电路是必不可少的单元电路，这些电路元件多、电路复杂、调整不便。本设计中，接收机电路采用了 Motorola 公司的调频接收集成芯片 MC3361，该集成芯片中包括有二混频、二本振、鉴频器、静噪电路等功能单元，只需外接较少元件，就可以组成一部性能优良的调频接收机。同时该芯片还具有接收灵敏度高、静态功耗小、工作电压宽
16、等优点。MC3361 内部原理框图和管脚名称如下图 51 8765431 6 91 01 11 21 321 41 5噪 声 开 关 电 路鉴 频 电 路缓 冲低 放限 幅 中 放-+混 频 电 路振 荡 电 路高频输入电源负鉴频线圈交流滤波交流滤波中放输入电源正混频输出反馈电容晶体回路鉴频输出放大器入放大器出静噪输入扫描控制静噪控制图 5.MC3361 内部框图与管脚名称MC3361 有双列直插式和小型贴片式两种封装，它们的性能指标完全一致，主要电气技术指标如下：工作电源电压范围 2V8V静态工作电流 3.6mV（Vcc -4V）中放限幅灵敏度 2V中放电压增益 60db（455KHz）极限
17、工作频率 60MHz采用 MC3361 组成的二混频、中放电路、鉴频电路原理图如下图 6，接收机所需的大部分电路均由集6成电路替代，但由于大容量电容、电感线圈、石英晶体等元件是 PN 结无法合成的，所以作为外接元件来处理。M C 3 3 6 1 P1 0 . 7 M 输 入R 3 81 KR 3 71 KB G 1 3B 5 6 1去 低 放 电 源R 4 32 KC 6 41 0 3R 4 4D 7 D 6R 4 22 2 0 KC 6 12 0C 6 21 0 4R 4 11 0 KC 6 04 7 1C 6 32 0 2R 4 04 7 0R 3 91 0 KW 11 0 KC 5 61
18、 0 3C 5 83 3 2C 5 91 0 2C 5 51 uC 5 71 0 2W 21 0 K静 噪音 量音频输出11 11 21 31 41 51 6876543291 0J T 31 0 . 2 7 5 MC 1 92 2 2R 3 44 7 KC 4 33 0J T 54 5 5C 4 71 0 4C 4 81 0 4R 3 54 7 KB 34 5 5 K鉴频线圈V C C图 6.二混频、中放、鉴频与静噪电路原理图5.静噪电路从图 6 可以看出，MC3361 的第 9 脚至 13 脚，外接电路比较复杂，所用的元件也比较多。这是因为一般的对讲机必须要有静噪处理电路，而静噪电路的类型
19、较多，所以集成电路仅在内部预置了两级运算放大电路，应用时可根据电路要求自行外界元件。该设计的静噪电路是用二级运放组成一个高通（音频高端）有源滤波器和电压比较器。它的任务是将高于音频范围（6KHz）的白噪声信号选出，同时进行交流电压放大。并将经过放大后的噪声电压进行倍频检波、滤波处理。经过以上处理后，我们就会得到一个正比于噪声信号的直流电压。然后再用此直流电压去控制音频放大器电源的通断，从而保证当接收机没有收到呼叫信号是能保持静音，同时由于音频放大级电源断开，也较好的节省来了电能。展开后的静噪控制全部电路图如下图 7。71 31 21 11 09r+-+-T 2T 1鉴 频 输 出信 号去 低
20、放电 源C 5 61 0 3C 5 51 UR 3 91 0 K1 8 KW 1R 4 04 7 0C 5 71 0 2C 6 1 R 4 22 2 0 K2 04 7 1C 6 8V C CC 6 21 8 4D 7C 6 32 U 2D 61 / 2 VW 21 0 KC 5 83 3 2C 5 91 8 2V C CC1 MR 3 7B D 1 4R 3 81 KV C C1 / 2 VC 6 41 0 3R 4 32 K音 频 输 出图 7.静噪控制电路图图中 是指 MC3366 管脚。从图中可以看出，MC3361 鉴频后的信号，从第 管脚输 9 13 9出，通过由 C59、R40、C
21、58 、R39 组成的 L 型滤波器滤波后分为两路输出。一路经 R39、C55 送至音量电位器 W1，另一路经 C57 送至静噪调整电位器 W2。由于送至 W2 的信号中含有噪声信号的高频分量，将这些噪声送至由 T1 组成的带通放大器进行电压放大，使放大后的噪声具有一定幅值经 D6、D7 倍压检波后得到一个直流电压值。再将此电压送至后级由 T2 组成的电压比较器进行电压比较。一旦反相输入电压高于同相端的电压值（2.5V） ，比较器的输出电平就会出现翻转，由 0 变为 1，去控制三极管 BG14 和 BG13，使它们由导通变为截止，切断音频电路电源。从而完成信号采样、噪声滤波、噪声放大、检波、电
22、压比较、电源控制等过程。总之，该静噪电路采用切断音频功放级的电源来实现静噪的。实现控制静噪的方法有很多，可以根据实际情况采用不同的电路形式来完成静噪任务要求。6.音频功放电路前面我们已经前面的了解了接收机电路从射频信号的接收到音频信号解调的全过程。但是以上所有信号的处理和传输都是以电压信号的处理方式进行的。要想得到我们能够识别的声讯信号，还需要将信号进行电声转换。由于从鉴频器得到的信号电压幅度小、信号微弱，不能直接推动扬声器发声。所以需要对音频信号进行功率放大。音频功放电路可以采用小功率、低电压、音频功放电路 LM386，该电路具有静态功耗低、工作电压宽、频带宽、体积小等优点，是目前应用量最大
23、的小功率音频功放电路。它的主要指标参数如下：8工作电源电压 3V12V静态工作电流 3mA（Vcc=4V）最大输出功率 660MW交流电压增益 20200信号失真度 0.2LM386 的管脚图和音频功放应用电路如下图 8 和图 9a11a22 3a34a4b1b2b3b45 6 7 8L M 3 8 616875432增益1输出V c c滤波增益2地同相输入反相输入图 8.LM386 管脚图K ABG N DI N +I N -K BV C CO U T16784325C 2W 2L M 3 8 6C 1S 1C 5C 4WV C Ca . L M 3 8 6 标 准 应 用 图 b . L
24、M 3 8 6 本 机 应 用 图K ABG N DI N +I N -K BV C CO U T16784325L M 3 8 6S 1C 5 34 7 uC 5 41 uV C CC 5 5W 11 0 KC 5 21 uC 5 22 0 2C 3图 9.LM386 音频功放应用电路图如图，LM386 的交流电压增益是可以外接元件调整的，管脚 1、8 脚之间为调整脚。只需在 1、8 脚之间接一个 10f 的电容和一个 2.2K 的电位器，就可以控制放大器的电压增益在 26db46db 之间变化。如果对增益要求不高，也可以将 1、8 脚悬空不接，这时放大器的最小放大值约为 26db。LM38
25、6 的 4、6管脚是电源供给脚，4 脚接地，6 脚是供电端，电压不得高于+12V，否则会造成电路损坏。2、3 脚是音频信号输入端，既可以选同相输入，也可以选反相输入。使用时只需将不用的输入端接地即可。5 脚是功率输出端，使用时必须串接一个隔直流的电容在连接扬声器。串联电容一般选择 47F470F，电容越大，低音效果越好。扬声器可以选择 432 的小型扬声器，使用时必须防止扬声器短路，否则会因为过功耗烧坏电路。7 脚为高频交流滤波端，可以根据需要选用 100pF10F 的滤波电容。97.直流稳压源电路稳压电路是为了防止电路在电压发生波动时影响整机电路工作而附设的电路。对于集成电路来讲，由于具有较
26、宽的电压适应范围，所以电压的波动对其影响不大，但对于分立元件，如三极管，对电源电压的波动就比较敏感，严重时可能造成局部电路不能正常工作。对讲机的供电分为发射和接收两个部分，所以必须分别对其进行稳压处理。图 10 是对讲机的直流稳压电路原理图，从图中可以看出该电路所能提供的功率不大，这是因为电路中要求必须稳压供电的电路只是一小部分，还有大多数电路对电压的稳定度要求不高，可以不经过稳压直接有电源供电。从图 10-b 中可以看出，稳压二极管的反向电压一旦达到稳压管的额定电压值时，稳压二极管将会出现崩式导通效应，从而将电压钳位在额定值上。我们利用稳压二极管的电压钳位特性，只需加上一级电流放大调整三极管
27、，就可以完成对电源的稳压要求。发射电路的稳压电源由 BG4 及外围元件组成。接收电路的稳压电源由 BG12 及外围元件组成。它们的稳压输出值由稳压管的额定电压值和调整管的管压降决定。B G 1 2C 4 5 6电 压 输 入R 3 61 K BC 4 91 8 3D 56 . 2 VC 4 61 0 u F1 87654321 21 08642V / vI / m A0a . 稳 压 电 路b . 稳 压 管 特 性 图图 10.串联直流稳压电路与稳压管的 AV 特性（二）发射电路1.话筒放大器电路该部分电路的主要任务，是将人们讲话的声音经过声-电转换，变成电压信号，并将其放大到调频电路所要求
28、的电压值，并能和调频级良好的配合工作。话筒一般采用目前市面上较常见的驻极体电容话筒粒。这种话筒具有体积小、灵敏度高、频带响应宽等特点。目前被广泛应用于录音机、对讲机、电话机等领域。驻极体电容式话筒的相关图形如下图 11：10C Ds内 部 结 构DS0 . 1 u F 1 u FO U T+ V2 - 7 KM应 用 电 路图 11.驻极体电容式话筒内部结构及应用电路图下面介绍的话筒发大电路，属于阻容耦合电压并联负反馈放大电路，采用负反馈可以有效的提高放大器的带宽响应，并且对输入的强信号有较好的抑制作用。为了有效的提高电压增益，采用了两级放大器，级间采用阻容耦合。电阻 R19 是驻极话筒内部漏
29、极的负载电阻，改变该电阻阻值，将会影响话筒出信号幅值，一般可以在 2K-7K 之间选用合适的阻值接入。图 12 是本机话筒放大电路的原理图：B G 7B G 8V C CC 2 61 0 uM CC 2 51 0 3R 1 95 . 6 KR 1 75 . 6 KR 1 55 1 0R 1 62 2 0 KR 1 42 KC 2 21 u FR 1 82 2 0 KC 2 41 0 3去 调 制图 12.本机话筒放大电路的原理图2.晶体调频振荡兼三倍频电路晶体调频振荡倍频电路的主要任务是：为发射机提供基准频率信号源，使语音信号完成对高频载波信号的频率调制。该部分电路和电容三点式正弦波的工作原理
30、完全相同，不同之处在于将三点式振荡器的选频网络由LC 选频变成了晶体选频网络。由于石英晶体在谐振回路中具有比 LC 回路高得多的品质因素（Q 值） ，所以用石英晶体组成的振荡器，其频率稳定度远远高于其它振荡电路。一般对频率稳定度要求较高的电路，例如：无线电话机、对讲机、卫星接收机等，均采用石英晶体振荡作为稳频器件。11发射机中晶体调频振荡电路如下图 13：J T 1C 1 92 0 1调 制 信 号三 倍 频 输 出C 2 02 2 3R 72 7 KL 98 2C 1 71 0 1C 1 6B G 5R 81 KR 92 7 KD 4C 1 82 0 17 T图 13.晶体调频振荡电路图从图
31、中可以看出石英晶体与电容 C19、C18、D4 组成一个并联谐振网络，晶体在回路中等效为一个高 Q 值电感。从电路的形式结构来看，该振荡器是一个标准的，改进三点式振荡电路。为了满足调制要求，我们在晶体回路中串入了由变容二极管 D4 组成的调频电路。改变变容管的容量，就可以微调振荡器的中心谐振频率 f0，由于变容二极管是依靠反向电压 VD 来控制其结电容量 Co 变化的，所以只要改变控制电压 VD，就可以达到改变电容量的目的。从而实现对振荡器频率调制的要求。振荡器的三倍频选出，是由 C17、L9 组成的并联谐振回路来完成的。当振荡器工作时，由于它们的谐振点略低于三倍频，对晶体振荡器来讲，该并联谐
32、振回路呈现为容性。不会对振荡电路造成影响，但对于三次谐波来讲，该并联谐振回路呈现为阻性，并利用三次谐波产生谐振，使并联谐振回路两端的三次谐波电压幅值达到最大，此电压经电容 C16 送往下一级放大器进行电压放大。从而完成了电路的振荡、调频、倍频的全过程。3.高频谐振放大器与高频激励放大器话筒放大器与调频晶体振荡器电路已经基本上完成了高频信号的产生和对载波的调制功能。它所产生的信号，已经具备了 FM 小信号发射机所要求的全部内容。但因为他们产生的载波信号很弱，功率仅有几毫瓦，有效传输距离仅几米，要想使对讲机在较远的距离之间进行可靠的通信，就必需对载波进行进一步的功率放大，使发射机的天线辐射功率达到
33、 1W-2W。12下图 14 是高频放大级与激励放大级电路：2 2 3C 2 01 0 uC 2 3R 58 K 2D 37 U 5R 81 KB G 4L 88 TB 2C 1 41 0 1C 1 3C 1 12 2 3R 61 KC 1 61 0 1C 1 52 0 1B G 3C 1 22 0 1R 31 0 8B G 2C 1 01 0 1L 72 2 u HL 62 2 u HC 74 0 7V C CB G 1R 25 18 TL 5C 91 0 1C 81 5 1调 频 级 信 号高 效 级激 励 级功 放 末 级电 源 稳 压图 14.高频放大级与激励放大级电路从图中可以看出，
34、高频放大级，实际上是一个典型的甲类高频谐振放大电路。而激励级，则是一个典型的丙类谐振功率放大电路。由于两级放大器的输入电压幅度不同，所以选用两种不同的工作类型。高放级由于前级晶振电路送来的电压幅度较小，采用甲类工作方式较为有利。信号经过高频谐振放大级后，信号电压已经具有较大的幅值。所以使激励放大级工作在丙类状态。这样可以有效的提高电路工作效率，偏置电阻 R3 是专门为激励管 BG2 提供基极直流偏置而设置的。为了保证为基极提供足够大的电流。一般选择 R3 的阻值都较小，否则会影响激励放大器的输出功率。为了提高放大器的输出负载能力，不影响谐振回路的选频特性 Q 值，一般耦合电路均需要采用部分接入
35、方式。本电路的高放级和激励级的输出，就是采用电容分压方式和下一级电路相耦合的。高频谐振放大级工作在甲类态，可以有效的提高放大器的输入灵敏度。激励放大级则工作在丙类状态，由于放大器在丙类工作状态时，电压导通角较小，而且当无输入信号时，IC 电流=0，当输入信号达一定幅值时，放大器具有较大的功率增益输出，所以该级放大电路具有工作效率高，输出功率大的优点。电路中，由 BG4 和 D3 组成了一级简单的稳压电路，它的作用主要是为发射电路中部分需要稳压供电的电路提供电源。例如：话筒放大电路、晶体振荡电路、甲类高放电路等电路。其它对电源电压要求不高的电路，可以不经过稳压而直接供电。4.末谐振功率放大器与输
36、出滤波网络末谐振功率放大器与输出滤波网络主要任务是：将激励级送来的高频信号进行功率放大，以保证有足够的高频信号送到杆天线向外发射。由于高频信号不仅有主频信号 f0同时还含有 f0的 2 次-N 次的高次谐波分量，这些谐波信号一旦随主波信号一同发射出去，将会造成对别的接收设备严重的干扰。在信号送至天线之前，必需对谐波信号进行滤除。所以低通滤波电路，也是末级电路的重要组成部分，目前常用的滤波电路形式有串联滤波和并联滤波，L 型和 型滤波器。由于功放级输出阻抗较高，要经过阻抗变换才能和 75 拉杆天线进行匹配。所以低通滤波电路还13兼14有阻抗匹配的功能。下图 15 是末级功率放大器和滤波网络的电路
37、图：+ VC 51 0 34 U 7C 78 TL 5C 2 0 7 8B G 1C 81 5 1R 25 1C 61 0 11 0 1C 41 1 TL 35 TL 25 TL 1C 32 0 1C 22 0 1C 18 2T7 5L 45 T激励级信号图 15.末级功率放大器和滤波网络的电路图从图中可以看出，末级管 BG1 的基极下偏置电阻 R2 阻值仅 51，由于从激励级送来的高频激励信号幅度、功率已经足够大。完全可以使末级功放管 BG1 可靠的工作在开关状态下。工作在丙类状态下的放大器有两级，即：激励管 BG2、末级功放管 BG1.为了保证末级功放管 BG1 有较强的高频率输出功率，除
38、了选用放大倍数较高的高频率功率管外，还应该保证末级功放管 BG1 有足够大的工作电流 IC。为此我们设计时特意将基极电阻选择较小，以保证有 BG1 基极有足够大的激励电流 Ib。在调试时，用示波器在 R2 上观测到的高频率载波幅度，应不小于 8-10Vpp 值，以保证 BG1有效的工作在开关状态下。在功放管 BG1 的集电极回路里，串接有由 L4、C6 组成并联谐振在发射信号的主频 f0上，而对主频以外的各次谐波分量，能起到较好的滤除作用。但由于有 LC 组成的并联谐振回路一般 Q 值都比较低，要靠它将高次谐波除干净有一定得困难。所以在信号的回路中，又串入了一级由 L3、C4 组成的串联选频回
39、路，以便能更好的达到滤除谐波分量的目的。对讲机使用的发射天线为标准的拉杆天线，交流等效阻抗 75,这种天线虽然工作效率不是太高，但它具有体积小、造价低、使用方便等优点。目前已被对讲机、无线电话机等便携通信设备广泛采用。为了进一步缩短天线的长度，便于携带，设计中用天线加感的方法，来缩短天线的有效长度，通过加感，既能保证其与电路的阻抗匹配，又能缩短天线实际尺寸。天线与电路之间是否匹配，对发射机来讲，十分重要。如果天线能和发射电路进行良好的匹配，将可以最大限度的提高发射效率。反之如果它们之间出现匹配不良，将会使发射机效率大打折扣，电路失配时，会把大部分发射功率反射回电路，失配严重时还会造成发射管烧毁
40、的可能性。相对接收机电路来讲，对天线的匹配要求相对来讲比较宽松一些。但是如果出现天线和输入回路不匹配时，也会造成信号插入损失过大的问题，从而使接收电路的接受灵敏度大大减低，所以天线匹配网络是对讲机电路的一个重要电路部分。15二、 测试与调整（一）接收机电路调试1.输入回路高频放大级的调试高放级调试时的主要任务是尽可能提高高放级电路的高频电压增益，提高灵敏度。准确的调整 LC 选频回路，使 f0 以外的干扰信号尽可能的被衰减，保证接收电路的信号选择性。测试电路如图 16：图 16.输入回路高频放大级的调试图将扫频仪的输出端接置 D1 两端，扫频仪输入端接 B1,C28 电容选频输出处，观察其选频
41、特性，用无感螺丝刀调节 B1 磁芯，使选频网络中心频率为 30M 左右，且中心频率处幅值最大，带宽适中。B1、C28 组成的选频网络选频特性（无衰减）波形如下图：加电源，保持信号输入仍为扫频仪的输出，将扫频仪输入端接 C32 选频输出处，观察 B2 与 C32 组成的选频网络选频特性，同上一步，调节中周磁芯，使选频网络中心频率为 30M，中心频率处幅值最大，带宽适中。将 B2,C32 组成的选频网络幅度调至与B1,C28 组成的网络幅度一致，从扫频仪上可以读取本级电路的电压增益，实验测得电路电压增益约为 30dB。B2、C32 组成的选频网络选频特性（有衰减）波形图如下：162.一本振与一混频
42、的调整混频电路的作用是将前级送来的高频信号，经过频率变换后，变成一个频率较低的中频信号。本机是采用两次混频的超外差式电路。第一中心频率是10.7MHz，第二中心频率是 455kHz。混频电路主要分两部分电路组成。即：本机振荡电路和三级管混频电路。电路如图 17：图 17.一本振与一混频的调整加电源的情况下，用示波器观察 JT2 处的输出波形，即为本振信号波形。微调 C37 电容可将晶振频率调节至要求。本振信号波形如下图用示波器观察 R29 处波形，即为 3 倍频后的晶振波形。用频率计读取其频率，实验调试时，三倍频后的输出波形如下图：17用示波器观察 R31 输出波形，此处的波形为第一次混频后的
43、波形，用频率计测量波形的频率与理论一致。一混频输出波形如下：3.二混频、中放、鉴频电路的调整二混频，中放，鉴频电路的大部分功能，采用集成电路“MC3361”来完成，外围电路可调器件很少。只要焊接无误，元件正常，一般情况下就能正常工作。图 18 为中放电路调整点示意图，这一部分主要调整点是：鉴频器的正交频线圈 B3 谐振点。 图 18.中放电路调整点示意图接上天线，外加一个调制信号为 100KHz 的高频载波信号。调整 B3 磁芯，使 9 脚处波形幅度最大并且没有明显的失真现象。4.静噪电路、音频功放电路的调整静噪电路视对讲机电路的特有部分，它的主要任务是：当接收机处在待机（没有呼叫）状态时，切
44、断音频电路，使接收机保持安静待机状态，避免噪声。静噪电路一般来说只要焊接无误，均可正常工作，可接上喇叭后接收一个信号，观察接收效果。当发射频率为接收电路设计频率时，喇叭输出由电源的噪声变为类似蜂鸣的信号声。（二）发射机电路的调试 181.话筒放大电路的调试话筒放大电路由电容驻极体话粒和两级负反放大器共同组成。原理图如下图 19：图 19.话筒放大电路的调试图先检查放大器的直流工作点是否正常，调试测得各个三极管均正常放大，CE 级电压绝对值均在 0.6V 左右。检查交流工作状态：先定性的检查，对着话筒讲话，示波器能在 C22 输出处观察到明显的话音波形信号其幅度值不小于 1.5Vpp。再在驻极体
45、处输入一个小信号，其幅值最好在 5mv 左右，由于实验仪器限制，输入最小的幅值为 15mv，在 C22 输出处观察输出波形读取幅度值。波形如下：2.晶体调频振荡电路与高放电路的调试晶体调频振荡器是发射机的主频信号产生电路，要求它既要有较高的频率稳定度，又要能为下一级的放大器提供一定幅度的高频电压信号。调试步骤为：在无调制信号输入的状态下 ，用示波器观察 JT1 的输出波形，用频率计读取其频率, 用示波器观察波形如下图:19测量 C16 右端频率看是否准确等于晶振频率 3 倍，如果不符，应该通过调整微调电容 C21*来校准。频率准确后就可以用示波器和频率计同时测量，进行幅度调试，用无感螺丝刀调整
46、电感，L9 的闸间距离，使示波器的波形幅度最大，同时频率计读数正确，即可认为已经调准了谐振点。三倍频后输出波形如下图：测量 C13 右端波形，同上一步调节 L9 的闸间距离，使其频率为晶振 3 倍且幅度达到最大。测得波形如下：3.激励放大级与末级功放电路的调试激励功率放大器和末级谐振功率放大器，是发射机的主要高频功率放大电路。同时也是发射机电路中的主要耗电部分，特别是末级谐振功率放大器，它所消耗的电流，约占整机耗电的百分之八十以上。由于激励级和功放级都处于丙类工作状态。所以在调整前，要求发射机的主振级BG5,高放级 BG3 均以调整完毕，并保证工作最佳状态。只有这样，才能为激励级提供足够强的高
47、频电压，使后两级放大器正常工作。调整中要时刻观察末级电流的变化，表现为一旦散热片发热严重，立即断开电源停止调试。检查是否有电路故障。如果经过检查，电路和元件都没有发生故障。就可能是放大器的 LC 谐振回路严重失调造成的电流过大，这时要仔细的用无感螺丝刀调整谐振线圈。是电流降下来。LC 谐振回路失谐严重时，当靠改变电感量不能解决问题时，应考虑改变谐振电容来使回路谐振。在发射机调试和使用中，特别注意不得在断开天线是开机发射，以免造成末级功放管过功耗而烧坏。实际调试中，分别调整电感线圈 L5,L4,L3,L2,L1 。直至天线处（C1 处）输出电压幅度最大且无明显失真现象。波形如下：20（三）接收机
48、和发射机电路的统一调试使用 A,B 两个已调的谐振在同一频率的对讲机，一个作为发射机，一个作为接收机。将 A 机处在关闭状态，B 机的喇叭里应听到明显的干扰噪声，再将 A 机置于发射状态，B 机的干扰噪声马上被抑制。关闭 A 机发射，B 机的接收机又会恢复干扰噪声。A,B 互换，再观察接收状态。三、 实验结果经过我们小组三人的通力合作，顺利完成了单工无线调频对讲机原理图的绘制，PCB 板的制作，元件的安装焊接，以及各单元电路和整个系统的调试和测试等工作。四、 总结通过本次综合实验的设计制作，我们对单工无线对讲机的工作原理有了深刻的理解。并将理论知识应用到实践中，培养了自己的动手动脑能力。通过对
49、系统的检测调试，提高了我们发现问题、分析问题以及解决问题的能力。另外我们还熟悉了设计和制作电路板的基本流程，以及相关测试仪器的使用。同时，在这次综合设计实验过程中，我们体会到团队协作和锲而不舍的重要性。并且认识到细节决定成败，科学工作必须认真仔细。我们这次试验的成功，归功于樊仁玲老师的耐心指导，在此特表示衷心感谢！五、 参考文献1.单工无线对讲机讲义. 四川大学电子信息学院自编讲义21附录 A 单工无线对讲机电路原理图 DF10uC745L6BG3289pTK.VRJMW*INOU22附录 B 单工无线对讲机 PCB 板23附录 D 单工无线对讲机原件清单名称 数量 序号 名称 数量 序号瓷片电容 共 54 只 空心线圈 共 7 （不买）5.1p 1 C21 5T 2 L2，L415p 1 C37 7T 3 L1,8,920p 1 C61 8T 1 L530p 2 C45 11T 1 L339p 4 C33,c44 色码电感 与电阻相似51p 4 C27,28,32,39 22H 2 L6,782p 3 C1,14,17 中周 5 B1,2,3,4,5101 8 C4,6,9,10,1
