【精品】对讲机的基础知识

【精品】对讲机的基础知识 目 录第1章 对讲机的基础知识 ............................................... 1 1.1 对讲机的分类............................................................................................................1 1.2 中国公众对讲机标准频点........................................................................................7 1.3 对讲机的性能指标....................................................................................................7 1.4 对讲机主要部件........................................................................................................8第2章 对讲机的工作原理 .............................................. 10 2.1 对讲机的工作原 理 ...................................................................................................10 2.2 哪些因素影响对讲机通话距离和效果..................................................................10第3章 调频收音、对讲、无线发射三用机 ................................ 12 3.1 技术指 标..................................................................................................................12 3.2 电路工作原理..........................................................................................................12 3.3 制作与调试..............................................................................................................13附录? 三用机参考原理图 ............................................... 14附录? 工程实践大 纲 .................................. 错误～未定义签。 第1章 对讲机的基础知识 将工作在超短波频段(VHF30300MHZ、UHF3003000MHZ)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 ，如车载台(车载机)工具或固定使用的无线电话机又叫做“电台” 、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，早在二十世纪三十年代就开始得到应用。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 世纪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。它是一种无线的可在移动中使用的一点对多点进行通信的终端设备，可使许多人同时彼此交流，使许多人能同时听到同一个人说话，但是在同一时刻只能有一个人讲话。这种通信方式和其它通信方式有不同的特点:即时沟通、一呼百应、经济实用、运营成本低、不耗费通话费用、节约使用方便，同时还具有组呼通播、系统呼叫、机密呼叫等功能。 对讲机主要应用在公安、民航、运输、水利、铁路、制造、建筑、服务等行业，用于团体成员间的联络和指挥调度，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。在处理紧急突发事件中，在进行调度指挥中其作用是其它通信工具所不能替代的。无线电对讲机和其它无线通信工具(如手机)其市场定位各不相同，难以互相取代。无线电对讲机决不是过时的产品，它还将长期使用下去。随着经济的发展，社会的进步，人们更关注自身的安全、工作效率和生活质量的提高，对无线电对讲机的需求也将日益增长。公众对讲机的大量使用，更促进了无线电对讲机和有线电话机一样成为人们喜爱和依赖的通信工具。 1.1 对讲机的分类 1(从使用方式上分为手持式、车(船、机)载式、固定式、转发式 1手持式无线对讲机 这是一种体积小、重量轻、 功率小的无线对讲机，适合于手持或袋装，便于个人随身携带，能在行进中进行通信联系，其功率一般 VHF 频段不超过 5W、UHF 频段不超过 4W。但也有少数机型的功率 VHF 为 6W、UHF 为 5W，如 IC-T7H(VHF)达 6W。通信距离在无障碍的开阔地带时一般可达到 5 公里。在无线通信网络的支持下，通过中转台通信距离可达 10 公里以上。该机适合近距离的各种场合下流动人员之间的通信联系。在无线电话机的系列中，手持式无线电“对讲机”的应用数量及品种是最多的，约占 80以上。从摩托罗拉生产的三千元左右的高端手持式无线电对讲机到国内一百多元左右的国产低端手持式无线电对讲机，价格差异很大，据估计这类对讲机每年在国内销售量已超过一百万台，其市场潜力很大。 2车(船、机)载式无线对讲机 这是一种能安装在车辆、船舶、飞机等交通工具上直接由车辆上的电源供电的，并使用车〈船、机〉上天线的无线对讲机，主要用于交通运输、生产调度、保安指挥等业务。其体积较大，功率不小于 10W，一般为 25W。最大功率为 VHF 为 56W、UHF为 50 W。还有个别车载台在某一频段的功率达到 75W(IC-VX8000)。车载台其电源为 13.8V，通信距离可达到 20 公里以上，在无线通信网络中，通过中转台通信距离明显增大，可达数十公里。销售价格从国产的 1000 元到进口机的 3000 元。据估计，国内年销售量不低于 10 万台。随着交通运输的迅猛发展，特别是私家车的增加，个人购买车载机(属于业余无线电爱好者)的数量将日益扩大，2003 年北京仅业余无线电爱好者购车载机(含二手机)不少于二千台。 3转发式无线对讲机 转发式无线对讲机就是将所接收到的某一频段的信号直接通过自身的发射机在其它频率上转发出去。这两组不同频率信号相互不影响，或者说能够允许两组用户在不同频率上进行通信联系。它具有收发同时工作而又相互不干扰的全双工工作的特点。转发式无线电话机也叫中转台、中继台、转信台。其最大的特点是能够有效地扩展通信系统中手持机、车载机、固定台的通信范围和能力给系统提供更大的覆盖半径。由于这类设备工作时处于无人值守状态，有的中转台还放在高山上，工作环境较差，有的中转台长时间处于发射状态。因此对中转台的技术设计要求比车载机、固定台要高得多，甚至有一些特殊的要求，如高稳定性、高可靠性、优良的散热性，能在高、低温条件下长时间稳定工作。不少设备都具有在主电源故障情况下能够自动启动备用电源或切换到直流电源继续工作的功能。在无线通信系统中使用的专用中转台的功率都较大，一般都在 25W50W 甚至达到 100W(大吉公司的TB8100)，在楼宇中使用的小中转台的功率一般不超过 25W。 2(从通信工作方式上分为单工通信工作的单工机和双工通信工作的双工机 1单工通信工作的单工无线对讲机 单工通信是指在同一时刻，信息只能单方向进行传输，你说我听，我说你听。这种发射机和接收机只能交替工作，不能同时工作的无线电对讲机叫做单工机。单工机工作是以按键控制收和发的转换，当按下发射控制键时，发射处于工作状态，接收处于不工作状态，反之，松开发射按键时，发射处于不工作状态，接收处于工作状态。单工机根据频率使用情况，又分为同频单工机(或称单频机)和异频单工机(或称双频机、准双工机、半双工机)。同频单工机是指发射和接收都工作在同一频率上。其优点是:仅使用一个频率工作，它能最有效地使用频率资源，由于是收发信机间断工作，线路设计相对简单、价格也较便宜。缺点是:双方要轮流说话，即对方讲完之后，我方才能讲话。使用起来不如打电话那样方便、习惯。但从频率资源的利用来讲，单工机是主流机型。异频单工机只是在有中转台的无线电通信系 统中才有使用。现在很多单工机既能同频工作又能异频工作。 2双工通信工作的无线对讲机 双工通信是指在同一时刻信息可以进行双向传输，和打电话一样，说的同时也能听，边说边听。这种发射机和接收机分别在两个不同的频率上(两个频率差有一定要求)能同时进行工作的双工机也称为异频双工机。双工机包括双工手持机、双工车载机、双工基地/中转台。双工手持机大多在 VHF 频段和 UHF 频段上跨段工作。一般将双工手持机称为跨段双工手持机。其工作时，或 VHF 发射、UHF 接收，或 UHF发射、VHF 接收。而双工车载机及基地/中转台就不存在这个问题，可以跨段双工工作，也可以做成(VHF 或 UHF 频段的)同频双工机。由于使用了将收、发信号进行隔离的双工器或使用收、发分开的双天线，在 VHF、UHF 频段中，只要有一定的频差(国家标准 VHF 频段为 57MHZ、UHF 频段为 10MHZ)就可以完成同频双工工作。双工机虽然使用方便，但线路设计较复杂，价格也较高，特别是在频率资源的利用上极不经济，所以除在特殊场合下需使用双工机(手持机和基地/中转台)外，双工车载机在国内专业通信中几乎没有得到使用(在八十年代，在一些行业中，如水利、电力系统 UP450、KG106 等进口机型以及国产的双工频段机。到九十年代大部分都不再使用)。特殊场合使用双工机，就是用于转发的中转台或作指挥用的基地台。双工机还有一个特点是，作为双工基地台可以通过接口设备实现无线网络和有线网络的联接。这个接口设备就是有无线接驳器(或又叫转接器)。通过它，有线电话可以和无线对讲机通话，反之对讲机通过拨号可以打有线电话。这种设备在八十年代后期到九十年代中、前期，在国内很流行。在这一点上，单工机是无法实现的。因为单工机的收、发都是同一个频率。在九十年代中期的全双工集群通讯系统中，号称“小大哥大”的跨段集群双工手持对讲机和车载机曾经有过短暂的风光。其基站的发射频点 UHF 频段，接收频点是 VHF 频段，反之，移动台的发射频点是 VHF频段，接收频点是 UHF 频段。这些跨段双工手持对讲机有日本 ICOM 公司的 IC-W21AT、IC-T21CP/T31CP，日本建伍公司的 TH-78A/79A，台湾 ADI 公司的 AT68C/88C、X98C，深圳天立通公司的 TH82。目前仅剩少数专用跨段双工集群通讯系统在运行中。 3(从技术设计上，模拟对讲机和数字对讲机 无线电对讲机在设计技术方面，可分为采用模拟通信技术设计的模拟对讲机(也称为传统对讲机)，以及采用数字技术进行设计的数字对讲机。模拟对讲机是将储存的信号调制到对讲机传输频率上，而数字对讲机则是将语音信号数字化，要以数字编码形式传播，也就是说，对讲机传输频率上的全部调制均为数字。只有直接采用数字信号处理器的对讲机才是真正意义上的数字对讲机，而采用数字控制信号的对讲机(如集群系统的对讲机)则不属于数字对讲机。数字对讲机有许多优点，首先是可以更好地利用频谱资源，与蜂窝数字技术相似，数字对讲机可以在一条指定的信道上如 25KHZ 装载更多用户，提高频谱利用率，这是一种解决频率拥挤的解决，具有长远的意义。其次是提高话音质量。由于数字通信技术拥有系统内错误校正功能，和模拟对讲机相比，可以在一个范围更广泛的信号环境中，实现更好的语音音频质量，其接收到的音频噪音会更少些，声音更清晰。最后一点是，提高和改进语音和数据集成，改变控制信号随通讯距离增加而降低的弱点，与类似集成模拟语音及数据系统相比，数字对讲机可以提供更好的数据处理及界面功能，从而使更多的数据应用可以被集成到同一个双向无线通讯基站结构中对语音和数据服务集成更完善、更加方便。这三大特点使数字对讲机成为未来对讲机技术发 展的必然趋势。七十年代摩托罗拉率先将数字技术引入对讲机系统设计中，1975 年生产出数字语音加密的 DVP 对讲机，1980 年研制了一套数字数据通信系统，在 1991 年的沙漠风暴行动中，使用了 35000 台数字对讲机。很显然，随着无线电通信技术的发展，人们对无线通信质量的要求的提高以及频谱资源的日益高涨，数字对讲机必将有着巨大的需求市场。但不管数字对讲机有多广泛的应用，在对讲机技术上已经十分成熟的模拟技术，在很长一段时间内还将继续为对讲机的设计服务，向体积小、成本低、功能强、更商品化的方向发展，以满足通讯用户的不同需求。数字对讲机在短时间内不可能代替模拟对讲机，这二种对讲机将发挥各自特点共同发展。 4(从设备等级上分为业余无线电对讲机和专业无线电对讲机 1业余无线电对讲机 专为满足无线电爱好者使用而设计、生产的无线电对讲机。这类对讲机又可称为“玩机”。针对这种业余的个人无线电业务，各个国家都开辟了专用频段分配给业余无线电运动爱好者使用。我国开辟的频段为 144146MHZ 和 430440MHZ，世界各国一般也都是这一频段。2001 年 10 月信息产业部国家无线电管理局发布的《中华人民共和国无线电频率规划》中的对业余无线电爱好者和业余业务专门有说明“业余业务:供业余无线电爱好者进行自我训练、相互通信和技术研究的无线电通信业务。业余无线电爱好者系指经正式批准的、对无线电技术有兴趣的人，其兴趣纯系个人爱好而不涉及谋取利润。” 由于无线电对讲机的频率范围有限，使用的环境条件及使用要求和专业对讲机有所区别。业余机的主要特色是，体积要小巧、功能要齐全、可进行频率扫描，可在面板上直接置频，面板上显示频率点。其技术指标、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。目前，我国所使用的业余机绝大部分为进口设备。这些设备系摩托罗拉在九十年代中期有二款手持对讲机 AP50 、AP10 进入国内市场以及台湾 ADI 公司的 AR-146/446 车载台及 S-145/450 手持机外，均为日本生产的。这些业余机主要是:日本建伍公司的 TH22A/42A 手持对讲机、 TM261/461 车载台，日本特灵通公司的 DR130/430 、DR135/435 车载台，日本八重洲公司的FTC2008/7008 、 VX150 手持对讲机、(日本 ICOM 公司的 IC-)2100H 车载台、日本马兰士公司的 C150/450 手持对讲机等等。 2专业无线电对讲机 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,30 度到，60 度。专业机的工作频率在 VHF 段时一部分 V 高段(148174MHZ)和 V低段(136160MHZ)。另有一部分是全段(136174MHZ)。但在 UHF 频段，大部分分 U 高段 和 (450470MHZ) U 低段 ， (400430MHZ) 极少数是 U 全段(400470MHZ)。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。国内使用的专业机除一部分国产外，大都为进口机型。摩托罗拉生产的机型几乎都是专业机，其代表产品有 GP88 、GP88S 、GP2000 、GP328/338 手持对讲机，GM950 、GH300 、GM338/398 车载台，新西兰大吉公司的 T2000 系列车载台，协同公司(KYODO)的 KG 系列车载台、手持机，日本建伍公司的 TK 系列的手持对讲机、车载台，日本八重洲公 司的 VX160 、VX400 手持机、VX4000 车载台。日本ICOM 公司的 F 系列手持对讲机和车载台。国内生产的手持对讲机不少机型都是按照专业机的设计标准进行的，但真正达到专业机水准的机型实在不多。其差距不只是在设计技术方面，更主要的还在元器件的品质，制造工艺、装配工艺的水平，零件的加工质量，材料的选用(如机壳的塑料)，特别是在产品的环境试验方面，作为专业机必须按标准经过严格的环境试验。不少进口机都按照美国军标 MIL-STD810C、D、E 进行试验。MIL-STD810 标准是美军在恶劣环境中对产品性能认可的标准，它的试验包括低压、高温、低温、瞬间温度、日晒、防晒、防潮、盐雾、防尘、防震、防冲击等; MIL-STD810E 是非曲直 0C 、810D 的升级版本。有的进口机型是按欧洲ETIS 标准进行试验。摩托罗拉的对讲机在出厂前还要经过“加速老化实验”即模拟五年实际苛刻使用情况，符合 ELA-316B 抗冲击、防震、防尘、防潮标准和 IPX4 密封测试。在这方面显然国产机的差距是很大的。有的缺乏例行测试条件，有的试验标准低，有的没有根本没有这种试验意识。业余机当然也不会在这方面投入很大的力量。专业机和业余机的品质差距也就显而易见的。如专业机的工作温度，低温达到,30 度，而业余机一般只达到,10 度。在此我们也就不难理解专业机与业余机、国产机与进口机、专业机与专业机、品牌机与非品牌机之间的价格差异。 5(从通信业务上可分为公众对讲机、数传对讲机、警用对讲机、航空对讲机、船用对讲机 公众对讲机，人们俗称为民用对讲机。这是指只能工作在政府无线电管理部门指定的供公众使用的无线频率的对讲机。它实质上是属于一种个人业务通信范畴，是以个人家用或小团体的近距离无线电通信业务。使用公众对讲机无须批准，不收频率占用费，免通话费，任何人都可以选购使用。但这类公众对讲机在频率、功率及技术指标方面都有明确的。目前我国正在制定“ 400MHz 频段公众对讲机技术和测量方法”的国家标准。据悉，我国的公众对讲机的国家标准参照的是美国 FCC 标准 47CRR 的第 95 部分——个人无线电服务，该部分的标准包括 7 个方面内容。经比较，我国公众对讲机与其第二方面内容家用无线电业务( FRS )相当，因此我国公众对讲机的标准主要是参考美国相关标准“ FRS ”来制订。欧洲在公众对讲机方面也有相应的标准。各国标准虽不尽相同，但有一点是一致的，即水平上都不超过 0.5W 。在频率方面，却相差较大，各个国家或地区各自规定或执行自己确认的频率和频道数量。我国开放的频道数是 20 个，频率范围从409.750409.9875MHZ ;美国则是 14 个频点，分 462MHz 和 467MHz 两组，每组7 个频点;在台湾地区也为 14 个频率点，从 446.00625MHz446.09375MHz ;在泰国开放频点达到 80 个，从 245.000MHz245.7375MHz 。据了解，日本、韩国采用的是美国规定的公众频率。此外，作为公众对讲机，各国的都规定对讲机的前面板上不能设置编程操作功能，目的是防止用户随意扩展频率范围，修改工作参数。按规定，公众对讲机只能显示频道数，不能显示其工作频率。同时还规定公众对讲机可以使用低于 300HZ 的亚音频技术( CTCSS )，俗称防干扰码或叫私密线，以防止其同频率的对讲机的干扰。 根据 、 《中华人民共和国无线电管理条例》 《进口无线电发射设备的管理规定》、《生产无线电发射设备的管理规定》，在国内市场上销售的公众对讲机，不论进口的还是国产的，都必须经国家无线电检测中心，符合国家有关管理规定和技术标准，获得信息产业部无线电管理局签发的无线电发射设备型号核准证。据统计，至今已有近 30 个厂家的近 60 个型号的公众对讲机获得核准 证。但仍有不少的厂家来做这方面的工作，其中大多是国产机。 1.2 中国公众对讲 机标准频点信道 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10频率(MHz) 409.7500 409.7625 409.7750 409.7875 409.8000 409.8125 409.8250409.8375 409.8500 409.8625信道 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20频率(MHz) 409.8750 409.8875 409.9000 409.9125 409.9250 409.9375 409.9500409.9625 409.9750 409.9875 1.3 对讲机的性能指标对讲机有如下一些主要 的性能指标:a 频率误差:未调制载波频率与指配频率之差;b 输出载波功率:在 未加调制的情况下，一个射频周期内发射机架给予传输线的平均功率。c 杂散射频 分量:除了载波及其发射带宽附近处的调制分量外，在离散频率上或在窄频带内有 一显著分量的信号。包括谐波和非谐波以及寄生分量。d 邻道功率:在按信道划分 的系统中工作的发射机，以规定的调制条件下总输出功率中落在任何一个相邻信道 的规定带宽内的那一部分功率。e 音频失真:除去其基波分量的失真正弦信号的均 方根值与全信号均方根值之比，用百分数表示，这一失真的正弦信号包括谐波分量、电源纹波和非谐波分量。f 调制了限制:发射机音频电路防止调制超过最大允许偏 移的能力。g 额定音频输出功率:当接收机在规定的工作条件下其输出端连接规定 负载时可得到的功率。h 参考灵敏度:又称为最大可用灵敏度，在规定的频率.