调频对讲机毕业设计

调频对讲机毕业设计 毕 业 设 计 高频电子线路毕业设计 课题名称 调频对讲机毕业设计 二OO 年 月 日 I 毕 业 设 计 目 录 目 录 ............................................................................................................................................... II 摘 要 ............................................................................................................................................ III 第一章 设计的意义、目的 .............................................................................................................. 1 1.1意义 ................................................................... 1 1.2目的 ................................................................... 1 第二章 设计的方案确定与方框图 .................................................................................................... 2 2.1设计方案的确定 ......................................................... 2 2.2 设计方框图 ............................................................ 2 第三章 单元电路设计 ...................................................................................................................... 3 3.1芯片简述 ............................................................... 3 3.2芯片内部电路原理 ....................................................... 3 3.3振荡电路 ............................................................... 3 3.4高频功率放大器原理图: .................................................. 4 3.5混频器电路图: ......................................................... 5 第四章 整机电路图及设计原理 ...................................................................................................... 6 4.1调频无线对讲机总电路图如下 ............................................. 6 4.2主要功能电路设计原理 ................................................... 6 4.3对讲机的安装与调试 ..................................................... 7 4.4对讲机的系统功能、指标参数 ............................................. 7 第五章、扩展部分 .............................................................................................................................. 8 第六章 元件清单及PCB印刷电路板板图 ........................................................................................ 9 结 束 语 ............................................................................................................................................ 11 参考文献 ............................................................................................................................................ 12 II 毕 业 设 计 摘 要 在现在通信中，对讲机是一种近距离的、简单的无线传输通信工具，由于它不需要中转站和地面交换机站支持，就可以进行有效的移动通信，因此深受人们欢迎。目前，它广泛应用于生产、保安、野外工程等领域的小范围移动通信工程中。调频对讲机是通过调节频率和接收频率使一组对讲机的接收频率和发射频率与另一组对讲机的发射频率和接收频率相同，从而实现对讲功能的无线通信工具。 调频对讲机是通过调节频率使一组对讲机的接收频率和发射频率与另一组对讲机的发射频率和接收频率相同，从而实现对讲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及各单元电路的电路形式，各电路间的耦合方式及信号传送波形和结果，有更深入的了解。 同时，也对以前所学过的各类型模拟单元电路的工作原理、电路形式、调试方法、测量方法、整机电路统调技巧等方面知识，得到全面的、传统的训练。为今后从事工作有坚实的技术基础。 本设计是调频无线对讲机，首先介绍了调频无线对讲机的功能、性能指标和工作原理。根据工作原理在设计中采用了低成本的D1800，D2822两块核心芯片，具体电路设计，通过主要芯片将各功能模块有机地组织起来共同完成系统需要的功能。 关键词:对讲机 调频 双工 III 毕 业 设 计 第一章 设计的意义、目的 1.1意义 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。通信距离在无障挡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。 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。 本文研究的意义在二个方面。第一，掌握无线对讲机的工作原理以及组成无线对讲机的各个组成部分的原理、功能用途等;第二，锻炼自己实际能力，要从实际出发，选择适合自己的元器件，从生产成本和实用价值等面去考 1.2目的 1. 使自己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及各 单元电路的电路式, 各电路间的耦合方式及信号传送波形和结果,有更深入的 了解。 2 培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 3. 提高了我查阅资料的能力，提高了我们科学研究的能力。 1 毕 业 设 计 第二章 设计的方案确定与方框图 2.1设计方案的确定 此设计主要应用高频电子线路与模拟电子技术中的低频放大、集成运放等知识，根据无线电信号的传输原理，将设计分为发射部分和接受部分。并通过研究分析二个部分的原理框图，以及对高频放大电路、低频放大电路、混频电路、鉴频电路、天线等，最后确定对讲机的电路图。 2.2 设计方框图 在高频电子线路课程学习中涉及到无线电的发射与接收原理，基于发射与接收的原理方框图(图a和图b)和D1800与D2822的内部结构图(图c和图d)，设计总体的原理图(图c) 2 毕 业 设 计 第三章 单元电路设计 3.1芯片简述 本套件采用了D1800和D2822这两种芯片，它们的内部结构如图3和图4所示。核心芯片为 D1800，它作为收音接收专用集成电路，功放部分选用D2822。对讲的发射部分采用两级放大电路，第一级为振荡兼放大电路;第二级为发射部分，采用专用的发射管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。只要按要求装配无误, 装好后稍加调试即可收到电台，无需统调，是电子技术改进更新的理想套件。它既能收到电台又能相互对讲。 3.2芯片内部电路原理 图c:D1800内部框图及静态参考电压 图d:D2822方框图及静态电压参考值 3.3振荡电路 3 毕 业 设 计 图(a) LC振荡电路 C2、C3、C4、C5、L1及VT1集电极与发射极间的结电容Cce构成一个LC振荡电路，在调频电路中，很小的电容变化也会引起很大的频率变化。 3.4高频功率放大器原理图: (6)高频功率放大器原理图 利用宽带变压器作耦合回路的功放称为宽带功放。常用宽带变压器有用高频磁芯绕制的高频变压器和传输线变压器。宽带功放不需要调谐回路，可在很宽的频率范围内获得线性放大，但效率很低，一般只有20%左右，一般作为发射机的中间级，以提供较大的激励功率。 4 毕 业 设 计 3.5混频器电路图: 混频器电路图 (9) 混频器是一个变频电路，一般用相乘器，高频放大电路和本地振荡电路的输出信号加到混频器的输入端，得到一个差频，谐回路的输出，进入混频级的是高频调制信号，即载波与携带的高频信号。经过混频，输出载波的波形变的很稀疏其频率降低了，但音频信号的形状没有改变。通常把这个过程叫变频。从频谱观点上来看，混频的作用就是将已调波德频谱不失真的从fc的位置上，隐私混频电路是一种典型的频谱搬移电路，可用相乘器和带通滤波器实现这种搬移。如下图(10)所示: (10)频谱电路 混频电路的原理是:把本机振荡产生的高频等幅振荡信号f1，与输入回路选择出来的广播电台的高频已调波信号f2同时加到非线性元件的输入端。利用原件的非线性作用进行混频。混频结果:输出频率为f1、f2以及频率为f1+f2、f1-f2„..高次谐波等多种信号。 5 毕 业 设 计 第四章 整机电路图及设计原理 4.1调频无线对讲机总电路图如下 4.2主要功能电路设计原理 1、接收原理:调频信号由TX接收，经C0耦合到IC1的I9脚内的混频电路。IC1第1脚为本振信号输入端，内部为本机振荡电路，L4、C、C10、C11等元件构成本振的调谐电路。在IC1内部混频后的信号经低通滤波器后得到10.7MHz的中频信号，中频信号由ICI的7、8、9脚内电路进行中频放大、检波。7、8、9脚外接的电容为高频滤波电容。10脚外接电容为鉴频电路的滤波电容。此时，中频信号频率仍然是变化的，经过鉴频后变成变化的电压，这变化的电压就是音频信号，经过静噪的音频信号从14脚输出耦合至12脚内的功放电路，第一次功率放大后的音频信号从11脚输出，经过R10、C25、RP耦合至IC2进行第二次功率放大，推动扬声器发出声音。 2、 发射原理:驻极话筒将声音信号转换为变化着的电信号，经过R1、R2、C1阻抗均衡后，由VT1进行调制放大。C2、C3、C4、C5、L1及VT1集电极与发射极间的结电容Cce构成一个LC振荡电路，在调频电路中，很小的电容变化也会引起很大的频率变化。当电信号变化时，相应的Cce也会有变化，这样频率就会有变化，就达到了调频的目的。经过VT1调制放大的信号经过C6耦合至发射管VT2,通过TX、C7向外发射调频信号。 6 毕 业 设 计 4.3对讲机的安装与调试 1、元件的安插与焊接 (1)核对电路图检查元件是否完整，并用万用测试各个电阻器的阻值是否合乎要求。 (2)合理布置元件的安插位置，先装低矮、耐热的元件，最后是集成块。 (3)焊接元件与相应要连接的导线。 (4)减去多余引脚，并对照电路图仔细检查一遍 注意事项:?电解电容、三极管、二极管的极性一定要正确。 ?各个焊点加热时间和用锡量要适当，防止虚焊、漏焊、短路等。其中，三极管焊接时要迅速，以免烫坏。 2、对讲机的调试 元件全部焊接好以后，认真检查，通电测试: 1)收音部分的调整:首先用万用表100mA的电流档的正负表笔分别跨接在地和K的GB之间，这时的读数在10~15mA左右，这时打开开关K，并将音量开至最大，再细调双联，这时收到了广播电台(若收不到广播电台，检查是否有元件装错或者焊接错误，排除错误后再从新调试)。接着找到一部标准的调频收音机，分别在低端和高端收一个台，可调整L4的松紧来收到这两个台，这样可调好对讲机收音的频率覆盖。 2)发射部分的调整:首先将一台标准的调频收音机的频率指示在100MHz左右，然后将被调的发射部分的K1按下，并调节L1的松紧度，是标准收音机有啸叫声，如果对话筒说话，标准调频收音机能听到声音，那么对讲机的发射部分就调整好了。 3)测试结果:用同样的方法调整另一台对讲机，然后对讲测试，自己设定对讲频率，在空旷的地方对讲逐渐拉大距离，对对讲性能测试记录。 4.4对讲机的系统功能、指标参数 本设计是基于调频收音机加入发射电路设计而成，基本功能就是单台对讲机可做调频收音机用，两台可做对讲用以下是对讲机的工作参数。 工作电压:3V(2节5号电池) 有效距离:50~100米 频率范围:87~108MHz 灵敏度:优于5微伏 信噪比:>80dB 发射机电流:18Ma 输出功率:大于350W 7 毕 业 设 计 第五章、扩展部分 在测设过程中会因制作或环境问题，影响对讲机的性能，经过反复测试与观察并修正，得到以下几个小结。 1、系统参数 a、 发射机输出功率越强，发射信号的覆盖范围越大，通信距离也越远。但发射功率也不能过大，发射功率过大，不仅耗电，影响功放元件寿命，而且干扰性强，影响他人的通话效果，还会产生辐射污染。各国的无线电管理机构对通信设备的发射功率都有明确规定。 b、 通信机接收灵敏度越高，通信距离越远。 、 天线的增益，在天线和机器匹配时，通常情况，天线高度增加，接收或发射能c 力增强。手持对讲机所用天线一般为螺旋天线，其带宽和增益比其它种类的天线要小，更容易受人体影响。 2、环境因素 环境因素主要有路径、树木的密度、环境的电磁干扰、建筑物、天气情况和地形差别等。这些因素和其他一些参数直接影响信号的场强和覆盖范围。 3、其他影响因素 a、 电池电量不足。当电池电量不足时，通话质量会变差。严重时，会有噪音出现，影响正常通话。 b、 天线匹配。天线的频段和机器频段不一致，天线阻抗不匹配，都会严重影响通话距离。对于使用者来说，在使用天线时要注意将天线拧紧，另外不能随便使用非厂家提供的天线，也不能使用不符合机器频点的天线。 4音质的好坏 主要取决于预加重和去加重电路，目前还有较先进的语音处理电路“语音压扩电路和低水平扩张电路的应用”，这对于保真语音有很好的效果。 8 毕 业 设 计 第六章 元件清单及PCB印刷电路板板图 序号 名称 型号与规格 位号 数量 1 集成块 D1800 ICI 1块 2 集成块 D2822 IC2 1块 3 高频三极管 9018 VT1 1支 4 发射管 D40 VT2 1支 5 开关极管 lN4148 VD 1支 6 发光极管 φ3红 LED 1支 7 驻极体 50dB BM 1个 8 扬声器 φ36mm BL 1个 9 电感线圈 φ35T L1、L3、L4 3支 10 电感线圈 φ36T L2 1支 11 电阻器 15Ω.47Ω.100Ω R12、R11、R4 各1支 12 电阻器 120Ω.330Ω.560Ω R1、R13、R9 各1支 13 电阻器 22K.4.7K R10、R2 各1支 14 电阻器 1K.IOK.36K R6、R5、R3 各1支 15 电阻器 501k R7、R8 2支 16 电位器 5K RP1 1支 17 瓷片电容 10P—15P C10、C9 各l支 18 瓷片电容 18P.33P C15、C19 各1支 19 瓷片电容 36P C3、C7、C8 3支 20 瓷片电容 39P.68P、75P Cll 、C4、C16 各l支 21 瓷片电容 101.221、102 Cl7、Cl4、C2 各l支 22 瓷片电容 6P.153 C5、C6、C20、C26 各2支 23 瓷片电容 223、104 C12、C13、C23、C25 各2支 24 瓷片电容 103 C18、C21、C22 3支 25 瓷片电容 103 C28、C29、C31 3支 26 电解电容 0.47u、lOu C1、C27 各1支 9 毕 业 设 计 27 电解电容 220μ C24、C30 2支 28 双联电容 CBM—223P C 1支 29 按钮开关 KI 1个 30 耳机插座 φ35 J 1个 31 集成电路插座 8脚 1个 32 集成电路插座 22脚 各1个 33 导线 5Omm BL 2根 34 导线 100mm GB、BM 4根 35 粗导线 100mm TX 1根 10 毕 业 设 计 结 束 语 课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。通过这次的高频课设，加深了对电子电路理论知识的理解，并锻炼了实践动手能力，具备了高频电子电路的基本设计能力。 通过此次高频设计，我把《高频电子线路》这一课程又复习了一遍，对每种电路的工作原理有了深的了解，比如，振荡电路，它并不只有一两种，它的种类很多不同的元件组成的电路有简有繁，但是功能相同有的功能更优，这就需要我认真思考后选取，根据自己的设计方案选择合适的电路。这次课程设计用到的电路很多，有些我掌握的不好，也不会分析，通过这次学习我基本上能看懂了，对他们的功能也掌握了，而且这次课程设计让我的protle画图有更熟练了，我在学习探索中有进步了不少。 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，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。这次实验也锻炼了我独立思考的能力。 现代科学技术的飞速发展，改变了人类的生活。作为新世纪的大学生，应当站在时代发展的前列，掌握现代科学技术知识，调整自己的知识结构和能力结构，以适应社会发展的要求。新世纪需要既有丰富的现代科学知识，能够独立解决面临的任务，充满活力，有创新意识的新型人才。对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有。 11 毕 业 设 计 参考文献 1刘仁宇.模拟电子技术.北京:机械工业出版社，1995 2胡宴如.高频电子线路.北京:高等教育出版社，1994 3 何书森.实用模拟电路原理与设计速成.福建:福建科技出版社，2002 4 《中国集成电路大全》编委会.高速CMOS集成电路.国防科学出版社，1994 5 P. 格里维. 黄鹤松译. 高频传输线的物理基础. 上海:上海科学技术出版社, 6 杨帮文.新型集成器件实用电路.电子工业出版社，2002 7 闫石主编. 数字电子技术基础.北京: 人民教育出版社,1989 8 赵卫缤主编.收音机、电视机集成电路代换手册.北京:科学技术出版社, 1989年 9 李令奇主编.电话原理与维修.北京: 人民邮电出版社,1992 10、高频电子线路 作者:高吉祥 11、开关电源的设计与应用 作者:廖爽 出版社: 电子工业出版社年 12、电工电子学 作者:李华 13、汪明贤、李璇明、屠元等编:《电子线路课程设计》 航空工业出版社 14、任为民主编:《电子技术基础课程设计指导》 中央广播电视大学出版社 15、南京工业大学编:《电子线路》 人民教育出版社 16、北京半导体器件五厂编:《集成开关稳压器应用手册》 17 王秉均，王少勇，王彦杰.通讯原理基本教程.北京:北京邮电大学出版社，2005. 18 李文元.无线通信技术概论.北京:国防工业出版社，2006. 19 邬正义，范瑜，徐惠刚.现代无线通信技术.北京:高等教育出版社，2006. 20 申功迈，钮文良.高频电子线路. 西安:西安电子科技大学出版社，2004. 12