kaiyun目 录 摘 要 I Abstract II 前 言 1 第一章 对讲机原理概述 2 1 工作原理 2 1．1原理框图 2 1．2工作原理 2 2 设计方案 3 第二章 芯片介绍 4 2.1单片窄带调频接收电路——MC3361 4 1.混频 8 2.鉴频 8 2.2调频发射电路——MC2833 10 2.3调频接收前置电路 ——TA7358P 14 2.4音频功率放大芯片——LM386 16 第三章 对讲机电路设计 18 第一节 电路原理框图 18 1 发信电路 18 2 收信电路 18 第二节 电路原理图 20 1 发信电路 21 2 收信电路 21 3 天线 致谢 25 附录：整机电路图 前 言 古时候的通信方式有蜂火台、飞鸽传书、驿站等等，主要的目地在于传送军事情报，其传输煤介主要是利用人力和物力来达成。直到电问世后，才开始寻找过使用电来通信的可能性。经人们的发展在这两百年内获重大进步尤其是配合电子元件进步，使复杂、便利的通信系统得以实现并成为日常生活中不可缺少的东西。在整个通信技术发展过程中有些科学家作出贡献例如1864年马克斯威尔(Maxwell)导出电磁波理论证明电磁波的存在而赫兹1887年经由实验证明电磁波存在这些进步使得无线通信变得可能也逐渐成真另外贝尔(Bell)于1875年发明电话使声音可以直接传递，结合史卓格(Strowger)在1897年发明的自动交换机，使得电话服务得以顺利成长。由于线年问世，促使阿姆斯壮于1918年发明超外差无线电接收机，开启无线电广阔的应用大门。 在1930年前的通信发展主要是属于类比通信的成长。在1930年以后，随着数通信、电脑及人造卫星的产生，整体通信技术也朝向数通信方向来发展，对人类生活的影响也更为加深。当然，这些进步也都基于电子原件由真空管、电晶体、电路(Integrated Circuit， IC)及超大型电路(Very Large Scale Integrated Circuit，VLSI)的长足进步才能使通信系统更具方便性及操控性。 随着电脑技术、通信技术与娱乐的结合大家都希望能够更随心所欲地使用科技，无线通信技术便逐渐获得大家的青睐。大家都希望能够透过无线通信技术，使自己不再限于有线传输设备，进而摆脱掉上述的种种羁绊。无线通信技术主要就是利用无线电波取代传统的传输线路(例如：铜线，双绞线、光纤等)，过适当的技术我们可以将低频的加在高频的载波之上，这就是我们所谓的（Modulation），而相反地，自高频的载波中将取出的技术，我们把它称之为(Demodulation)，而这个可以用来发射的高频载波，便称之为射频 (简称RF)。改变载波的波长、振幅、频率，我们就可以利用载波来表示基本上，各种通信系统的资讯传送过程，以从甲地单向地传到乙地为例，其流程大约如下:1.在甲地将要传送的，以电的信号表现出来。 2.将此电信号放大、编码或调后，依据各种传输煤介特性，将传送到乙地。 3.在乙地将电信号收集后，经解码或解调。 4.再依原传送性质还原回来，在透过喇叭转换使人能听到。 图1-1 原理框图 1．2工作原理 发信电路包括：话筒音频放大、调制、缓冲放大、选频、发射功放等部分。 收信电路包括：高放、混频、中放，鉴频、低放等部分。 发信时，话音经过话筒，将声音信号转换为电信号。然后经过音频放大器将其放大，再用其进行调频，使载波信号的频率按调制信号规律变化。之后已调信号经过缓冲放大器，进入选频电路，选出所需要的谐波信号。最后经过高频放大器进行信号放大后由天线发射出去。 收信时，由天线接收所需信号，先经过高频放大，再进行混频，产生中频信号，中频信号经过中频放大器后，送入鉴频器进行解调，解调出音频信号。音频信号经过音频功率放大器放大后，获得所需的推动功率推动扬声器发出声响。 2 设计方案 本电路既可以用分立元件实现，也可以采用集成电路芯片实现。由于集成电路技术已经相当成熟，故本人采用集成电路实现本设计方案。本电路大体可分为三部分：调频发信电路，调频接收电路与音频功率放大电路。 调频发射电路选用常用发射芯片MC2833。MC2833是美国MOTOROLA公司同步开发无绳电话和调频通信设备的FM发射系统，内置了话筒放大电路、压控振荡器和两级缓冲放大晶体管。为调频前端应用,适用于便携式收音机或收录机.3361是美国摩托罗拉公司生产的单片窄带调频接收电路,主要应用于语音 通信的无线接收机. 片内包含振荡电路,混频电路,限幅放大器,积分鉴频器,滤波器,抑 制器,扫描及静噪开关电路. 功率放大电路采用LM386。LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。第二章 芯片介绍 2.1单片窄带调频接收电路——MC3363361是美国摩托罗拉公司生产的单片窄带调频接收电路,主要应用于语音通信的无线接收机. 片内包含振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、滤波器、抑制器、扫描及静噪开关电路主要应用在二次变频的通信接收设备其主要特性如下: ·低功耗(在cc=4.0v,耗电典型值仅为3.9) ·极限灵敏度:2.6uv(3dB)(典型值)·少量的外接元件·工作电压:2.0-8.0v·采用双列直插 16 脚塑料封装（DIP16）和微形的双列 16 脚塑料封装（SOP16）。 ·工作频率:60(max) 图2-1、2-2、2-3、2-4分别为MC3361单片窄带调频电路MC3361内部电路结构框图、MC3361典型应用图、MC3361极限参数表。 图2-1 MC3361封装电路图 图2-2 MC3361内部电路结构框图 图2-3 MC3361典型应用电路 2-4 MC3361极限参数(Ta=25℃) MC3631 引脚中英文对照表1 引脚序号 英文符号 中文翻译 引脚序号 英文符号 中文翻译 1 Crystal 晶 体 振荡器 9 Demodulator output 解调输出 2 OSC. 10 Filter input 滤波输入 3 Mixer output 混频输出 11 Filter output 滤波输出 4 VCC 电源 12 Squelch input 静噪输入 5 Limiter input 限幅输入 13 Scan control 扫描控制 6 decoupling 退耦 14 Audio mute 消声 7 Limiter output 限幅输出 15 GND 接地 8 Quad input 检波回路 16 RF input 射频输入 MC3361内部电路结构引脚中英文对照表2 英文符号 中文翻译 Oscillator 振荡器 Mixer 混频器 Limiter Amp 限幅放大器/中频放大器 Demodulator 检波器 AF Amp 音频放大器 Filter Amp 滤波放大器 Squelch trigger Hysteresis 带滞后的静噪触发器 MC3361单片窄带调频接收电路MC3361的输入调频波与测试电路： 按调频波频率调制定义，调频波的瞬时频率变化为： （2-1） ――――未受调制的载波角频率 ―――调制后角频率的变化量 ――――调频比例系数 ――――调频信号 当(1)式中用单音信号调制时，则单音调制的调频波电压为： （2-2） 下面详细介绍MC3361怎么实现混频、鉴频功能： 1.混频 混频电路又叫变频电路（Mixer,Convertor）,是超外差式接收机的重要组成部分。它的作用是将载频为的已调信号(t)不失真地变换为载频为的已调信号(t)。通常将(t)称为中频信号，相应的称为中频频率（Intermediate Frequency,IF）,简称中频。(t)= cost是由本地振荡器产生的本振电压，=2称为本振角频率，它与fI、fc之间的关系为： =- （2-3） 从频谱的观点来看，混频的作用就是将输入已调信号频谱不失真地从搬移到的位置上。因此，混频电路是一种典型的频谱搬移电路，可以用相乘器和带通滤波器来实现这种频谱搬移。如图中就是利用乘法器实现调频信号的混频功能的。 2.鉴频 调频波的解调称为频率检波，简称鉴频（FM Detector,Discriminator）。其作用是从已调波中检出反映在频率变化上的调制信号。 在调频接收机中，当等幅调频信号通过鉴频前各级电路时，因电路频率特性不均匀而导致调频信号频谱结构的变化，从而造成调频信号的振幅发生变化。如果存在着干扰，还会进一步加剧这种振幅的变化。鉴频器解调这种信号时，上述寄生调幅就会反映在输出解调电压上，产生解调失真。因此，一般必须在鉴频前加一限幅器以消除寄生调幅，保证加到鉴频器上的调频电压是等幅的。可见，限幅与鉴频一般是连用的，统称为限幅鉴频器。 在MC3361中，鉴频电路采用双差分对平衡调制器实现鉴相的乘积型相位鉴频器电路。图2-5是这种鉴频器的典型原理电路图。 图2-5 乘积型相位鉴频器 图中，T3～T9和D6组成双差分对相乘器，D1～D5为偏置电路，它为T2和双差分对管提供所需的偏置电压。输入调频信号电压Vs（t）经跟随器T1后分为两路：一路直接以单端方式家到T7的基极上，作为相乘器的一个输入电压V1（t），其值较大，保证T7、T8差分对管工作在开关状态，其中T8基极上接恒定的直流偏压VBB，并通过0.01uF电容高频接地。一路经450欧和50欧的电阻分压（衰减10倍），并经由C1和并联谐振回路LCR组成的频相转换网络和跟随器T2后以单端方式加到双差分对管T3、T6的基极上，作为相乘器的另一个输入电压V2（t），其值较小，可认为双差分对管工作在小信号状态。双差分对管采用单端输出，经低通滤波器取出所需鉴频电压Vo(t)。 我们知道，如果鉴频器没有自限制能力，它的输出平均电压值在不同程度上都会受到输入调频信号振幅变化的影响。因此，MC3361在鉴频前插入了限幅器，从而使鉴频器输出信号的变化规律真实地反映调制信号的变化规律。由于插入了限幅器，限幅后它的输出幅度保持恒定，不再随着输入幅度的增加而增加，因此MC3361的输入灵敏度引入了“输入限幅电平”指标。测试时当9脚滤波输出刚限幅时，使16脚输入幅度减小到70％，即为输入限幅电平－3dB值。我们测试结果为7uF。 2.2调频发射电路——MC2833MC2833是美国MOTOROLA公司同步开发无绳电话和调频通信设备的FM发射系统，内置了话筒放大电路、压控振荡器和两级缓冲放大晶体管。其主要特性如下：·2.8—9.0V宽范围的工作电压·低功耗电流（典型值为29mA）·只需少量的外围元器件·60MHz频率具有-30dB直接功率输出·使用片内放大晶体管输出功率可达+10dBm的输出功率·可以接入FCC、DOT、PTT等射频电路MC2833单片窄带VHF调频发射电路MC2833典型方框图、MC2833典型应用图、MC2833极限参数表。 图2-6 MC2833功能引脚图 MC2833引脚中英文对照表1 引脚序号 英文符号 中文翻译 引脚 英文符号 中文翻译 1 Variable reactance output 可调电阻输出端 9 Tr1 collector 集电极 2 decoupling 去耦端 10 VCC 电源 3 Modulator 调制输入 11 Tr2 collector 集电极 4 Mic Amp output 线 emitter 发射极 5 Mic Amp input 线 RF output 射频输出 7 Tr1 emitter 发射极 15 RF Osc 射频振荡器 8 Tr1 base 基极 16 图2-7 MC2833内部电路结构框图 图2-8 MC2833典型应用图 MC2833内部电路结构中英文对照表2 英文符号 中文翻译 Varialbe reactance 可调电阻 RF Osc. 射频振荡器 Buffer 缓冲器 Mic Amp 话筒信号放大器 V_REF 调压电路 图2-9 MC2833极限参数(Ta=25℃ Vcc=4.0V) MC2833的工作原理： MC2833是无绳电话机和调频通信设备使用的单片发射器，其内部由麦克风放大电路、压控振荡电路和两个放大用的三极管等部分组成，具有体积小，功耗低、质量好。外围元件少，易于安装和调试等优点。发射部分的工作原理是：拾音器将声信号变成电信号，经MC2833的5脚输入，经限幅放大后，从4脚输出经4700PF电容耦合到3脚进行调制，用电信号控制可变电抗的变化，晶振X1提供基准频率，Ll调整调制指数，于是振荡频率将随声音信号转变成的电信号而变化。调制后经内部缓冲放大获得倍频后由Cc1将音频调制信号耦合到l3脚，经内部三极管放大后从11脚输出，然后经C3、L1选频后由Cc2将音频调制信号送入8脚，经内部三极管放大后由9脚输出．再经双工滤波双器选出本机的发射频率由天线发射频率的选择： 选择的元器件不同，发射频率也不同，具体的选择数据如下图所以，其中output RF 就是我需要的发射频率。本论文选择的发射频率为49.7MHZ，对应得各数据如下图第一行。 MC2833不同发射频率对应的元器件数据表3 OutputRF X1 Lt L1 L2 Re1 Rb1 Cc1 Cc2 C1 C2 C3 C4 C5 49.7MHZ 16.5667 3.3-4.7 0.22 0.22 330 390 33 33 33 470 33 47 220 76MHZ 12.6 5.1 0.22 0.22 150 300 68 10 68 470 12 20 120 144.6MHZ 12.05 5.6 0.15 0.10 150 220 47 10 68 1K 18 12 33 单位：MHZ MHZ μH μH μH OM ohm pF pF pF pF pF pF pF 2.3调频前 ——TA7358P TA7358P为调频前端应用,适用于便携式收音机或收录机·宽范围电压: 1.66.0v ·改善互调特性的双重平衡式混频电路 ·低辐射图TA7358P方框图BY-PASS 旁路 TA7358P 接脚功能说明 图2-12 TA7358P最大额定值LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少,电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至 200。输入端以地位参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在6V电源电压下,它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。LM386的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。·静态功耗低,约为4mA,可用于电池供电·工作电压范围宽,4-12V or 5-18V ·外围元件少·电压增益可调,20-200 ·低失线音响功放是由NSC制造的开云官方，它的电源电压范围非常宽，最高可使用到15V，消耗静态电流为4mA，当电源电压为12V时，在8欧姆的负载情况下，可提供几百mW的功率。它的典型输入阻抗为50K。 图3-1 电路原理框图 第二节 电路原理图 对讲机电路原理图如下：（详细电路图见附录） 图3-1 对讲机整机电路原理图 1 发信电路 发信电路由IC4及其周围元件组成。发信电路采用MC2833，MC2833是无绳电话机和调频通信设备使用的单片发射器，其内部由麦克风放大电路、压控振荡电路和两个放大用的三极管等部分组成，具有体积小、功耗低、质量好、外围元件少，易于安装和调试等优点。 发射部分的工作原理是： （1）拾音器将声信号变成电信号，经MC2833的5脚输入，经限幅放大后，从4脚输出经C42耦合到3脚进行调制，使电路中产生随语音信号变化的电抗，经1脚输出。 （2）电源经R17和R18分压为拾音器提供直流偏置，C46为高频旁路电容。W1调整放大倍数。 （3）晶振QZ3提供基准频率，Ll调整调制指数，于是振荡频率将随声音信号转变成的电信号而变化。调制后经内部缓冲放大获得倍频（3倍频）后（L2和C35选频，调谐于49.7MHz）由C34将音频调制信号送入l3脚，经内部三极管放大后从11脚输出，12脚接三极管的发射极，R11为三极管发射极提供偏置电压，C37为高频滤波电容。然后经C38、L3选频（频率为49.7MHz）后由C45将音频调制信号送入8脚，7脚接三极管的发射极，R15为三极管发射极提供偏置电压，C44为高频滤波电容。经内部三极管放大后由9脚输出，再经双工滤波器选出本机的发射频率由天线、TR3、TR4、QZ1及周边元件构成，其结构请参阅电路图，由结构图得知此IC内部含有射频放大电路，混频电路，本地振荡电路等等，此IC可工作到110MHz其工作原理如下：天线接收到的讯号经SW-T/R的切换交连给并利用与内部电容Co谐振取出51MHz的射频讯号，经C2的交给射频放大， 经T2与内部电容Co谐振并取出51.000MHz的射频讯号经C4交连给内部混频电路与QZ1本地振荡所产生的40.300MHz进行第一次混频的工作， 51MHz-40.300MHz=10.7MHz的第一中频讯号再经由TR3及内部

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