(精品论文)楼宇对讲机的设计与制作 论文

楼宇对讲机的设计与制作摘要：本毕业论文是是关于楼宇对讲机的设计与制作，楼宇对讲系统是在各单元安装防盗门，由小区总控中心的管理员总机、楼宇出入口的对讲主机、电控锁、闭门器及用户家中的可视对讲分机通过专用网络组成。以实现访客与住户对讲，住户可遥控开启防盗门，各单元访客通过对讲主机呼叫住户，对方同意后方可进入楼内，从而限制了非法人员进入。关键词: 对讲机 无线引言： 随着无线通信的迅猛发展，在一对一、一对多的近距离通讯要求下日益激烈的对讲机市场慢慢步入了人们的视野当中，引发了人们对这一便捷的通讯工具的关注。在中国高速发展的20多年间，无线通信技术也取得了迅猛的发展。目前在边防哨兵、公安、消防、保安、建筑、工厂、商场、车队、宾馆、饭店等多领域内都能看到对讲机的身影，对于庞大的消费市场也吸引了众多的生产企业对他的关注。 目前，国内对讲机已经逐渐形成一个巨大的市场，现在对讲机的消费人群除了小区、写字楼、工厂等这样具有一定封闭性的企业使用外，还有酒楼、旅行社、建筑、车队、超市等都把它当作办公设备来设置进行购买。有专家认为，随着市场的升温和竞争者的不断加入，对讲机产业将更为迅速地成熟。快捷的运输与便利的交通正在将全球形成了一个巨大的统一市场；电子网络，则让身处任何一角的中国企业，均可与全球市场在瞬间实现接轨。随着全球对讲机产业急剧向中国转移的趋势，对讲机企业的跨国生产及消费活动已经成为不可阻挡的时代潮流。我们将一边在模拟对讲机市场扩大市场份额，分享全球市场蛋糕；一边在数字对讲机、数字集群系统等领域寻求新的增长点。随着市场变的更加规范和成熟，市场的容量也将随更多的行业对对讲机产品认识的加深，而得到进一步的发展。对讲机市场最精彩又最令人叫绝的地方是不同级别、不同层次、不同品质的同台竞技，中间包含了品牌之间的竞争与价格之间的竞争及品牌与价格之间的竞争。由于不同行业的不同需求标准及中国消费水准的差异化从而给各类企业都提供了生存的土壤。如今在国内通信市场高速发展、通信的理念深入每个人内心的时候，我们更加看好中国市场的未来。可以使我们相信的是在对讲机市场日益壮大的同时，中国造的对讲机必将占领未来市场的一片广阔天地。 对讲机作为一种占用无线电频率资源的产品，其销售与使用受到各地无线电管理部门的审核与监督，在中国市场上销售的对讲机，必须先经过主管部门的核准。据统计显示，2001年2004年6月，有49家生产企业的151个型号的对讲机获得了在中国市场销售的核准证，反映出众多企业对新兴市场机会的热情与积极跟进。在国内，对讲机市场还没有完全打开，但是众多厂商已经纷纷进入该领域，不断推出新产品，推动品牌建设，培养市场。目前国内市场上有40多个对讲机品牌，与2001年相比，增加了10多个，主要是进入公众对讲机市场。因市场还处于成长初期，尚未形成充分竞争，市场集中度较高。1.方案设计： 本文设计的楼宇对讲机是一种发射与接收一体的对讲机，它主要有工作电压为4.5V，工作频率在27-54MHz之间，接收电流为17mA，发射电流为10mA。设计中使用了电阻、色环电感、瓷片电容、电解电容、三极管、拨动开关、收发开关、高频变压器等元器件。当收发开关处于接收状态时,高频信号经过选频回路选频，耦合给超再生解调电路调出音频信号，经过音频电压缓冲放大，再耦合给功率放大电路放大，最后通过喇叭发声。当按住收发开关处于发射状态时，声音信号经过喇叭线圈变成微弱信号，经一级前置放大，再通过OTL功率放大器，由发射电路供电，使高频信号通过空中天线发射。2.硬件设计：2.1 选频回路 它是高频信号经加感线圈L进入C1和T1的电路。LC选频回路主要是指电感、电容并联谐振组成电路。因为LC回路有选频特性，因为回路的等效阻抗Z=(-J/C)/(R+JL),可知，阻抗Z与信号频率有关。不同频率的信号电流（同等大小的电流）在通过回路时，产生的电压是不同的。只有一个频率的信号电流产生的电压最大，就是当信号角频率=0=1/LC时。此时回路阻抗最大，也称为并联谐振。2.2 超再生解调电路 超再生解调电路是由T1、C3、C4、C5、C6、Q1、R1、R2、R3、C2组成,超再生检波接收器：超再生检波电路实际上是一个受间歇振荡控制的高频振荡器，这个高频振荡器采用电容三点式振荡器，振荡频率和发射器的发射频率相一致。而间歇振荡（又称淬装饰振荡）是在高频振荡的振荡过程中产生的，反过来又控制着高频振荡器的振荡和间歇。而间歇（淬熄）振荡的频率是由电路的参数决定的（一般为1百几百千赫）。这个频率选低了，电路的抗干扰性能较好，但接收灵敏度较低；反之，频率选高了，接收灵敏度较好，但抗干扰性能变差。应根据实际情况二者兼顾。超再生检波电路有很高的增益，在未收到控制信号时，由于受外界杂散信号的干扰和电路自身的热搔动，产生一种特有的噪声，叫超噪声，这个噪声的频率范围为0.35kHz之间，听起来像流水似的“沙沙”声。在无信号时，超噪声电平很高，经滤波放大后输出噪声电压，该电压作为电路一种状态的控制信号，使继电器吸合或断开（由设计的状态而定）。当有控制信号到来时，电路揩振，超噪声被抑制，高频振荡器开始产生振荡。而振荡过程建立的快慢和间歇时间的长短，受接收信号的振幅控制。接收信号振幅大时，起始电平高，振荡过程建立快，每次振荡间歇时间也短，得到的控制电压也高；反之，当接收到的信号的振幅小时，得到的控制电压也低。这样，在电路的负载上便得到了与控制信号一致的低频电压，这个电压便是电路状态的另一种控制电压。2.3 放大音频电压 超再生解调电路解调出的音频信号，经过K2-1、R4、C9送入Q2进行音频电压缓冲放大，Q2为9014三极管，9014是一种常用的普通三极管，它是一种小电压,小电流,小信号的NPN型硅三极管。集电极电流Ic：Max 100mA集电极-基极电压Vcbo：50 V 工作温度：-55 to +150，主要用途开关应用与射频放大。2.4 功率放大电路 Q3、Q4、Q5组成了OTL功率放大电路OTL是一种无输出变压器的功率放大器，普通电子管功率放大器的输出负载为动圈式扬声器，其阻抗非常低，仅为416。而一般功放电子管的内阻均比较高，在普通推挽功放中屏极至屏极的负载阻抗一般为510k，故不能直接驱动低阻抗的扬声器，必须采用输出变压器来进行阻抗变换。由于输出变压器是一种电感元件，通过变压器的信号频率不同，其电感线圈所呈现的阻抗也不同。为了延伸低频响应，线圈的电感量应足够大，圈数也就越多，因此在每层之间的分布电容也相应增大，使高频扩展受到限制，此外还会造成非线性失真与相位失真。 为了消除这些不良影响，各种不同形式的电子管OTL无输出变压器功率放大器应运而生，许多适用于OTL功放的新型功率电子管在国外也不断被设计制造出来。电子管OTL功率放大器的音质清澄透明，保真度高，频率响应宽阔，高频段与低频段的频率延伸范围一般可达10HZ100kHz，而且其相位失真、非线性失真、瞬态响应等技术性能均有明显提高。2.5 一级前置放大 K4、C8、Q2、R8、R9构成一级前置放大。前置放大电路由放大管(三极管等)及电阻电容组成。电阻的作用是给三极管Q2提供静态工作电压,电容作用是对输入与输出信号的耦合。三极管Q2与上面介绍的Q4为同种型号，起放大作用。3. 对讲机的工作原理：3.1 接收部分 接收状态:K2平时处于接收状态。高频信号经过天线接收，经加感线圈L进入由C1和T1组成的选频回路选频，耦合给由T1、C3、C4、C5、C6、Q1、R1、R2、R3、C2组成超再生解调电路解调出音频信号，经过K2-1、R4、C9送入Q2进行音频电压缓冲放大，再经过C14耦合给Q3、Q4、Q5组成的功率放大电路放大，后经过C14和转换开关推动喇叭发声。3.2 发射部分 发射状态：当按住K2不松开时，处于发射状态，讲话时必须按住K2。声音振动信号经过SP喇叭线圈拾取变成微弱的电信号，再经过K2-3、C8、Q2、R8、R9进行一级前置放大，再通过C11耦合到Q3、Q4、Q5等元器件组成的OTL功率放大器将声音信号放大，经过功率放大后的音频信号经过R6K2-1直接做为Q1等元器件组成的发射电路的供电，使发射电路发射的高频振荡信号随声音信号的改变而改变，实现调幅调到，经过音频调制后的高频信号，最后会通过暴露在空中的发射天线向四周辐射电磁波。4. PCB设计5. 制作电路： 在电脑上画好PCB图后，根据PCB图进行刻板，打洞，准备此设计需要的元器件。然后对着电路图进行装配，焊接及其调试。5.1 装配电路装配步骤：(1)准备好电烙铁，万用表，剪钳等必备工具，按照从低到高顺序，依次安装并焊接元件到电路板上。(2)电阻，陶瓷电容，色环电感不用分正负极，但是电阻值和电容量请不要弄错，各项参数最好在安装前用万用表测量确认。(3)三极管的发射极e，基极b，集电极c一定要分清。(4) 电解电容有正，负极之分，长脚为正极，短脚为负极。可调电感（高频变压器）的引脚方向要注意，调节磁芯可以改变振荡频率。(5)开关方向不要装错，开关一定要插到位，重装很容易损坏电路板。(6)元件位置请不要装错，焊接时间最好控制在2-3秒，力求元件安放到位并且美观，多次检查无误后即可通电调试，使用。(7)电路板上元件全部装好后，请仔细检查。5.2 电路的调试焊好元器件后，对电路进行调式。一般只需要调节T1磁芯。注意：一定要用小号一字螺旋刀或者专用无感螺旋刀小心旋转磁芯，不可大力或用力不均，否则磁芯极易破碎导致制作失败。先组装好两个对讲机后，接上电源，测试接收工作电流和发射工作电流应在10-20mA左右，两台都应该有“沙沙”的声音，按住如何一台的发射键，另一台“沙沙”的嘈声马上减少，即表示另一台接收带了信号。否则，应先检查出装配出错的位置。继续按住发射键，调整另一台T1的磁芯帽，拉开距离，使距离最远，“沙沙”的嘈声最小，然后对发射频率不影响接收频率。当发射频率，接收频率和对讲机距离不能兼顾时，可以更换不同容量的C7，相当于加大或减少容量。6. 常见的问题：没有“沙沙”声：电源和喇叭接线接错，Q4、Q5的e极电压和Q1、Q2、Q3的c极电压太高或者太低，正常值在1-3.6V之间。对讲距离近：受电路原理和结构限制，对讲机距离不能太远，提高电压，换天线，换元件等。结论：通过近一个学期的努力，在指导老师们的辛勤指导下，终于把楼宇对讲机的设计完成了。让我感觉到通过这次学习，掌握了一定的专业知识和动手能力，在设计的过程中学到了很多东西，把所学的知识全都运用在此设计上。通过本次毕业论文，我用自己所学的专业知识完成了设计，并且达到满意的效果。在这次设计中我用到了模拟电路、数字电路、Protel 99 SE等课程学到的知