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家用对讲机的原理家用对讲机的原理摘要:对讲机的用途很广泛，发送原理是把音频信号转换成电信号,再通过调制之后利用特定的频率范围发送出去。接收是利用接收器对特定的频率范围之内收到的信号通过解调之后通过扬音器发出收到的信息声音关键词:电波、频率、信号0 前言随着无线技术的不断发展。手机、寻呼机、小灵通已经成为你我必备的通信工具，无线网络也为我们的生活带来了无线的方便！特别是最近一种新颖的家用型对讲机受到广大用户的喜爱。只要装上5号电池3枚，任何一方提机按下按钮，即可发出振铃声。对方提机便可双方直接通话。通话清晰，免话网费用，有效距离达到3000米。当今世界在以电子信息技术为前提下推动了社会跨越式的进步，科学技术的飞速发展日新月异带动了各国生产力的大规模提高。由此可见科技已成为各国竞争的核心，尤其是电子信息技术显得尤为重要，在国民生产部门电子信息得到了广泛的应用。八十年代初，对讲系统在国外就开始使用，那时均是简易的直接式产品，用户多是中小型规模，较复杂的使用较少。中国在九十年代初开始使用，九十年代后期才大量应用。近几年来中国的对讲系统发展之快，运用之广泛是前所未有的。其生产量和引进量也急速上升，引起了安防界的普遍关注。无线电波是指在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波。无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技术。 无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。 通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。 无线电的用途，无线电的最早应用于航海中，使用摩尔斯电报在船与陆地间传递信息。现在，无线电有着多种应用形式，包括无线数据网，各种移动通信以及无线电广播等。1 对讲机原理相关知识1.1 无线通讯概述1.1.1 声波声音是由辐射振动物体产生的疏密波。人说话时，声带的振动引起周围空气共振，并以340米秒的速度向四周传播，称为声波。声波频率在20H20KHz范围内，人能够听到。声波只有依靠媒质传递，在不同的媒质中传递的速度不同。声波在媒质中传播产生发射和散射，声音强度随距离增大而衰减。因此，远距离声波传送必须依靠载体来完成，这个载体就是电磁波。1.1.2 电磁波电磁波是由电磁振荡电路产生的，高频电流的变化在天线周围产生电场，电场的变化产生磁场，磁场的变化又产生电场，如此反复相互交替产生交变电磁场而传向远方。电磁波通过天线传到天空中去，即为无线电波。电磁波的传播速度为光速，当无线电波在地球表面传播时，其延时效应微乎其微。因此，选择电磁波作为载体是非常理想的。图（1）1.1.3 调制 音频信号装载到载波信号上的过程，称为调制。频率调制，简称调频 （ FM ），就是使载波的瞬时频率随调制信号的规律而变化。与调幅不同，调频时，载波电压振幅 不变。载波信号的角频率，又称为调频波中心频率。瞬时角频率相对于中心频率的频率偏移，简称频偏。图（2）1.1.4 对讲机的频率范围：在日常对讲机的使用中，根据中国无线电管理委员会规定，对讲机频率一般做如下划分：专业对讲机：V段136-174MHZ；U段400-470MHZ；武警公安用：350-390MHZ；海岸用：220MHZ；交通信号灯监控、防空警报器：223.025-235Mhz业余用：433MHZ；集群用：800MHZ；手机：900MHZ/180MHZ；根据电磁理论，频率越低，波长越长，电波穿透建筑物的能力越弱，但绕射能力越强；频率越高，波长越短，电波穿透建筑物能力越强，但绕射能力越弱。因此，在城市因为楼房密集度高，需要电波穿透力强，所以频率越高越适合；而在旷野或海面这种空旷的地域使用对讲机，则需要绕射能力强的电波，所以选用V段（136-174MHZ）比较合适1.2 对讲机工作原理1.2.1 主要技术性能指标： 工作方式：调频单工 工作电流：发射lA； 接收： 静噪20mA； 非静噪120mA 工作电压：外接电源 DC912V； 发射功率： 3-5W 调制方式：调频 最大频偏：土 5kHz 接收灵敏度：02uV 静噪灵敏度：02uV 音频功率：300mW 天线形式：拉杆天线或橡胶天线 天线阻抗:50欧工作频率：36-100MHz 话筒阻抗:高阻抗选择性:70dB音频输出功率:250mW发射输出功率:高约5W 低约0.5W调频噪声:45dB音频失真:1%扩频范围:24MHZ1.2.2 工作原理：1.2.3 方框图一般来说，提高对讲机的接收 灵敏度和发射功率都能有效地增加通信距离，且提高前者更为显著。 本机接收部分采用了调频接收专用集成电路MC336l做中放用场效应管K122作高放，超外差二次变频，接收灵敏度可达02uV，因此，通信距离比较远。发射部分也采用了调频发射专用集成电路MC2833做前级振荡，C2078做末级功率放大，从而使发射机的调试更加简单，适合广大无线电爱好者自行组装、调试。附图为该机的电 原理图。 （1） 接收部分：方框图接收部分一般为二次变频超外差方式。从天线输入的信号经过收发转换电路和带通滤波器后进行射频放大，再经过带通滤波器，进入第一混频，在第一混频器内，将来自射频的放大信号与来自锁相环频率合成器电路的第一本振信号混频并生成第一中频信号。第一中频信号通过晶体滤波器进一步消除邻道的杂波信号，滤波后的第一中频信号进入中频处理芯片，与第二本振信号再次混频生成第二中频信号，第二中频信号通过两个陶瓷滤波器滤除无用杂散信号后，被放大和鉴频，产生音频信号。音频信号通过放大、带通滤波器、去加重等电路，进入音量控制电路和音频功率放大器放大，驱动扬声器，得到人们所需的信息。由天线接收到的信号经过 L10、L11、C30、C31 等组成的低通滤波器后，经C35、 L12送入场效应管T4的第一栅进行高放，第二栅接固定偏置，D3、 D4是输入保护二极管。放大后的 信号由C41送入场效应管T5第一栅。 同时，由T7、JT5、C72等组成第一 本振，再由C70、L16三倍频后，经 R21送入T5第二栅，由T5将前级信 号与本振信号进行混频放大，输出的信号经C42、L14选出107MHz第一中频信号，再经陶瓷滤波器JT2进一步选频，之后由R23送人T6进行一次中频放大，再经C47将信号送入IC2 16脚。由于高放输入与输出采用了双 调谐回路，所以可以满足通频带宽和选择性的要求。IC2内部由振荡器、混频器、限幅放大器、鉴频器及有源 滤波器、静噪触发电路等组成。第二 本振信号由IC2 1、2脚及外围JT3、 C58、R34组成，该本振频率与16脚 输入信号经IC2内部混频后，由3脚输出，由陶瓷滤波器JT4选出455kHz 的第二中频信号，再进入IC2的5脚 做第二中频放大。放大限幅后进行正交鉴频，8脚外接移相线圈网络，鉴频后的音频信号由9脚输出。 为了使调频接收机在没有收到信号时消除背景噪音，就有必要设制一套静噪电路，从而使接收机在等待状 态下，不发出令人讨厌的“哗哗” 声。另外，静噪电路的设制又可以达到省电的目的，它对在移动状态下使用电池作电源的用户更有意义。 本机的静噪控制原理是通过检测 20kHz频率以上的噪音大小来判断是 否收到信号，具体过程是：由IC2 9脚输出的音频信号分为两路，一路经R32、C57、W2送入低放集成块LM386做功率放大，推动喇叭发出 声音；另路由C53、Wl、C51等送 入IC2内部有源滤波器滤波，从11脚 输出，再由D8、D9检波后， 经 C48、R30滤波后获得了一个直流电 压。该电压通过12脚送人IC2内部静 噪触发电路，通过14脚输出电平高与低来控制IC3的2脚电位，从而控制IC3的输出与否，最终达到了静噪的 目的。W1用来调整静噪的深度，一 般调到刚好静噪的位置上为最佳。（如下图） （2） 发射部分：方框图锁相环和压控振荡器产生发射的射频载波信号，经过缓冲放大、激励放大、功放，产生额定的射频功率，经过天线开关及低通滤波器，抑制谐波成分，然后通过天线发射出去。IC1是窄频带调频发射专用集成电路。内部包括振荡器、调制器、缓冲器及两只独立的高频三极管。由驻极话筒输出的信号经R9、C14送入ICl的5脚，在其内部放大器放大后送调制器调制。由ICl1、16脚及外围元件JTl、C4组成振荡器。由于振荡器在1脚输出的调制电压作用下，使振荡器的振荡频率在其中心频率附近变动，从而达到了频率调制的目的。调制后的信号经过缓冲器从14脚输出，再经集成电路内部的Q1进行放大，由11脚输出，再经C10、L2选出三倍频后送入T1进行放大。由C20送入T2进行推动放大，由T2输出的信号通过C24、L6送人T3作功率放大。由于T2、T3工作在丙类状态，二次谐波很高，所以要用LC回路选出基波成份。在推动电路中，由C25、L6、C26选频，在功放电路中，由L9、C28组成串联谐振电路，由L10、L11、C29、C30、C31组成低通虑波器对输出的高频信号进行选频和阻抗变换，最后通过天线TX发射出去。（如下图）元器件的选择： 晶振的选取：假设发射频率定为36100MHz，由于本电路发射机采用的是三倍频的频率，因此，前级振荡电路中的JTl的标称值应为361003120333MHz。在接收机中，第一本振频率应为所接收到的信号频率再加上第一中频频率，即36100+10746800MHz。由于第一本振电路也采用三倍频电路，因此，JT5的标称值应为46800315600MHz。接收机第二中频为455kHz，所以，JT3的标称值为107一045510245MH2。 对于其它频点也可按此法计算。其它元器件的选择：T4、T5为K122场效应管。T1、T6、T7可选用C9018，T2为D467，T3选用C2078，各三极管管脚排列顺序不尽相同。D1、D5均为5V左右的稳压管。L3、L5、L7为12uH的电感，也可在大于100K1W的电阻上，用01mm漆包线绕100匝代之。L2、L16可用10LV315线圈代。L4、L6、L8、L9、L10、L11均用051mm漆包线在4mm的圆棒上分别绕8T、9T、8T、12T、7T、8T。JT2为107MH2滤波器。JT4采用455kHZ五端陶瓷滤波器。D2为红色发光二极管做发射工作指示，D6为绿色发光二极管做接收工作指示；W2为带开关的电位器，W1为不带开关的电位器。其余电阻、电容尽量选择小体积的。四、调试方法。 由于对讲机的工作条件相对较差，为确保机器可靠工作，在焊接元件之前，元件引脚均应先上锡，焊接时，引脚也要尽可能的短，以防止杂散电容的分布，避免不必要的耦合。W1、W2的连接是用焊接线从印板的相应元件上引出，引线走印板的插元件面，不要走覆铜面。电位器，天线插座安装在上盖上，注意一定要紧固，防止松动。印板与金属屏蔽框之间也要用焊锡焊牢。 将所有元件焊好，仔细检查无误后即可通电调试。在业余条件下，可按以下方法调试，最好能有一台频率计来配合，这样比较方便一些。发射机的调试：由于发射机采用了集成电路，各阻容、电感元件参数选择比较准确，一般无需过多调试即可工作。调试时，可先将数字频率计接在ICl 11脚上，频率应为JTl的标称值，如有误差，可调整C5进行校准，如仍不能校准，可适当增加或减少C4容量，再调C5，直至频率符合要求。接着，再测T1c极频率，此点频率应为3倍JTl的频率，如不符，可适当调节L2中的磁芯。之后，可用O01u高频瓷片电容与一只12V03A小灯泡串联接在天线插口上，发射机正常工作时，小灯泡应发出较亮的光，如较暗，可分别细调(拨动)L2、L4，L6、L9、L10、L11，其中L9和C28组成串联谐振电路，拨动L9的匝距对发射机的输出功率有较大影响，应仔细调节。小灯泡亮度正常之后可将其拆除，然后插上天线，将频率计的探测引线垂直放置，此时，频率计的示值应仍为3倍的JTl的值。如若不符，则需重新调节L2、L4、L6、L9、L10、L11直至符合要求。 2、 接收机的调试：可利用已调好的发射机做信号源来调整接收机。此时，可将发射机的电源降至6V左右，不接天线，这样可以减少发射信号强度，便于调整接收机。先将频率计接在R21与L16的公共端上，此点频率应为JT5的3倍频率，如不符可调整L16中的磁芯。如略有偏差可调整C74。再测IC2 1脚频率应为10245MHz。之后将静噪电位器W1旋置最浅位置，即不静噪，此时，喇叭将发出调频接收机固有的“哗哗”声，打开已调好的另一发射机(信号源)并送话，将接收机与发射机拉开约23米，不接天线，按照从后往前的顺序，分别调整L15、L14、L13、L12，使喇叭发出宏亮、清晰的声音，再将接收机插上天线，拉大距离微调L15一L12，直至距离最远、声音最清晰为止。最后再检查一下静噪功能是否正常，然后将甲、乙两机对调，再按上述方法调整，即可全部调试完毕。五、维修方法： 在调试和使用对讲机过程中，如出现故障，不能正常工作，则应先检查电源电压是否正常，元件有无焊错或损坏，各跳线是否联接可靠，如无问题，可先用万用表对各三极管、集成电路的电压进行检测，看有无异常。如有异常，则应检查故障原因，寻找故障元件。如各点电压正常，则可按已述调试方法，重新调试。下面就试举几例说明维修过程。 1、 发射机无功率输出。遇此故障可在电源回路上串接一块电流表，观察总电流，在电源电压为 96V时，总电流应在800900mA左右，如明显偏高，则说明有短路处，应先予以排除。当T3工作不正常时，电流将大幅下降，约80一100mA，以此可判断故障是在功放级之前还是之后。本例故障中总电流正常，说明T3及T3以前各级工作基本正常，故障很可能在T3至天线插口之间的通路上。经仔细检查，果然发现L9一端已断裂，从而使发射信号不能送至天线，导致无信号输出。究其原因是由于在调试时反复拨动L9，致使L9引脚弯折次数过多而断裂，重新焊好L9并做适当调整后，故障排除。 2、 故障现象同上。测回路总电流只有 30mA，明显偏低，可见最起码是T3未工作。用频率计测量IC1 11脚，频率正常，再测TI的c极，频率为36100MHz，正常。再测T2的c极时，频率值变化较大，显然不正常，再用万用表测T2的b极电压，为0V，与正常值不符，随即更换一只D467后，故障排除。另外，C20开路时也会引起此故障。 3、 接收机静噪失控。不论静噪电位器 W1旋置何处，均不能静噪，喇叭中始终有“哗哗”声。查阅IC2的内部框图可知，11一14脚为静噪控制端，D8、D9、C48分别起检波和滤波作用，其工作状态好坏直接影响静噪电路，应重点检查。经查C48已呈低阻状态，其电阻正反向均只有十几欧，更换C48后故障排除。假设C48、D8、D9工作正常，则可一边调节W1一边用万用表检测IC211一14脚，看电压有无突变。如没有变化，则可考虑更换IC2一试。 4、 接收机收不到对方信号，但有正常的“哗哗”声，也可静噪。出现这种现象一般是 T6及T6以前的高放、混频部分出了故障，信号通路被阻断，可利用自制的信号寻迹器来检测，将信号按照从后往前的顺序分别注入T6的b极，T5第一栅及T4第一栅，看喇叭是否发声。本例中，从T6、T5注入信号，喇叭均发声，而从T4注入信号时则无声，再从L13与C41公共端注入信号，仍无声，可见，C41有故障，焊下后测量，已开路，更换一只后，试机已可以正常接收信号了。 5、 通信距离近。这是此类型对讲机中最常见的一种故障，检修起来也比较繁琐，接收机和发射机的某一部分工作不正常均能引起此故障，此时，应先判断是发射机的故障还是接收机的故障，可先测量发射机的总电流、频率是否正常，有无功率输出，确认发射机无故障后，再着手检查接收机。先用万用表测