无线电调频对讲机设计课件

1、通信原理课程设计通信原理课程设计 20 xx 级 xxxx 专业 xxxx 班级题题 目目 无线电调频对讲机设计 姓姓 名名 xx 学号学号 xxxxxxxxxxx 指导教师指导教师 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 201x 年 xx 月 xx 日目录目录1.任务书任务书.11.1设计要求.11.2性能指标.12.设计方案选择设计方案选择.22.1 方案一 .22.2 方案二 .22.3 方案选择 .23.调频对讲收音机设计原理调频对讲收音机设计原理.33.1 设计原理图与功能说明 .33.2 收音机（或接收）部分原理 .43.2.1具体接收实现：.53.3 对讲机发射原理 .63.

2、3.1具体发射实现：.63.4 调频收音机对讲机的技术参数 .74.所需用的设备、仪器所需用的设备、仪器.74.1 元器件清单 .74.2 芯片简介 .82822芯片.9La1800芯片.95.设计步骤设计步骤.106.系统电路性能指标测试结果系统电路性能指标测试结果.117.焊接、调试中遇到的问题及解决方法焊接、调试中遇到的问题及解决方法.137.1 焊接与安装 .137.2 调试 .147.2.1 收音部分的调试.147.2.2发射部分的调试.157.2.3调频率覆盖阴收音机的频率范围(88MHz-108MHz).157.2.4统调(调整频率跟踪）.157.3 遇到的问题及解决方法 .15

3、8.收获、体会和改进设计的建议收获、体会和改进设计的建议.169.参考文献参考文献.18指导教师评语指导教师评语.1911. 任务书任务书无线电调频对讲机设计无线电调频对讲机设计1.1设计要求设计要求1） 调频收音机的工作频率 88MHz108MHz,供电电压 4.5V，输出功率大于 350mW。对讲的工作电流 18mA,对讲距离 20100m。2）采用 La1800 收音机专用集成电路，和芯片 2822 功放电路进行设计。1.2性能指标性能指标1）调频波段；88MHz 一 108MHz2）调制方式：调频3）工作电源电压范围 :2.55V(5 号电池 3 节)4）静态电流 13.5mA5）信噪

4、比80dB6）谐波失真0.8%7) 输出功率350mW8）输出功率：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。此款对讲机输出功率350mA9）发射机工作电流：18mA10) 对讲距离：就对讲机而言，接收机灵敏度的高低对通话距离有着明显的影响.而提高发射功率，对通话距离的增加不大明显，发射功率增大 10 倍，通话距离有时可能只有 1 倍，因此通信机的接收灵敏度越高，通信距离就越远。此款对讲机对讲距离 50100 米22. 设计方案选择设计方案选择2.1 方案一方案

5、一发射用调频无线话筒，接收采用集成电路 KC538，其具有中频放大，鉴频和音频功率放大等功能。KC538 中频放大器采用三极管差分放大器，固有增益高和调配抑制比好的特点。2.2 方案二方案二其原理相对比较简单，核心芯片是 La1800，即收音接收专用集成电路，功放部分采用的是 2822 芯片。总体可分为发射部分和接收部分。发射部分由锁相环和压控振荡器（VCO）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，经过天线低通滤波器，抑制谐波成分，然后通过天线 TX 发射出去。接收部分为二次变频超外差方式，接收到的信号经带通滤波器后进行选频放大，然后进入混频电路再进入中放电路

6、，经过解调电路得到想要的信号，然后经过放大进入扬声器，就可以听到我们想要的声音。本系统既能收到电台又能相互对讲，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。2.3 方案选择方案选择通过两种方案的比较，方案二的接收频率和工作电流都在要求范围内，具有良好的抗干扰能力，且主要应用高频电子线路与模拟电子技术中的低频放大和集成运放等知识，根据无线电信号的传输原理，将设计涉及分为发射部分和接受部分。并通过研究分析两个部分的原理框图，以及对高频放大电路、低频放大电路，混频电路、鉴频电路、天线等的分析研究，其较方案一具有简洁性，电路布局比较简单，所以最后选用方案二。33.

7、 调频对讲收音机设计原理调频对讲收音机设计原理3.1 设计原理图与功能说明设计原理图与功能说明原理图如下示：原理图如下示：驻极体在此起到传感器的作用，将变化着的声波转化为变化着的电信号。VT1 选用 9018，他主要对信号进行调制放大，由 R1、R2、C1 进行阻抗均衡，C2、C3、C4、C5、L1 以及 VT1 构成一个 LC 振荡电路，其等效电路如图所示：图图 1 1 10081008 型调频对讲收音机原理型调频对讲收音机原理图图图图 2 2 LCLC 振荡电路振荡电路4La1800 作为收音接收专用集成电路，调频信号经 C9 耦合到其 19 脚内进行混频，本振信号进入 1 脚形成本机震荡

8、电路，L4、R6、C10、C11 等元件构成调谐回路。2822 作为功放电路的核心芯片，主要是对音频信号进行第二次功率放大，推动扬声器发出声音。VT2 为 9018 做发射管用。设计原理功能框图如下：电路分析：电路分析： 本实验大致分为两个模块，一是调频收音机，二是调频对讲机。下面分别介绍它们的原理。3.2 收音机（或接收）部分原理收音机（或接收）部分原理原理图以右部分为接收模块。收音机的基本功能就是把空中的无线电波转换成高频信号，这一切是有接收天线及相关元件来实现。然后解调，即把调制在高频载波上的音频信号分出图图 4 4 系统框图系统框图5来，常称作鉴频 实现这一功能的电路叫鉴频器（由芯片

9、LA1800 实现） 。最后鉴频出来的音频信号经放大来推动扬声器或耳机，既把声音恢复。3.2.1 具体接收实现具体接收实现：1调频信号由 TX 接收，经 C9 耦合到的 IC1(1800)的 19 脚内的混频电路；IC1 的第 1 脚内部为本机振荡电路，1 脚为本震信号输入，L4,C10，C11，R6 构成本振电路的调谐电路。2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，7,8,9 外接高频滤波电信号，中频信号的频率此时变化，经鉴频后变为变化的电压，10 脚接鉴频电路的滤波电路（该变化的电压即音频信号） 。3音频信号经静噪后由 14 脚路输出耦合到 12 脚内的

10、功放，第一次功放后的音频信号由 11 脚输出，经 R10，C25，RP 耦合到 IC2 的二次功率放大，推动扬声器发出声音。图图 5 5 接收功能框图接收功能框图63.3 对讲机发射原理对讲机发射原理 原理图以左部分为对讲机发射模块。 发射机由音频(话筒)放大器，调频调制器，高频载波振荡器，高频放大器，高频功率放大器，天线匹配回路，发射天线组成。音频放大器，将话简送来的声音电信号进行放大，以达到一定的幅度，去控制频率调制器，实现频率调制。调频调制器中的变容管，其电容会随着其变容管两端电压的变化而改变。当变容管两端的电压变化是由音频信号控制时，其变容管的容量也将随着音频信号的变化发生改变。调制器

11、中的变容管是高频载波振荡器组成中的一部分，其电容量发生改变时，高频载波的频率也作相应的变化，从而实现频率调制（载波调频） 。图图 6 6 调频接收示意图调频接收示意图图图 7 7 发射原理部分工作系统框图发射原理部分工作系统框图73.3.1 具体发射实现：具体发射实现：1变化的声波被驻极体转换为变化的电信号，经过 R1，R2，C1 阻抗均衡后， 由 VT1 放大（调制放大） C2，C3，C4，C5，L1 及 VT1 集电极与发射极之间 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。2在调频电路中，很小的电容变化也会引起很大的频率变化。当电信号发生

12、变化时，相应的 Cce 变化，相应的频率变化，从而达到调频的目的。3经过 LC 振荡电路及 VT1 调制放大的信号经 C6 耦合至发射管 VT2 进行高频放大后通过 TX、C7 向外发射调频信号。VT1 为 9018 是振荡放大三极管。为增大发射功率 VT2 也为 9018 是专用发射管。3.4 调频收音机对讲机的技术参数调频收音机对讲机的技术参数1、调频波段；88MHZ 108MHZ 2、调制方式：调频3、工作电源电压范围，4.5V(5 号电池 3 节） 。4、输出功率：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

13、， 而且干扰性强，影响他人的通话效果，还会产生辐射污染。5、对讲距离：就对讲机而言，接收机灵敏度的高低对通话距离有着明显的影响。而提高发射功率，对通话距离的增加不大明显，发射功率增大 10 倍，通话距离有时可能只有 1 倍，因此通信机的接收灵敏度越高，通信距离就越远。对讲机对讲距离 50100 米。84. 所需用的设备、仪器所需用的设备、仪器4.1 元器件清单元器件清单在实验中用到的设备有电烙铁、螺丝刀、钳子等。用到的仪器有万用表、示波器。所用元件如下：名称与参数数量名称与数量数量名称与参数数量名称与参数数量名称与参数数量R1 1201C3 39P1C19 33P1L2 36T1正负极片2R2

14、 4.3K1C4 68P1C20 223P1L3 35T1焊片1R3 36K1C5 6P1C21 103P1L4 35T12.6X6 自攻4R4 1001C6 6P1C22 103P1V1 9018H12.5X8 自攻1R5 10K1C7 39P1C23 103P1V2 9018H12.5X4 螺杆3R6 1K1C8 39P1C24 220U1LED3 11.7X4 螺杆1R7 4.3K1C9 15P1C25 104P1电位器110CM 长细线3R8 4.3K1C1O 10P1C26 233P1话筒16CM 长细线3R9 5601C11 单联1C27 104P1Ic1 18001平行线1R10

15、 2.4K1C12 223P1C28 103P1IC2 28221电路板1R11 471C13 223P1C29 103P1开关1喇叭1R12 151C14 221P1C30 220U1开关按键1拉杆天线1R13 3301C15 18P1C31 103P1大拨盘1机壳1 套R14 10K1C16 75P1C32 104P1小拨盘1图纸1C1 224P1C17 101P1CY 104P1电池正极片1C2 102P1C18 103P1L1 35T1电池负极片14.2 芯片简介芯片简介本套件采用了 La1800 和 2822 这两种芯片，他们的内部结构如下图所示，图图 8 8 材料清单材料清单9核心

16、芯片为 LA1800，他作为收音接收专用集成电路，功放部分采用 2822，对讲机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互相对讲。2822 芯片芯片2822 集成功放电路常用在随身听、便携式的 DVD 等音频放音用；功率不是很大但可以满足一般的听觉要求了，且有电路简单、音质好、电压范围窄等特点，是业余制作小功放的较佳选择.特点： 静态电

17、流小、交叉失真小、通道分离度高； 电路简单、音质好、电压范围窄。 56743218左输出电源正右输出电源负左输出负右输入正右输入正右输入负LR10La1800 芯片芯片La1800 作为收音接收专用集成电路为单片 FM/AM 收音机电路，FM 部分包含本振、混频、低通滤波、IF 放大器、正交检波、FM 鉴频，静噪等;AM 部分包括高放检波。此外还有音频驱动级和功放电路。该芯片工作电压范围2.5V5V.该芯片采用密间距 22 脚双列直插封装。主要特点：外接元件少；功耗低， 5.6mA/FM,3.2mA/AM；工作电压低，Vccmin=2.5V。5. 设计步骤设计步骤1、首先根据原理图 1 画出对

18、应的功能框图，如前面图 2 所示。对讲机包括发射和接收两部分，要求的调频单工无线对讲机，C9 以左部分为发射模块，发射机由音频(话筒)放大器，调频调制器，高频载波振荡器，高频放大器，高频功率放大器，天线匹配回路，发射天线组成。音频放大器，将话简送来的声音电信号进行放大，以达到一定的幅度，去控制频率调制器，实现频率调制。调频调制器中的变容管，其电容量会随着其变容管两端电压的变化而改变。当变容管两端的电压变化是由音频信号控制时，其变容管的容量也将随着音频信号的变化发生改变。调制器中的变容管是高频载波振荡器组成中的一部分，其电容量发生改变时，高频载波的频率也作相应的变化，从而实现频率调制。载频11信

19、号我用我学过的电容三点式震荡电路产生。同时三极管的结电容 Cce 作为变化电容。从而实现调制功能。在接收部分用了一个 LA1800 进行混频、中放、鉴频、静噪、放大实现解调功能，再用 2822 进行功率放大驱动喇叭发声。2、根据自己的构思查找资料，确定实验方案。考虑到性价比电路的复杂程度等，我采用了接收部分用集成电路来设计，这样可以提高接收到信号的性能，同时可以增加对讲距离。3、根据查找的资料以及以前设计的电路作为参考进行电路设计，电路设计在第三部分已经给出。4、根据所设计的硬件电路采购所需元件。6. 系统电路性能指标测试结果系统电路性能指标测试结果1) 原始语音信号波形如下图所示：2) 加电

20、源后的载波波形如下所示：123) 已调波、接收波及频谱：4) 接收信号的波形如下图所示：135）混频的本振波形如下所示：6) 解调后的音频信号波形如下所示：7. 焊接、调试中遇到的问题及解决方法焊接、调试中遇到的问题及解决方法7.1 焊接与安装焊接与安装一首先插焊集成电路 2822 及其外围元件R14，C27，C29，CY,C30，C31，C32，K1，RP,连上喇叭，通电试听。如无自激嘯叫而且用改锥碰 C32 焊点时喇叭会发出嗡嗡声说明正常。接下来装单联/IC1 及外围元件，原理图中 C9 以左的发射部分暂不要装, 这时在 Y 孔焊接上14一条导线做天线，通电试听，应能正常收听到调频台，如不

21、正常，应重点检查焊接。当能够正常收听后再装发射部分，发射电路不用调试，只要元件不坏，插件正确，焊接良好就能正常工作，这时即可成装。装成后的单台 只能作调频收音机用。二一般先装低矮，耐热元件，最后装集成电路。应按如下步骤进行焊接：1清查元器件的质量，并及时更换不合格元件；2确定元件的安装方式，由孔距决定，并对照电路图核对电路板；3将元件弯曲成形，本电路所有电阻（除 R12）均采用正式安装，尽量将字符置于易观察位置，字符应从左到右，以上到下，以便后面检查；4将元件上锡，以便于焊接；5插装。对照电路图对号插装，注意元件极性；6焊接：各焊接点加热时间及用锡是要适当，防止虚焊，错焊，短路，及其 耳机，插

22、座，三极管等焊接时要快，以免烫坏；7焊后剪去多余引脚，检查所有焊点，并对照电路图仔细检查，并确认无误 后方可调电。注意事项：A.发光二极管应焊接在印制板反面，对比好高度和孔位再焊接；B. 由于本电路工作频率较高，安装时请尽量紧贴线路板，以免高频衰减而造成对讲距离缩短；C. 焊接前应先将双联用螺丝上好，并剪去双联拨盘圆周内多余高出的部分再焊接；D.J1 可以用剪下的多余元件脚代替，J2 的引线用黄色导线连接，TX 的引线 用略粗黄色导线连接；E.插装集成电路时一定要注意方向，保证集成电路的缺口与电路板上 IC 符号的缺口一一对应；F.耳机插座上的引脚要插好，否则后盖可能会盖不紧；G.按钮开关 K

23、1 外壳上端的脚要焊接起来，以保证外壳与电源负极连通。157.2 调试调试7.2.1 收音部分的调试收音部分的调试这时打开电源开关，并将音量开至最大，再细调单联，这时应收得到广播电台，若还收不到应检查有没有元件装错，印刷电路板有没有短接或开路，有没有焊接质量不高，而导致短路或开路等。本机只要装配无误可实现一装响。排除故障后找一台标准的调频收音机，分别在低端和高端收一个电台，并调整被调收音机 L4 的松紧度，使被调收音机了能收到这两个电台，那么这台被调收音机的频率覆盖就调好了。如果在低端收不到这个电台，说明应减少的匝数，在高端收不到这个电台，说明应增加 L4 的匝数，直至这两个电台都能收到为止，

24、调整时注意用无感起子拔动 L4 的松紧度。当 L4 拔松时， 这时的频率就增高，反之则降低，注意调整前请将频率指示牌贴好，使整个圆弧数值都能在前盖的小孔内看得见(旋转调台拔盘）7.2.2 发射部分的调试发射部分的调试首先将一台标准的调频收音机的频率指示调在 100MHz 左右，然后将被调的发射部分和开关 K1 按下，并调节 L1 的松紧度，使标准收音机有嘯叫，若没有嘯叫则可将距离拉开 0.2-0.5M 左右，直到有嘯叫声为止，然后再拉开距离对着驻极体讲话，若有失真，则可调整标准收音机的调台旋钮，直到消除失真。还可以调整 L2 和 L3 的松紧度，使距离拉得更开，信号更稳定。若要实现对讲，请再装

25、一台本套件并按同样的方法进行调整，对讲频率可以自己定如88MHz、98MHz、108MHz。这样可以实现互相保密也不至相互干扰。这样一台自己亲自动手制作的对讲机就实现了。7.2.3 调频率覆盖阴收音机的频率范围调频率覆盖阴收音机的频率范围(88MHz-108MHz)用高频信号发生器输出 88MHz 调频信号，将收音机调谐至波段低端起点位置，微调本振线圈的电感量(线圈匝间距)，使毫伏表读数最大。用高频信号发生器输出 108Mhz 调频信号，将收音机调谐至波段高端中点位置，微调本振回16路补偿电容(半可变电容)，使毫伏表读数最大。7.2.4 统调统调(调整频率跟踪）调整频率跟踪）调频收音机的统调方

26、法与调幅的相同。接收波段低端某一频率信号，调整高放调谐回路的电感量线圈匝间间距使声音(或毫伏表读数）最大，发光二极管亮度达到最大，接收波段高端某一频率信号，调整高放调谐回路的补偿电容， 使声音(或毫伏表读数)最大。7.3 遇到的问题及解决方法遇到的问题及解决方法1在调试过程中发现发光二极管时亮时不亮，检查电路板发现二极管的一个焊脚虚焊了，经修正后正常。2在进行收音调试时，喇叭一直只是沙沙响但收不到台，经过检查发现 La1800 的 9 和 10 引脚连在了一块，用烙铁修改后调试可以正常收音。3在进行对讲时，发现对方不能接受到，通过一一排查，知道了是话筒正负极问题，话筒正极焊接红色导线，话筒负极

27、焊接黑色导线。8. 收获、体会和改进设计的建议收获、体会和改进设计的建议 通过对调频对讲机的安装与调试，我对所学过的高频电路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、调试方式、测量技术、整机电路统调技巧等方面知识得到全面的、系统的训练。为今后从事本专业工作奠定了坚实的技术基础。 在接收发射系统调试实验中我亦受益匪浅，在模块实验的基础上掌握调频接收机组成原理和调频发射机整机组成原理，培养了解决实际问题的能力。通过这次课程设计让我更好的掌握了常用元器件的识别和测试。更加深刻地理17解课本知识。 在此次做课程设计的过程中，我深深地感受到了自己所学到知识的有限和自身的不足，并且学会了对所找内容的取舍及分析。总之，从中我们学习到了如何解决遇到的困难，更进一步地熟悉了调制与解调及掌握了接收机发射机的工作原理和具体的使用方法，增强了对实验的思考能力.培养了我们一丝不苟的科学态度和不厌其烦的耐