通信原理 课程设计

1、通信原理课程设计 级 通信工程 专业 班级题 目 无线电调频对讲机设计 姓 名 丁 学号 指导教师 2014年12月25日1.任务书简易调频收音机兼对讲机的设计与制作1.1设计要求 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50100m。1.2主要指标性能指标：（1）工作电压：3V（两节5号电池） （2）有效距离：1050米 （3）频率范围：88108MHZ （4）灵敏度：优于5微伏 （5）选择性：40dB （6）整机电池：小于150mA （7）输出功率：大于350mW，发射机输出功率越强，发射信号的覆盖范围越大，通信

2、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350mW（8）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 该机具调频收音、对讲两功能，对讲的发射部分采用两级放大电路，对讲距离50米左右，造型美观、体积小、灵敏度高，并且性能稳定，只要装配无误，一般都能成功。1 设计方案选择方案一：发射试用调频无线送话器，接收采用集

3、成电路KC538，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，故有增益高和调配抑制比较好的特点。方案二：采用集成电路D1800，它作为收音机接收专业集成电路，功放部分则用D2822电路具有体积小、外围元件少灵敏度极高、性能稳定等优点。方案选择：综上电路，接收频率和工作电流都在要求范围之内，具有良好的抗干扰能力，经过比较，方案二更具有简洁性，电路布复杂。因此本系统采用方案二设计。1.接收部分原理：调频信号由TX接收，经C9耦合到IC1的19脚内的混频电路，IC1第1脚内部为本机振荡电路，1脚为本振信号输入端，L4、C、C10、C11等元件构成本振的调谐回路。

4、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IC1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，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。10脚外接电容为鉴频电路的滤波电容。这个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。对讲机接收结构框图如图（1）所示：图（1）2. 对讲发射原理：变化着的声波被驻极体转换为变化着的电信号，经过R1、R2、C1阻抗均衡后，由VT

5、1进行调制放大。C2、C3、C4、C5、L1以及VT1集电极与发射极之间的结电容构成一个LC振荡电路，其等效电路如图所示：3. 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C6耦合至发射管VT2通过TX、C7向外发射调频信号。VT1、VT2用9018超高频三极管作为 振荡和发射专用管。对讲机发射结构框图如图（2）所示：图（2）调频对讲机电路原理图如图（3）所示：D1800芯片功能介绍： D1800 为单片FM/AM 收音机电路， FM 部分包含混频，本振中放，鉴频，静噪，低通滤波器等；A

6、M 部分包括高放检波，此外还有音频驱动级和功放电路，用一块D1800 电路和少数外围元件，可制作完整的收音机。该电路工作电源电压范围为2.5V5V。D1800芯片功能方框如图（4）所示：图（4）D2822芯片功能介绍：D2822用于携式录音机或者收音机作音频功率放大器，主要特点：电源降到1.8v时依旧能正常工作；交越失真小；静态电流小，可作桥式或立体式功放应用；外围元件少；通道分离度高；开机和关机无冲击噪声；软限幅等特点。D2822芯片功能方框图如图（5）所示：3. 电路原理的数学分析（1） 电路原理的数学分析，各信号数学表达式，运算过程已调信号：S(t)=cos（）消息信号：m（t）载波：c

7、（t）三极管工作原理过程分析：三极管工作在放大区，发射极正偏，集电极反偏。混频处理公式：鉴频：采用非相干解调 计算本振公式:（2） 电阻和电容值的识别和测量方法电阻对讲机电路中选用的电阻器由于耗散功率不大，一般小功率的金属膜电阻。电阻采用常见的色环标注阻值，即棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、黑标注，代表数字1、2、3、4、5、6、7、8、9、0，金色环代表电阻值误差精度。如图所示棕红橙黄绿兰紫灰白黑金银1234567890510电容的识别和检测如上图瓷片电容，标值100，容量就是：10X1pF=10pF.如果标值473即为47X1000pF=0.047uF。（后面的第三位3，表示10的多少

8、次方）。4系统电路性能指标测试结果1.理论各点波形如图2.实际的测试波形原始语音信号：载波波形：已调信号：用于混频的本振信号：解调后的音频信号：5焊接、调试中遇到的问题，解决的方法5.1 调频对讲机的焊接与安装1. 焊接（1）清查元器件，使用万用表对每个器件进行检测，熟习各元器件及其功能，做好焊接前预备工作。（2）整机电路分析，熟悉元件在印刷板上安装位置，确定元件安装方式（3）将元器件弯曲成形，本电路所有的电阻(除R12外)均采用立式插装，尽量将字特置于易观察的位置，字符应从左到右、从上到下。以便于以后检查，将元件脚上锡，以便于捍接；由于本电路工作频率较高，安装时必须紧贴线路板以避免高频衰减而

9、造成对讲距离缩短。（4）插装：应对照电路图对号插装，有极性的元件要注意极性，如集成电路的脚位等。（5）焊接：焊接前应先将双联用螺丝上好。并剪去双联拨盘画周内多余引脚再焊接，各焊点加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、错焊、短路，其中耳机插座、三极管等焊接时要快，以免烫坏；（6）焊后剪去多余引脚，检查所有焊点，并对照电路图仔细检查，并确认无误后方可通电。2. 安装（1） 发光二极管应焊在印制板反面 , 对比好高度和孔位再焊接。 (2) 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。 (3) 焊接前应先将双联用螺丝上好 , 并剪去双联拔盘圆周内多余高出的引脚再

10、焊接。 (4) J1 可以用剪下的多余元件脚代替 ,TX 的引线用粗软线连接。 (5) 为了防止集成电路被烫坏 , 套件中配备了集成电路插座 ,22 脚插座由一个 14 脚插座和一个 8 脚插座组成 , 请务必要焊上。 (6) 耳机插座上的脚要插好 , 否则后盖可能会盖不紧。 (7) 按钮开关 K1外壳上端的脚要焊接起来 , 以保证 VD 的正极与电源负极连通。5.2 调频对讲机的调试1. 接收部分的调试首先用万用表l00mA电流档(其它档也行，只要50mA档即可)的正负表笔分别跨接在地和K的GB之间，这时的读数应在1015mA左右（我的测试了为15.5mA），这时打开电源开关K，并将音量开至

11、最大，再细调双联，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距或开路，有没有焊接质量不高，而导致短路或开路等，还可以试换一下IC1，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M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，调整时注意用无感起子或牙牙、牙刷柄(处理后)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

12、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)调频率覆盖阴收音机的频率范围（88MHz一108MHz)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，微调本振回路补偿电容(半可变电容)，使毫伏表读数最大。在业余条件下，可用已知频率的电台信进行调整，在波段低端接收一调频电合信号，察调谐指针指示的频率是否与该电台频率相符。若指示的频率偏高，则可将本振线圈的电感量减小；反之，若指示的频率偏低，则应将本振线圈的电感量增大。上述过程重复几

13、次，直到调准为止。在波段高端接收以调频广播信号，观察调谐指针指示的频率是否与该电台频率相符，若若指示的频率偏高，可减小本振回路中的补偿电容；反之，则增大补偿电容，直到调准为止。（我的频率覆盖大概就在70多到90多，就是通过此方法，然后我把L4拨动松一点调到范围在88MHz至100零几，我是根据88.1MHz一个广播电台调试的。）2. 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，使标准收音机有啸叫，若没有啸叫则可将距离拉开0.20.5米左右，直到有啸叫声为止，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

14、音机的调台旋钮，直到消除失真。还可以调整LZ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。（我的电感没调动，我先用同学的收音机确定一个大概范围，我再用我的手机收音机功能慢慢的调试，最终测试到我自己的对讲机频率为92.5MHz，） 3. 统调调频收音机的统调方法与调幅的相同。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

15、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。5.3 注意事项（1） 连天线的导线从元件面走。（2） 连话筒的线用平行线，照图链接。（3） 从A孔到M孔连一条过线，过线从焊接面走。5.4 遇到的问题及解决办法（1） 对讲机语音信号时续时断，检测喇叭连线是否存在短接，若存在消除短接点。（2） 对讲机接收信号不清晰，或有效接收距离过短，调节中周至恰当位置（3）三极管温度过高，检查三极管极性是否反接，若反接调整至正确位置。（4）对讲机喇叭音量不能调节高低，检查小拨盘是否存在虚焊点，若存在重新焊接。（5）对讲机的发射装置的发射信号不能被对讲机的接收装置接收，适当调节线圈间的距离。（6

16、）发光二极管不能正常发光，查看发光二级管极性是否接反，若接反调整至正确位置。（7）芯片Ic1 1800与Ic2 2822位置必须正确放置。（8）电池正负极片需正确焊接。（9）瓷片电容有正负极之分。6.收获、体会和改进设计的建议此次课程设计，虽然我感觉不会的挺多，但是就在不会中学到了很多东西，实践出来的东西感觉上也是比较有成就感的，当我的可以对讲的时候，我高兴极啦。平时我一直很努力学习理论知识就是为了今天可以应用于实践，只有通过实践，通过自己亲自的参与才能知道哪些地方是自己薄弱的，没有掌握好的地方。在设计制作过程中，我多次查阅相关电子设计制作资料和请教老师同学，不断优化方案并顺利制作出来了，制作

17、前我先弄懂元器件的正确识别和引脚判断等准备工作，小小的零件很多，需要耐心的一个个测电阻，保证无失误，检查所有零件无缺失，然后小心翼翼地按照焊接要求先小后大，耐热的进行电路焊接。后期调试过程中才是考验耐心了，慢慢的不断调试，在和小伙伴的共同探讨以及指导老师的悉心指导下，我找到一个合适的小伙伴和我对讲，我们的对讲距离大概达到50米左右还多，然后，我先用同学的收音机确定一个大概范围，我再用我的手机收音机功能慢慢的调试，最终测试到我自己的对讲机频率为92.5MHz，92.6MHz的音量较大但是有点杂音，92.5MHz我用测试接收距离（对讲机在实验室201发音，我用手机在门外走廊依然可以清晰接收到，距离大概有50米左右）总的过程中一直严谨要求小心每一步，还算比较顺利完成任务。在以后的学习生活中，我要更加注