无线调频对讲机F.ppt

1、无线调频对讲机F30-5型,实验目的： 1.掌握无线电基本知识。 2.掌握其中的单元模拟电路。 3.制作工艺，重点调试方法。 4.测量和统调技巧。 81 工作原理： 1.解释,F30-5是采用 的调频方式,（1）调频：已调波的频率随被调制信号的幅度而变，与载频的频率无关（如图所示）。,（2）调幅：,1.无线双工对讲 2. 无线单工对讲 3.蜂窝式移动电话,（3）双工对讲： 同时处于收、发状态的对讲机称为双工对讲机。也就是说向普通电话机一样，两种状态同时进行；内部的收、发电路同时工作。 （4）单工对讲（F305）： 在同一时间内，只能工作在一种状态下（收、发）的对讲机。即是说接收时不能发射，发射

2、时不能接收；要实现这两种功能只能是通过开关来切换。,争对收发功能而言。可分为单工、双工式。,（4）蜂窝式电话： 蜂窝式移动电话又叫手机所谓蜂窝移动电话是指将移动电话服务区划分为若干个彼此相邻的小区，每个小区设立一个基站的网络结构。由于每个小区呈正六边形，又彼此邻接，从整体上看，形状酷似蜂窝，所以人们称它为“蜂窝”网。用若干蜂窝状小区覆盖整个服务区的大、中容量移动电话系统就叫做蜂窝移动电话系统，简称蜂窝移动电话。 无线对讲技术是无线移动通信技术的基础。例如现在应用最为广泛的蜂窝式移动电话技术就在对讲技术上发展起来的。 所以掌握对讲机的工作原理、测试、调试对通信工程技术工作，无疑有很大的帮助。,2

3、. 特点 （1）单工对讲机：造价低、体积小、电路简单、耗电低，所以应用较广。 （2）双工对讲机：造价高、体积较大、电路复杂、耗电高，所以应用较少。 3.原理框图：,（1）发射原理框图,（2）接收原理框图,接收：超外差式接收原理，类是于收音机。其实 无线电接收多数用超外差式原理。,（3）F305型收、发功能的实现： 因为F305型为单工对讲机，在同一时刻只 能工作在一种工作状态，所以要进行切换不同的 时刻对应不同的状态。 则：靠切换电源来实现（图81所示）。 （4） F305发端原理框图,（5）收端原理框图,第二中频,Q10,Q9,Q8,第一中频， Q11放大,（6）电源组成框图,4. F305

4、电气参数 （1）高频发射功率2W（75） （2）发射工作效率50 （3）接收灵敏度1uV （4）限幅灵敏度 1.5uV （5）音频输出功率50mW （6）最大调制频偏3KHz （7）待机静态电流10mA （8）频率稳定度 （9）选择性50dB（25KHz） （10）电源电压9.6V（8节1.2V）,5.名词解释 （1）灵敏度： 接收微弱信号的能力。在微弱的信号下接收机能良好地工作，并能输出已定功率、性能良好的解调信号，则：灵敏度就高，反之灵敏度就低。 单位用场强值（mV、uV）单位。所以它是接收机接收微弱信号的重要指标。 （2）选择性： 从众多的信号中选择出有用的信号，滤出不用 的其它信号，这

5、个能力称为选择性。 一般接收电路对通频带以外信号的衰减量来衡量选择性的大小。单位db（分贝数越大选择性就好）。,（3）限幅灵敏度： 当接收机的中放输出信号出现限幅时，所需要的最小输入信号电压值称为限幅灵敏度。 它的高低与接收机高放、中放电路的电压增益 有直接关系，用来衡量接收机接收微弱信号的能 力。限幅灵敏度高，接收微弱信号强；限幅灵敏 低，接收微弱信号弱。 （4）频率稳定度： 接收频率是否稳定由频率稳定度来衡量，直 接关系到接收机能否正常工作。 受影响的因素有：工作电压、环境温度、环 境湿度等。单位用指数表示，指数的绝对值大， 频率稳定度就越高。,（5）调制频偏： （也称为频偏量）是被调制信

6、号（音频 fy），载 波（载频 fz）调制后，使载波的中心频率（f0） 产生的频率偏移。单位（）。 （6）静态工作电流： 没有信号作用的状态下，电路的工作电流。 静态工作电流的大小反映整机待机时间的长短， 其关系为：小待机时间长；大待机时间短。 （7）发射机工作效率： 发射高频信号的有用功率与电路所消耗的实 际功率之比。单位（）。,82 FM调频接收机电路原理分析,1.输入选频电路 （1）频率选择范围：30MHz33MHz。 （2）选频电路如图84所示。 （3）电路的特点 . LA、L、C电路组合而成带通滤波器。 . D1、D2 作用为限幅。LA上的高频电压较 高（20VPP以上），易击穿场效

7、应管Q8，为 保证Q8安全，将输入电压限幅在0.7V以下。 . B1两个作用。 a.阻抗变压器。选择电路的输出阻抗与高 放管Q8的输入阻抗相匹配。,b. B1谐振线圈。和C28组成并联谐振电路， 谐振在中心频率f0上。 . Q8是高频放大管（双栅极场效应管）。,场效应管的特点（MOS）： 动态范围宽 噪声系数小 输入阻抗高内阻小 是很好的电压控制器件，在开关电源、高频放 大、混频、振荡等电路中广泛运用。 广泛。,2.高频放大电路（如图所示）,高放管Q8，双栅极场效应管（3SK122） 特点： （1）将高频信号和直流偏置分别加至2个栅极相互 不影响，有效减小电源噪声对放大器的影响,保证了高频放大

8、电路的低噪声系数。栅极（A1） 、（A2）分别输入高频选通信号和直流偏置。 缺点：高成本较高（比单栅极MOS管高1/3）。 （2）本级高放电路的增益20db 是采用共源极（S）放大电路，漏极（D） 回路串联C32、B2组成的并联谐振选频回路 ，使放大电路信号选择性的增益得到了进 一步提高。 3.混频与本振电路 电路如图所示：,电路主要任务： （1）产生本机振荡信号 （2）混频,（3）混频后产生第1中频信号（10.7M） 本振信号的产生： Q10及外围元件组成改进型电容三点式振荡电路,振荡电路所产生的本振频率 fL=fZ+f0。 Q10集电极串接B5并联谐振回路，经耦合后到Q9的第1栅极。,混频

9、和第1中频的产生： 双栅极MOS管的两个栅极分别输入高频、本振信号，经MOS管的非线性特性作用进行混频（实际作相减处理），得到的差频就是第1中频 信号（10.7M）。 fLf0fZ（外差式混频原理） （fL 313.4333M 40.3M； f0 29.6M ） 选频电路： C36、B4的初级组成并联谐振电路，谐振在10.7M上，再经B4耦合和陶瓷滤波器JT4作用把 第1中频信号送到下一级电路Q11（中放）进行处理。,4.第二中频、限幅、鉴频,产品中由一个芯片完成MC3361（摩托罗拉）。 特点：（1）外围元件少 （2）接收灵敏度高 （3）工作电压范围宽 （4）功耗低,封装形式：（1）双列直插

10、DIP 28（16Pin） （2）小型贴片SMD MC3361主要电气参数指标（见Pg 9表） （1）第2中频的产生（fZ2455 KHz）： 差頻方式fZ1fL2fZ2 fL2第2本振频率（10.245M)、fZ1 第1中频、fZ2第 2中频 见原理图：fZ1从16脚输入，fZ2从3脚输 出；fL2从1脚输入。 （2）特殊器件：声表面滤波器SAWF （JT5） 材料：石英晶体（铌酸锂、钛酸钡） 原理：这种器件具有压电效应，当受到电信号,作用时产生弹性形变而产生机械波（声波），这,种声波在晶体表面传送，即把电信号转变为声信 号。所以455 KHz的信号送至5脚。 （3）限幅中放、鉴频道路： 在

11、MC3361内部完成。鉴频输出从9脚输出。 鉴频线圈：B3，谐振在455KHz上。由8脚输入 到鉴频电路中去。,5.静噪电路： 如果没有静噪，接收机在没有呼叫信号时就不 能静音（交流噪声）。 本产品采用两级运放电路完成静噪。,高通有源滤波器： 高通高于音频6KHz以上的白噪声信号。 有源有信号源。 所以高通有源滤波器就是指高于高于音频 6KHz以上的白噪声信号用有源滤波器来滤除。 来完成静噪。 滤波原理：,C59、R40、 C58等网络,T1同相输入,T2反相输入,经过以上处理后得到正比于噪声信号的直流 电压此直流电压控制音频放大器的电源通断。 从而保证接收机在没有呼叫信号时能保持静音。 另一

12、方面节约了能量。 如图所示静噪展开电路,注意：两个比较器T1同相输入；T2反相输入（Pg 11）。,6.音频功放电路： 采用LM386功放芯片。 随着电子技术的不断发展，原始的甲类、乙类 功放已成为历史。取而代之的是各类功放集成 电路，分别针对不同用途，不同功率（0.1 100W）功放芯片应有尽有。 LM386特点： 静态功耗低、工作电压宽、频带宽、体积小。 （见Pg 12表） 增益调整： 在、之间串接增益调整电路C2、W2。如 果改变W2的值就可使增益在26db46db之间。,变化。如果对增益要求不高、脚可悬空， 这时增益最小值为26db（F305如此、无需在 再调整）。 功率输出端： 脚C

13、53是输出电容（也称为隔直电容），容量 在47uF470uF之间。容量越大低音效果越好。 7.直流稳压电路： 为了避免电池电压发生波动而对整机电路工作 影响所以需要设计 稳压电路。由Q4等 组成，如图所示。,83 FM 调频发射电路 1.话筒放大电路： 驻极话筒粒： （1）作用：声电转换。 （2）特点：体积小、灵敏度高、频带响应宽。 （3）内部电路：,（4）应用电路：如图所示,（5）话筒放大电路：如图所示,电路特点： 阻容耦合电压并联负反馈放大电路。 负反馈有效提高放大器的频带响应。 对输入的强信号有较好的抑制作用。 采用两级放大，有效提高电压增益。 R19为话筒的负载电阻，改变它，可改变话筒

14、 输入信号幅值（27K）。 2.晶体振荡电路： （1）任务：提供基准频率信号源，完成对话筒 音频信号的调制。 （2）特点：用石英晶体振荡器代替电容三点式 振荡电路里的LC选频网 络。具有选 择性好（Q值高），频率稳定度高。,（3）晶振分类： 基音晶振：振荡频率较低，1M30M；频 率范围（频带）较宽；通常用 于主频振荡或发射机调制频率。 泛音晶振：振荡频率较高，200M以上； 频率范围（频带）较窄；通用 于接收机本振电路的本振频率,分类,（4）电路如图所示：,两点说明： （1）三倍频3JT1 39.899930（MHz）,（2）C21的作用：如果30MHz（三倍频）不准，可 通过微调C21来完

15、成。 （3）变容二极管：靠二极管的反向电压VD来控 制结电容C0的变化。是一个 运用较广的变容器件。 （4）放大器（Q5）负载：C17、L9并联谐振回路。 低于三倍频（ 30MHz ），电路呈容性；等于三倍 频时，电路呈纯电阻，电压最高。 电路目的： 负载呈纯电阻，谐振电压最高。从而完成了电 路的振荡、调频、倍频整个过程。向下级电路传 送所需的三倍频（ 30MHz ）信号。也是调试的 主要内容。,3.高频放大与激励输出电路： （1）任务： 对前面送来的载波信号进行功率放大和激励到满足使发射机的天线辐射功率达到12W。 （2）电路特点： 由两晶体管放大电路组成。Q3为典型的甲类谐 振功率放大电路

16、；Q2为典型的丙类谐振功率放大器，作为发射机的推动输出级。 功率放大电路用三个指标来衡量：,功率大小 效率高低 非线性失真大小,Q3为什么要选择甲类？ 因调制级送来的信号幅度较小，要求功率不大。,要求选择性要好、频带较宽、非线性失真小。 此时对效率要求不是特别，因为不是直接输出 至发射，还要经激励放大的。 工作在甲类还可提高放大器的输入灵敏度。,因此：类推Q2用丙类较好，能满足设计要求。,（3）电路：如图所示,4.末级功率放大与输出滤波电路,（1）主要任务： 将激励级送来的高频信号进行功率放大（ 1 2W ），保证高频信号送到天线上功率有向外发射。 同时要保证接收时减少杂波的干扰，所以在发射

17、时要作滤波处理，滤除主频信号f0的高次谐波信号。 再一任务：阻抗匹配。 （2）电路特点： 功率放大器是丙类选择功率放大电路，效率高。 滤波器：采用低通滤波器滤波。,低通滤波器还兼阻抗匹配（天线的阻抗75）， 其原理：根据最大功率传输定义只放大电路的输 出阻抗与天线的输入阻抗相等（R0=Ri），则天线 上就能获得最大功率（PmUoc/4R0）。 （3）晶体管选择： 选择高频功率管 放大倍数 工作电流足够大 （4）偏置电阻R2的选择 较小几十欧（51）。其考虑高频载波幅度 在R2上不小于810VPP（这是测试点之一）。,（3）电路图：如图所示,84器件检测与装配 1.电阻 本产品均采用两种介质电阻

18、。 碳膜电阻（ 510） ） 。 金属氧化膜电阻（也称为精密电阻0.1 0.25 ）。 装配要求： （1）在装配前进行统测。目的：是否与标称 值相符。 （2）焊接时要求电阻与PCB板的高度间距不超 过1mm。一是散热二是减小高频电路的分布干 扰。,2.电容 采用两种介质的电容。 瓷片电容（容许误差：J、K、M：5、 10、20） 铝壳电解电容（容许误差：J、K、M：5、 10、20） 涤纶电容（容许误差：J、K、M：5、 10、20） 电容在工业上的运用多采用三中等级的误差：J、 K、M。 装配要求： （1）在装配前进行统测。目的：是否与标称值相符。,（2）紧贴PCB焊接，减小电分布干扰（储能

19、元 件是最大的干扰源）。 3.电感 三种形式的电感。 （1）空芯线圈 （2）色环电感 （3）可调电感（中频变压器，简称中周） 装配要求： （1）在装配前进行统测。只能通过万用表测试 通断，不能测试标称参数（只能用专门的电桥测 量）。,（2）色环电感与色环电阻类似。 （3）紧贴PCB焊接。 4.半导体器件 特殊二极管：LED使用方法因它的工作电流较 小20mA左右，所以一定串联电阻限流（即限流电阻），否则损坏LED。 二极管的检测，用数字万用表比较方便。掌握 极性鉴别。 三极管的检测原理： （见资料Pg19）NPN、PNP。 装配要求： （1）装配前统测 （2）极性不能装配错误,（3）尽量PCB

20、板，引脚越短越好。 85调试与检测（TP为检测点） 调试目的：使各单元电路处于最佳工作状态， 最大限度提高电路的工作效率，提高整机系统的 电气指标参数，处于最佳工作状态。 一.接收机电路调试 1.输入回路调试：,（2）特殊工具：无感螺丝刀（用筷子、牙刷柄 或亚克力棒自制）。 （3）调试器件：B1、B2 （4）调试原理：通过调整两个线圈的电感量来 实现对中心频率的谐振（B1B2 f0 29.6M） （5）调试方法： 用示波器、频率计接TP1检测点。 分别反复调整B1、B2磁芯使波形的幅度最大。 观察频率计的度数一定是30M。 注意（1）用无感螺丝刀调整。 （2）带外衰减量最大 （3）本级电路应有

21、14db20db的电压增益。,（4）由于无扫频仪频带宽度不能观察。 2.第一本振、混频电路调试： 本级主要调整两个中频信号10.7M、455K。 特殊工具：无感螺丝刀。 （1）第一中频（10.7M）调试： 调试器件：C37、B4、B5。 调试原理：利用谐振理论,调试监测点：TP2、TP3 （2）调试方法： 第一本振调整： 示波器观察TP2的波形，波形的幅度是否有 300mVpp。频率计测试此点的频率，此点的频率 是否约为40.3M（23KHz偏差）。 如果达不到此设定值（300mVpp、 40.3M） 就通过调整B5磁芯，还可微调C完成。 第一中频调整： 检测TP3波形和频率，其值为10.7M

22、、幅度达到 最大。 如果达不到要求，通过调整B4磁芯来实现。,3.二混频、中放、鉴频电路的调试： 这部分电路是由MC3361来完成，外围需要调 整的器件很少，只要做到焊接无误，电路基本上 能正常工作。 （1）调整器件：B3鉴频线圈 （2）调试原理： fz2fz1fL2 455KHZ （2）调整器件：B3鉴频线圈 （3）调试方法： 测试TP3的波形（10.7M）最大幅度。 测试TP4波形（10.245M），正常时有输出。,（4）鉴频调试： 1KHz高频信号（15mV）输入到天线。 用示波器观察TP6波形（解调后1KHz音频 信号的波形）。 调整B3磁芯使TP6的波形幅度最大，没有明 显失真现象。如出现失真减小输入信号。 应不断的根据TP6输出音频信号的强度，减 小输入高频信号的电压。直至输出的音频信号中 出现明显的噪声电压为止。 此时的高频信号源输出电压值，就是接收机的 限噪接收灵敏度值。,4.静噪电路、音频电路的调试： （1）调试达到的要求： 当接收机处于待机状态时，切断音频电路，使 接收机保持安静待机状态，没有噪声。 （2）调试原理： 由于静噪电路是在无信号状态下开始工作，所以需要调整噪声控制信号的阀值来实现。应在输入信号为0V（无信号）时进行调整。 （3）调试方法： 调整器件