【正文】 1 無(wú)線調(diào)頻對(duì)講機(jī) 功率 放大電路 的 研究與設(shè)計(jì) 學(xué)生： 李 垚 峰 ， 指導(dǎo)教師： 李 陽(yáng) (安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息與計(jì)算機(jī)學(xué)院 合肥 230036) 摘 要： 本文從無(wú)線 調(diào)頻 對(duì)講機(jī)的基本原理出發(fā)，確立了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，將對(duì)講機(jī)系統(tǒng)分為發(fā)射部分和接收部分兩大部分，并對(duì)各部分的功能和作用 簡(jiǎn)要 進(jìn)行了分析和研究。 確定了電氣指標(biāo) 參 數(shù)， 通過(guò)對(duì) 振蕩電路， 放大電路， 與同類(lèi)型電路的對(duì)比， 并重點(diǎn)分析設(shè)計(jì)了放大電路部分， 最后確定了對(duì)講機(jī) 功率 放大部分 電路圖。接下來(lái)利用 Multisim仿真軟件對(duì) 放大 模塊進(jìn)行仿真并對(duì)仿真信號(hào)進(jìn)行分析。 關(guān)鍵 詞 ： 對(duì)講機(jī) ， 調(diào)頻 ，放大電路，仿真分析 1 引言 古時(shí)候的通信方式有蜂火臺(tái)、飛鴿傳書(shū)、驛站等等，主要的目地在于傳送軍事情報(bào)，其傳輸煤介主要是利用人力和物力來(lái)達(dá)成。直到 “ 電 ” 問(wèn)世后，才開(kāi)始尋找 通 過(guò)使用電來(lái)通信的可能性。經(jīng) 過(guò) 人們的發(fā)展 ， 在這兩百年內(nèi)獲 得 重大進(jìn)步 ，尤其是配合電子元件 的 進(jìn)步，使復(fù)雜、便利的通信系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn) ， 并成為日常生活中不可缺少的東西。 在現(xiàn)代通信中對(duì)講機(jī)是一種近距離的，簡(jiǎn)單的無(wú)線傳輸通信工具，由于它不需要中轉(zhuǎn)站和地面交換機(jī)站支持就可以進(jìn)行有效的移動(dòng)通信，因此深受人們歡迎。目前，它廣泛應(yīng)用于生 產(chǎn)，保安，野外工程等領(lǐng)域的小范圍移動(dòng) 通信中。調(diào)頻對(duì)講機(jī)是通過(guò)調(diào)節(jié)頻率使一組對(duì)講機(jī)的接收頻率和發(fā)射頻率與另一組對(duì)講機(jī)的發(fā)射頻率和接收頻率相同，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)講功能的無(wú)線通信工具。 無(wú)線 調(diào)頻 對(duì)講機(jī)具有使用簡(jiǎn)單、不受網(wǎng)絡(luò)限制、通話成本低、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。目前，人們對(duì)對(duì)講機(jī)的研究已從模擬化轉(zhuǎn)化為數(shù)字化 。 很好的 掌握無(wú)線對(duì)講機(jī)內(nèi)部電路的工作原理對(duì)今后從事通信工程領(lǐng)域十分重要的。 通過(guò)對(duì)調(diào)頻對(duì)講機(jī)的設(shè)計(jì)與研究，能對(duì)所學(xué)過(guò)的高頻電路原理知識(shí)， 模電知識(shí)及各單元電路的電路形式，各電路間的耦合方式及信號(hào)傳送波形和結(jié)果，有 更深入的 理解。 基本上，各種通信系統(tǒng)的資訊傳送過(guò)程，以從甲地單向地傳到乙地為例，其2 流程大約如下 : 信息 ，以電的信號(hào)表現(xiàn)出來(lái)。 、編碼或調(diào) 制 后，依據(jù)各種傳輸煤介特性，將 信息 傳送到乙地。 ，經(jīng)解碼或解調(diào)。 信息 性質(zhì)還原回來(lái)， 通過(guò) 轉(zhuǎn)換使人能聽(tīng)到。 本論文設(shè)計(jì)的單雙工無(wú)線調(diào)頻對(duì)講機(jī) 采用 DIP 插件，電路板較緊湊 ，主要由振蕩電路部分，音 頻放大電路部分，濾波電路部分，信號(hào)調(diào)制電路部分等組成。發(fā)射頻率為 通信 距離為 50米以上。 2 總體電 路的確定 工作原 理 及框圖 發(fā)信電路包括：話筒 、音頻放大、調(diào)制電路 。 收信電路包括：音頻放大、解調(diào)電路、混頻電路。 發(fā)信時(shí)，話音經(jīng)過(guò)話筒，將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。然后經(jīng)過(guò)音頻放大器將其放大，再用其進(jìn)行調(diào)頻，使載波信號(hào)的頻率按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化。之后已調(diào)信號(hào)由天線發(fā)射出去。 收信時(shí)，由天線接收所需信號(hào)，進(jìn)行混頻，信號(hào) 再 送入鑒頻器進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)出音頻信號(hào)。音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)音頻放大器放大后，獲得所需的推動(dòng)功率推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲響。圖 是本次設(shè)計(jì)所用的對(duì)講機(jī)框圖 。 圖 調(diào)頻 3 總體電路原理圖 下圖 是本畢業(yè)設(shè)計(jì)總體電路原理圖 圖 調(diào)頻 電氣指標(biāo)參數(shù) 工作方式：調(diào)頻單工 工作電流：發(fā)射≤ lA； 接收： 靜噪≤ 20mA； 非靜噪≤ 120mA 工作電壓：外接電源 DC9— 12V； 發(fā)射功率： 35W 4 調(diào)制方式：調(diào)頻 最大頻偏： 5kHz 接收靈敏度： 0． 2uV 靜噪靈敏度：≤ 0． 2uV 音頻功率：≥ 300mW 天線形式：拉桿天線或橡膠天線 天線阻抗 :50 歐 話筒阻抗 :高阻抗 選 擇性 :70dB 音頻輸出功率 :250mW 發(fā)射輸出功率 :高約 5W 低約 一部對(duì)講機(jī)工作性能的優(yōu)劣，常用以上兒項(xiàng)電氣指標(biāo)參數(shù)來(lái)表示，其指標(biāo)內(nèi)容含義如下 : 1 靈敏度 接收機(jī)在接收信 時(shí)是不是靈敏，主要是指它接收微弱的信 號(hào)能力。如果接收機(jī)在極微弱的信號(hào)下良好的工作，并能夠輸出一定的功率性能良好的解調(diào)信號(hào)，那么這部接收機(jī)就具有較高的靈敏度。反之，就是靈敏度低。衡量靈敏度的單位常用場(chǎng)強(qiáng)值的毫伏或微伏為單位。因此，靈敏度是 衡量接收機(jī)接收微弱信 號(hào)能力的重要指標(biāo)。 2 選擇性 接收機(jī)工作時(shí)，要在眾多的信號(hào) 中 把有用的 信號(hào)選擇出來(lái)，這種選擇信號(hào)的能力稱(chēng)為信號(hào)選擇性 .接收機(jī)在工作時(shí)，它所要接收的信號(hào)頻率附近，常常會(huì)同時(shí)5 存在著很多的 干擾信 號(hào)。這些 干 擾信號(hào)有強(qiáng)有弱，如果接收機(jī)能在很強(qiáng)的 干 擾信號(hào)情況下，選擇出自己的有用信號(hào)，那么它的信號(hào)選擇性就很高。反之，如果連很弱的干擾一也無(wú)法抑制掉，那么它的選擇性就很低。選擇性的指標(biāo)， 一般用接收電路對(duì)通頻帶以外信號(hào)的衰減量計(jì)量，單 位為 dB。 3 限幅靈敏度 限幅靈敏度是指，當(dāng)接收機(jī)的 中 放的輸出信號(hào)出現(xiàn)限幅時(shí)，所需的最小輸入信號(hào)電 壓 值稱(chēng)為限幅靈敏度。限幅靈敏度的高低，和接收機(jī)的高放、 中 放電路的電 壓 增益有直接的關(guān)系。它和靈敏度指標(biāo)一樣，也是衡量接收機(jī)接收微弱信號(hào)能力的重要指標(biāo)。 4 頻率穩(wěn)定度 對(duì)講機(jī)電路發(fā)射及接收的頻率是否穩(wěn)定，直接關(guān)系到能否正常通信。 一般對(duì)講機(jī)的頻率穩(wěn)定度主要由晶體的品質(zhì)來(lái)決定，同時(shí)也受工作電壓、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度等因索的影響。頻率穩(wěn)定度的高低，一般用指數(shù)來(lái)表示，指數(shù)的絕對(duì)值越大， 表 示穩(wěn)定度越高。 5 調(diào)制頻偏 調(diào)制頻偏或者稱(chēng)頻偏量，是指調(diào)制信號(hào) (音頻 )對(duì)載波信號(hào)頻率調(diào)制后使載波的中心頻率產(chǎn)生的頻率偏移量。調(diào)制頻偏可以用相對(duì)量百分比來(lái)表示，也可以用絕對(duì)量正負(fù)值來(lái)表示。 6 靜態(tài) 工作電流 對(duì)講機(jī)的靜態(tài)工作電流，是指對(duì)講機(jī)的接收電路，在無(wú)通話的待機(jī)狀態(tài)下所消耗的電流量。由于一般對(duì)講機(jī)都采用電池供電，所以靜態(tài)電流越小，對(duì)講機(jī)的待機(jī)時(shí)間 就越長(zhǎng)。 靜態(tài)工作電流的高低，用電流值來(lái)表示，單位為 mA。 7 高頻輸出功率 高頻輸出功率也稱(chēng)載波輸出功率，它是指發(fā)射機(jī)將高頻載波送往發(fā)射大線上的高頻發(fā)射功率。是對(duì)講機(jī)的一個(gè)重要性能指標(biāo)。發(fā)射機(jī)輸出功率的大小，直接關(guān)系到對(duì)講機(jī)通信距離的遠(yuǎn)近。高頻輸出功率的大小，一般用功率 (W)來(lái)表示 。 輸出功率的測(cè)量，一般要用專(zhuān)業(yè)的高頻功率計(jì)來(lái)測(cè)量。 8 發(fā)射機(jī)工作效率 發(fā)射 機(jī)土作效率是指發(fā)射電路將電路所消耗的電源直流功率，轉(zhuǎn)換為高頻發(fā)射功率的效率?；蛘叻Q(chēng)電路實(shí)際消耗功率和發(fā)射有用功率之比。發(fā)射機(jī)工作效率6 的高低，一般用百分比來(lái)表示，即電源消耗功率比高頻輸出功率。它們的比值越小，表示能源轉(zhuǎn)換效率越高。 9 音頻輸出功率 音 頻輸出功率是指，對(duì)講機(jī)解調(diào)信號(hào)輸出的最大不失真功率值。一般測(cè)量音頻輸出功率時(shí)，均以喇叭兩端所獲得的 1kH 正 弦波電 壓 為準(zhǔn)，當(dāng)所測(cè)量的音頻信號(hào)波形沒(méi)有明顯失真時(shí)，進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量方法和一般交流功率測(cè)量一樣。 3 單元 放大 電路的分析與設(shè)計(jì) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我負(fù)責(zé)的部分是放 大電路部分的設(shè)計(jì)所以以下重點(diǎn)分析放大電路的 研究與設(shè)計(jì) 。 本次設(shè)計(jì)采用的是晶體管組成的 功率 放大電路 ，晶體管組成的基本放大電路有共射、共集、共基三種基本接法，它們的動(dòng)態(tài)參數(shù)具有不同的特點(diǎn)，使用時(shí)根據(jù)需求合理選用。 基本共集放大電路 根據(jù)放大電路的組成原則，晶體管應(yīng)工作在放大區(qū)，即 UbeUon,UceUbe,所以在圖 所示基本共集放大電路中，晶體管的輸入回路加集電極電源 Vcc，它提供集電極電流和輸出電流。 圖 基本共集放大電路 7 靜態(tài)分析 動(dòng)態(tài)分析 圖 基本共集放大電路的小信號(hào)等效電路 eEQB E QbBQCC IVRI RV ???BQEQ )1( IβI ??ebBE QCCBQ )1( RβR VVI ??