【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 英振蕩體的發(fā)射與接收電路。大家知道，石英晶體的振蕩頻率是非常穩(wěn)定的，由它組成的無(wú)線話筒發(fā) 射與接收器，工作起來(lái)就穩(wěn)定多了，同時(shí)，其工作頻率可在 V 段（ 30MHZ250MHZ）， U 段（ 2001000MHZ）內(nèi)，外界干擾信號(hào)不嚴(yán)重，給無(wú)線話筒的使用帶來(lái)了較好的效果。 在使用上，由于石英晶體的振蕩頻率不可調(diào)，因此對(duì)于一套無(wú)線話筒來(lái)講，其接收和發(fā)射頻率是固定的，且要求一一對(duì)應(yīng)，不怎么方便，假如在某地剛好在這一頻點(diǎn)上存在干擾，該無(wú)線話筒就無(wú)法使用了。 采用 PLL 接收的無(wú)線 通信 PLL 是頻率相位鎖定環(huán)路的英文字頭縮寫(xiě)，在無(wú)線 發(fā)射接收中，采用頻率合成的方式，可以在一個(gè)頻帶內(nèi)，滿意地接收信號(hào)，在 此頻帶內(nèi)， 還可以任意切換工作頻道。理論上，在一個(gè) 24MHZ 的頻帶內(nèi)，如果以 1MHZ作為頻道解析度，則可以切換 25 個(gè)頻道；如果以 125KHZ，則可以切換193 個(gè)頻道，至于頻道數(shù)的多少與接收機(jī)的頻寬及頻道解析度有關(guān)。 本文研究的意義 本文研究的意義在二個(gè)方面。第一，掌握無(wú)線對(duì)講機(jī)的工作原理以及組成無(wú)線對(duì)講機(jī)的各個(gè)組成部分的原理、功能用途等；第二，鍛煉自己實(shí)際能力，要從實(shí)際出發(fā)，選擇適合自己的元器件，要求從生產(chǎn)成本和實(shí)用價(jià)值等面去考慮。第三，討論無(wú)線對(duì)講機(jī)的發(fā)展前景。 2 設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì) 方案 現(xiàn)有的無(wú)線耳機(jī)和無(wú)線話筒，其線路雖有差異，原理是一致的，都離不開(kāi)調(diào)制和解調(diào)，但卻是單獨(dú)的各用一套調(diào)制和解調(diào)線路，造成了不必要的浪費(fèi)，使用也不方便。 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)涉及無(wú)線通信技術(shù)，是一種將無(wú)線話筒與無(wú)線耳機(jī)合二為一的技術(shù)。它包括發(fā)射部分與接收部分，其中發(fā)射部分由立體聲信號(hào)預(yù)加重電路與調(diào)制發(fā)射電路串聯(lián)而成，接收部分由接收接收解調(diào)電路、立體聲解碼電路、立體聲功放電路串聯(lián)而成，在調(diào)制發(fā)射電路上還串聯(lián)話筒及話筒信號(hào)放大電路，在立體聲解碼電路與立體聲功放電路之間連接信號(hào)輸出端，在立體聲信號(hào)預(yù)加重電路 及話筒信號(hào)放大電路預(yù)調(diào)制發(fā)射電路之間串聯(lián)互穎開(kāi)關(guān)。 線路輸入 立體聲信號(hào)預(yù)加重 話筒信號(hào)放大 調(diào)制 發(fā)射 圖 發(fā)射部分結(jié)構(gòu)框圖 2． 2 發(fā)射部分電路設(shè)計(jì) 方案 2． 2． 1 方案一：電容三點(diǎn)式 電容三點(diǎn)式振蕩器也稱為 考畢茲 振蕩器 . 該種振蕩器由電感和兩個(gè)電容構(gòu)成振蕩回路 ,由其中的一個(gè)電容提供反饋 .振蕩頻率為 : . 電路圖 : 接收解調(diào) 立體聲解碼 設(shè)備話筒輸入 立體聲功放 立體聲耳機(jī) 圖 接收部分框圖 圖 電容三點(diǎn)振蕩電路 這種電路的優(yōu)點(diǎn)是輸出波形好、振蕩頻率可達(dá)１００兆赫以上。缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)頻率時(shí)需同時(shí)調(diào) CC CC2 不方便。適宜于作固定的振蕩器。 該電路較容易制作 ,電容三點(diǎn)式電路振蕩頻率可達(dá)到上 100MHZ,所以可以用來(lái)制作成無(wú)線電發(fā)射電路 ,用來(lái)制作無(wú)線話筒 ,對(duì)講機(jī)等 . 用 9018 管做過(guò)無(wú)線話筒 ,用普通收音機(jī)可在 20M 左右收聽(tīng)到清晰的信號(hào) ,也可使用 8050 管 ,發(fā)射距離可達(dá) 1KM 以上 . 2． 2． 2 方案二：電感三點(diǎn)式 電感三點(diǎn)式振蕩電路 ,又稱哈特萊振蕩電路。 下 圖中 L L C組成諧振回路 ,L2兼作反饋網(wǎng)絡(luò) ,通過(guò)耦合電容 Cb將 L2上反饋電壓送到三極管的基極。 由交流通路看出 ,諧振回路有三個(gè)端點(diǎn)與三極管的三個(gè)電極相連 ,而且與發(fā)射極相接的是 L L2,與基極相接的是 L C 即滿足 射同基反的原則。因此電路必然滿足相位平衡條件。 圖 電感三點(diǎn)式振蕩電路 當(dāng)回路的 Q值較高時(shí) ,該電路的振蕩頻率基本上等于 LC回路的諧振頻率 ,即 式中 L = L1＋ L2＋ 2M 為回路總電感。 該電路的特點(diǎn)與變壓器反饋式振蕩電路極為相似。須指出：它的輸出波形較差 ,這是由于反饋電壓取自電感的兩端 ,而電感對(duì)高次諧波的阻抗較大 ,不能將它短路 ,從而使 Uf中含有較多的諧波分量 ,因此 ,輸出波形中也就含有較多的高次諧波。 用集成運(yùn)放構(gòu)成的電感三點(diǎn)式振蕩電路如圖 Z0807 所 示 ,不難證明其振蕩頻率為： 圖 諧振回路 圖 負(fù)反饋 2． 2． 3 方案三：晶振產(chǎn)生 （ 1）有兩個(gè)諧振頻率 ； ffs時(shí)， LCR支路呈感性，與 Co產(chǎn)生并聯(lián)諧振，可構(gòu)成兩種不同類型的頻率高度穩(wěn)定的正弦波振蕩電路。 （ 2）價(jià)格相比起來(lái)較貴 影響兒 C振蕩電路振蕩頻率的因素主要是 LC 并聯(lián)諧振回路的 Q值，可以證明， Q值愈大，頻率穩(wěn)定度愈高。由電路理論知道：為了提高 Q值，應(yīng)盡量減小回路的損耗電阻 R并加大 L/C值。但一般的 LC振蕩電路，其 Q值只可達(dá)數(shù)百，在要求頻率穩(wěn)定度高的場(chǎng)合，往往采 用石英晶體振蕩電路。 最終我選擇了電容三點(diǎn)式，改進(jìn)后電路圖如下： 圖 晶振電路 圖 發(fā)射部分改進(jìn)電路 無(wú)線話筒準(zhǔn)用的頻段 無(wú)線電波可以在空間自由傳播，不受用途和地域限制，因此造成各種無(wú)線電設(shè)備的頻率交叉重疊。如果不加以規(guī)定和約束，不可避免地會(huì)產(chǎn)生相互干擾，影響正常的通信。為此，世界上無(wú)線頻率管理部門對(duì)無(wú)線電頻率的使用范圍作了統(tǒng)一規(guī)定，使它們之間的相互影響降到最低。無(wú)線話筒使用的頻段有： VHF 甚高頻波段 VHF 頻段的頻率范圍為 30MHz～ 300MHz，波長(zhǎng)為 10m～ 1m， 通常稱為“米波”，廣泛用于調(diào)頻廣播、電視頻道、民用對(duì)講機(jī)和傳呼機(jī)。頻道占用極為擁擠，工業(yè)干擾源多。分配給無(wú)線話筒 V H F 頻段的頻率范圍為 1 6 9 M H z ～ 230MHz，共占有 61MHz 的可用頻帶。與電視 6～ 12 頻 道占用的頻率范圍相同。在 61MHz 可用頻帶內(nèi)，無(wú)線話筒又把它分成三個(gè)波段， V H F （ A ）為 1 6 9 M H z ～ 1 8 5 M H z ； V H F （ B ）為 1 8 5 M H z ～ 2 0 0 M H z ； V H F （ C ）為 200MHz～ 230MHz。 UHF 超高頻波段 UHF 頻段的頻率范圍為 300MHz～ 3000MHz，波長(zhǎng)為 1m～ ，通常稱為“分米波”，主要用于電視頻道、移動(dòng)電話、微波通信和軍用雷達(dá)等。分配給無(wú)線話筒的頻率范圍為 6 9 0 M H z ～ 960MHz，占有270MHz 的可用頻率范圍，是 VHF 頻段的 倍，因此可設(shè)置更多的無(wú)線話筒通道，并且干擾源少。在 UHF 頻段中，無(wú)線話筒還分配到另一個(gè)更高的民用通信頻段， 即 2300MHz～ 2400MHz，簡(jiǎn)稱 波段。此頻段的干擾源最少，但設(shè)備的生產(chǎn)成本高。 各頻段 無(wú)線電波的傳播特性 自由空間電磁波的傳播衰減包括距離衰減（衰減量與距離的平方成正比）、傳播媒體的吸收（空氣、人體和墻體等）和金屬結(jié)構(gòu)物的反射。頻率越高，傳播媒體的吸收越大，金屬物體的反射越強(qiáng)（即阻止電磁波傳播的能力越強(qiáng)）。 UHF 頻段的發(fā)射 —— 接收之間主要靠直達(dá)波傳播，難以繞過(guò)金屬障礙物傳播。 VHF 頻段除直達(dá)波傳播外，還可利用一部分折射和繞射電磁波。因此在同樣的發(fā)射功率和傳播條件下， VHF 傳播距離比 UHF 更遠(yuǎn)一些。 金屬物體對(duì)電磁波傳播的阻擋反射與無(wú)線電波長(zhǎng)（頻率）的關(guān)系 金屬物體對(duì)電磁波都有反射作用。阻擋電磁波傳播的能力與電磁波的波長(zhǎng)和金屬物體的大小有關(guān)。電磁波的波長(zhǎng)小于金屬物體的尺寸時(shí)，會(huì)被全部反射，傳播受阻?；蛘哒f(shuō)，頻率越高，金屬物體對(duì)電磁波的反射越強(qiáng)。相反，如果電磁波的波長(zhǎng)大于金屬物體的尺寸時(shí)，部分電磁波會(huì)繞過(guò)金屬障礙物繼續(xù)傳播（電磁波的繞射特性）。顯然， UHF頻段的反射比 VHF 頻段的反射更多、更強(qiáng)。 電磁波對(duì)金屬網(wǎng)格（或金屬孔板）的穿透能力 電磁波的波長(zhǎng)小于金屬網(wǎng)格孔的直徑時(shí)，則會(huì)被通過(guò)。也就是說(shuō)，波長(zhǎng)越短，通過(guò)金屬網(wǎng)格的穿透能力越強(qiáng)。 非金屬物體（人體、墻壁等） 對(duì)電磁波的吸收作用，電磁波的頻率越高，非金屬物體對(duì)它的吸收越大，電磁波的傳播衰減也越大。 對(duì)講機(jī)的工作原理 發(fā)射部分 鎖相環(huán)和壓控振蕩器（ VCO）產(chǎn)生發(fā)射的射頻載波信號(hào)，經(jīng)過(guò)緩沖放大，激勵(lì)放大、功放，產(chǎn)生額定的射頻功率，經(jīng)過(guò)天線低通濾波器，抑制諧波成分，然后通過(guò)天線發(fā)射出去。 接收部分 接收部分為二次變頻超外差方式，從天線輸入的信號(hào)經(jīng)過(guò)收發(fā)轉(zhuǎn)換電路和帶通濾波器后進(jìn)行射頻放大，在經(jīng)過(guò)帶通濾波器，進(jìn)入一混頻，將來(lái)自射頻的放大信號(hào)與來(lái)自鎖相環(huán)頻率合成器電路的第一本振信號(hào)在第一混頻器處 混頻并生成第一中頻信號(hào)。第一中頻信號(hào)通過(guò)晶體濾波器進(jìn)一步消除鄰道的雜波信號(hào)。濾波后的第一中頻信號(hào)進(jìn)入中頻處理芯片，與第二本振信號(hào)再次混頻生成第二中頻信號(hào)，第二中頻信號(hào)通過(guò)一個(gè)陶瓷濾波器濾除無(wú)用雜散信號(hào)后，被放大和鑒頻，產(chǎn)生音頻信號(hào)。音頻信號(hào)通過(guò)放大、帶通濾波器、去加重等電路，進(jìn)入音量控制電路和功率放大器放大，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，得到人們所需的信息。 調(diào)制信號(hào)及調(diào)制電路 人的話音通過(guò)麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換成音頻的電信號(hào)，音頻信號(hào)通過(guò)放大電路、預(yù)加重電路及帶通濾波器進(jìn)入壓控振蕩器直接進(jìn)行調(diào)制。 信令處理 CPU 產(chǎn)生 CTCSS/DTCSS 信號(hào)經(jīng)過(guò)放大調(diào)整，進(jìn)入壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)制。接收鑒頻后得到的低頻信號(hào)，一部分經(jīng)過(guò)放大和亞音頻的帶通濾波器進(jìn)行濾波整形，進(jìn)入 CPU，與預(yù)設(shè)值 進(jìn)行比較，將其結(jié)果控制音頻功放和揚(yáng)聲器的輸出。即如果與預(yù)置值相同，則打開(kāi)揚(yáng)聲器。 主要技術(shù)性能指標(biāo) 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 調(diào)制方式：調(diào)頻 最大頻偏：土 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 工作頻率： 36100MHz 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