30.275MHz調頻無線對講機的設計制作與調試
一、主要技術指標:
1.頻率: 30.275MHz
2.調制方式:調頻
3 頻偏: 5KHz
5.通信方式:同頻單工
6.電源電壓:9.6V 10%(鎳鎘充電電池8節,負極接地。有些機型是6節)
7.消耗電流:
靜噪守候:10mA以下
接 收:150mA以下
近程發射:
遠程發射:0.7A以下
8.載頻輸出功率:2w
9.接收靈敏度:1.0uV以下(信噪比12dB以上)
1 0.靜噪靈敏度:0.5uV
11.中頻頻率:455 KHz
12.音頻不失真功率:大于200 nlw
1 3.體積:125 x 55 x 30 mm
14.重量:
二、 工作原理
整機由接收和發射兩部分組成,兩部分除天線和阻抗匹配電路外,其它電路都是相互獨立的。
1、接收機
由天線接收到的高頻無線電信號經L1,L2,c1,c2,c4組成的低通濾波器濾除頻帶以外的干擾信號,經c6送至D1,D2和L3組成選頻電路,這個選頻電路諧振頻率為30.275MHz,選出對講機發來的載頻信號,而濾除其它干擾電波.經c7送到N1和N2組成的聯級高頻信號放大電路進行高頻放大,這種聯級高頻信號放大電路具有增益高,工作穩定,無須使用中和電容等優點,N1組成共射電路,N2接成共基電路,共射電路具有增益高的優點,而共基電路具有工作穩定的特點,經N1,N2放大后的高頻信號由L4,c9,T1,c12組成雙調諧回路再次選頻后經c16送入ICl(MC3361)的16腳內部混頻級進行混頻.
N3和CRY1,L5等元件組成本機振蕩器,L5和相應的回路電容諧振于10.243MHz的三次諧波上,即10.24333x3=30.730MHz,它比發射頻率30.275MHz(10.0917的三倍頻,即10.0917MHzx3=30.275MHz)高出一個中頻455kHz(即30.730―30.275=0.455MHz),本振信號也送到Icl的第1腳,在Icl內部進行混頻。
Ic1(Mc3361)是窄帶調頻接收專用集成電路,其內部包含振蕩器,混頻器,高增益的限幅中頻放大器,鑒頻器和有源濾波器,靜噪觸發電路及音頻放大電路。它的限幅靈敏度為2uV,它是整機的主要增益級,中放增益可達65dB。
在Ic1內部混頻得到的455kHz中頻信號由Icl的3腳輸出,由陶瓷濾波器cRFl選出中頻信號,而濾除其它諧波分量,選出的中頻信號由Icl的5腳輸入,在Icl內部進行高增益的中頻放大,最后經鑒頻器解調出音頻信號,由Icl的9腳輸出。
從第9腳輸出的信號一路由c30,R1 3和c32組成去加重電路去加重和濾波后經電位器VRl送入Ic2進行音頻功放后推動喇叭發聲,另一路則由電位器VR2送入Icl內部的有源濾波器選頻放大后由Icl的11腳輸出,經D3,D4進行倍壓檢波,控制其內部的靜噪觸發電路,在13腳輸出一個控制電平,控制N4,N5的導通和截止,使IC2的電源受控,達到靜噪目的。我們知道,調頻接收機的靈敏度很高,在沒有收到信號時,喇叭中將會發出極強的噪聲,而一旦收到信號,它的信噪比卻很高,噪聲的主要頻譜是分布在1 0―25kHz范圍之間,音頻信號的頻譜范圍則在100―3000Hz之間,我們可以采用一個特殊的濾波器選出這一噪聲信號,經檢波變成直流分量,再通過一個電子開關電路就可以控制一個電路工作,達到靜噪目的,這樣在接收機沒有收到信號時,喇叭將寂靜一片,以消除討厭的噪聲,一旦收到對講機發來的信號,又能自動打開放大電路進行聯絡。同時,設置靜噪電路還可以達到省電目的。
N11組成穩壓電源,穩壓輸出取決于Dzl的值,Dzl選用6.2V,穩壓輸出約為5.6V,N11同時又是收發轉換的開關三極管,N9則是發射部分的電源開關管,當sw_PTT開關按下時,D6導通,N11截止,收信機失去電壓而停止工作,N9由于是偏故而導通,電源經N9向Ic3供電,發射機前級得到電源而開始工作。所以這種收發轉換電路也稱為電子PTT開關,這是其它業余對講機中所沒有的新電路。它的優點是可以用微動開關來控制大電流,使電路工作更可靠。發射級的N7,N6雖然也接在公用的電源回路上,但守侯狀態時,由于它得不到基極激勵而截止,所以對講機在守侯時,發射部分是不工作的。
2、發射機
發射部分由話音放大器,主振級,緩沖放大級,推動級和末級功率放大級組成。
話音信號由N1 3,N14組成的兩級音頻放大器放大,經c74,c71,c70,L1 3組成高頻濾波器濾除高頻分量,防止振蕩器的高頻信號干擾話放級的工作,同時也將話音信號進行預加重,經c70送到變容二極管Dc以實現調頻。
主振級由N1 5,cRY2及外圍元件組成,其振蕩頻率主要取決于cRY2的工作頻率,在本電路中,cRY2選10.0917MHz(因10.0917x3=30.275MHz),它的三倍頻信號由T5,C64選頻回路選頻(即發射頻率30.275MHz),并由T5藕合至緩沖放大級。
載頻信號經N1 0組成緩沖放大器進行放大,T4和槽路電容c61也諧振在三次倍頻上(即發射頻率30.275MHz),以濾除其它諧波分量,N7是推動放大級,為功放級提供足夠的推動電流,經c55,c51,L8,選頻和匹配藕合至末級功率放大級N6進行功率放大,N7,N6都工作在丙類放大狀態,它們的工作點分別取決于R23和R21,由于丙類放大器輸出的二次諧波分量很大,必須用Lc選頻電路選出基波分量,推動電路中由c55,c51,L8選頻,功放電路中由C48,C47,L6組成串聯諧振電路選頻,最后由L1,L2,C1,C2,C4組成低通濾波器對載頻信號進行選頻和阻抗匹配,載頻電流由天線這個換能元件變成電磁波向空中輻射出去。
電路圖中的R7,D3這個支路的作用是,在收發轉換瞬間,由于收信部分電容的儲能作用,收信機的工作并非立即截止,而Icl的13腳未能從高電平立即變成低電平,Ic2的工作也就未能立即停止工作,這樣,在收發轉換瞬間,喇叭中就會發出短暫的收發噪聲,使人聽起來極不舒服,因此,在電源轉換至發射電路時,經R7,D3,這個支路加至Icl的12腳,使Icl的1 3腳立即變成低電平,N4,N5截止,Ic2停止工作,以消除轉換噪聲。
三、制作工藝與元件選用
對講機制作的成敗,除了與理論、經驗、準確的工作頻率和正確的調試方法等人為因素外,還有個關鍵的元件的質量問題,就是其中某個元件質量欠佳,可能會使您經過幾個不眠之夜的奮斗,也未必能成功,根據筆者十多個對講機的制作心得,接收機的靈敏度與N1,N2關系最密切。N1、N2除了與它們的高頻特性有關外,還有個重要的參數是它們的噪聲系數,普通的s9018等廉價高頻管噪聲系數均較大,難以實現預期的靈敏度。
除了N1、N2高頻三極管外,CRFl陶瓷濾波器對整機的靈敏度影響也很大,應選用正品元件,最好是選用五端的陶瓷濾波器,因為它的選頻特性比三端濾波器要好。高頻瓷片電容要選用漏電小,熱穩定性好的元件。
除了提到的這些元件,其他元件選用普通的元件即可,業余條件下完全可以,據筆者經驗,那些非主要元件對收信靈敏度影響十分輕微。
因為ICl是專用的窄帶調頻接收芯片,性能一般都得到保證。質量最優的要算MOTOROLA公司的產品,如圖。其次MALAYSIA生產的也不錯。值得一提的是筆者拿到了數片Made in China的MC3361芯片,通過采用德國的信號發生器(頻率在50MHz量程精確到10Hz,。輸出分辨率可達0.01uv)等儀器對比實驗,國產的產品靈敏度與MOTOROLA公司的產品基本無差別。所以ICl的性能參數完全不必多慮。
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