通信原理课程设计对讲机
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1任务书
设计并制作一个无线对讲机,要求采用调频方式工作,至少10米以上通话距离。2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。
工作原理
该对讲收音机的原理框图如下图所示,分为接收部分和发射部分,发射部分电路采用本级振荡经调制差频后中频发射。接收部分采用相干解调方式放大输出。
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、R6、C10、C11等元件构成本振的调谐回路。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下图所示:
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、C 1阻抗均衡后,由VT1进行调制放大。C2、C3、C4、C5、L1以及VT1集电极与发C构成一个LC振荡电路,在调频电路中,很小的电容变化也射极之间的结电容
ce
C也会有变化,这样频率就会引起很大的频率变化。当电信号变化时,相应的
ce
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下图所示:
调频对讲机电路原理图如下图所示:
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;AM 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2.5V~5V。
D1800芯片功能方框如下图所示:
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芯片功能方框图如下图所示:
从图上我们可以看出该芯片的各个引脚的功能:1号脚为左输出,2号脚为电源正极,3号脚为右输出,4号脚为电源负极,5号脚为右输入(负),6号脚为右输入(正),7号脚为左输入(负),8号脚为左输入。
3所需用的设备、仪器
所需要的设备与工具:
电烙铁、示波器、万用表、焊锡、螺丝刀、手工钳、松香、海绵
对讲机原料清单:
4设计步骤
分析确定完成课程设计方案。
画出电路原理图并及时答辩。
购买元器件和相关实验用品。
按照电路原理图焊接元器件。
适当修剪电子元器件的管脚。
调试对讲机发射极接收部件。
由指导老师检测对讲机质量。
及时完成上交课程设计报告。
5系统电路性能指标测试结果2FSK调制原理波形图如下图
理论各点波形如下图
实际的测试波形如下
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:
6焊接、调试中遇到的问题,解决的方法
(1)对讲机接收信号不清晰,有效接收距离过短,调节电感。
(2)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,调节线圈间的距离。
(3)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。
(4)发光二极管的正负极接反,以至于不能正常发光。重新将发光二极管焊接到正确的位置。
(5)扬声器不会发声。电路板上有的地方虚焊,重新焊接之后即可。
(6)对讲机接触不良,声音时断时续,且有较大杂音。检查电路板上什么地方虚焊,或不该连在一起的管脚有接触。
7收获、体会和改进设计的建议
这次课程设计让我学会了许多。原本觉得很高端的对讲机,竟然在我的搭档的努力下亲手做了出来,让我觉得,书本里的知识离我们其实并不遥远。制作的过程让我对课堂上所学的理论知识有了更深刻的理解,并且能够学以致用。
在焊接的过程中,由于电路板上器件的分布相对较为集中紧凑,很多管脚距离非常近,要很小心不让它们连在一起,因此焊的相对比较慢,极大的考验了我的耐心和细心。在调试的时候,也要很耐心的一点点找自己对讲机的频率,然后再跟搭档一起调试,好让两个对讲机可以实现对讲的功能,锻炼了我们互相配合、合作的能力。虽然最终的效果仍然是美中不足,有比较重的杂音,但欣慰的是已经能够对讲。