对讲机原理
声波
声音是由辐射振动物体产生的疏密波。人说话时,声带的振动引起周围空气共振,并以340米/秒的速度向四周传播,称为声波。
声波频率在20H~20KHz范围内,人能够听到。
声波只有依靠媒质传递,在不同的媒质中传递的速度不同。声波在媒质中传播产生发射和散射,声音强度随距离增大而衰减。因此,远距离声波传送必须依靠载体来完成,这个载体就是电磁波。
电磁波
电磁波是由电磁振荡电路产生的,高频电流的变化在天线周围产生电场,电场的变化产生磁场,磁场的变化又产生电场,如此反复相互交替产生交变电磁场而传向远方。电磁波通过天线传到天空中去,即为无线电波。电磁波的传播速度为光速( ),当无线电波在地球表面传播时,其延时效应微乎其微。因此,选择电磁波作为载体是非常理想的。
波段的划分如下所示:
超长波(万米波) |
3-3KHz,10-1万米 |
甚低频(VLF) |
长距离通信 |
长
波(千米波) |
30-300KHz,1-0.1万米 |
低频(LF) |
长距离通信和导航 |
中
波(百米波) |
300-3000KHz,100-1000m |
中频(MF) |
广播、导航、海上移动通信、地对空通信 |
短
波(十米波) |
3-30MHz,100-10m |
高频(HF) |
中长距离通讯广播 |
超短波(米波) |
30-300MHz,10-1m |
甚高频(VHF) |
短距离通讯电视、雷达 |
微
波(万米波) |
300-3000MHz,1m-10cm |
特高频(UHF) |
无线电通讯电视、雷达中继通信 |
微
波(万米波) |
3-30GHz,10-1cm |
超高频(SHF) |
雷达、通讯 |
微
波(万米波) |
30-300GHz,1cm-1mm |
极高频(EHF) |
雷达、通讯 |
音频信号装载到载波信号上的过程,称为调制。
频率调制,简称调频(FM,就是使载波的瞬时频率随调制信号的规律而变化。
设调制信号为

载波信号为

调频时,载波电压振幅 不变,而载波瞬时间频率则随调制信号规律变化。即为

式中, 为载波角频率,又称为调频波中心频率;
为比例常数。表示载波频率变化随调制信号变化的程度大小。其值由调频电路决定,单位是 ;
为瞬时角频率相对于中心烦率的频率偏移,简称频偏。
调频后载波瞬时相位也会发生变化,其瞬时相位为

式中, 为未调频时载波相位;
为调频后,瞬时相位相对于的相位偏移。
调频波的数学表达式为
(1)
根据(1)式可画出调频波的波形图,如图3-1所示。

图3-1 调频
从调频波形可见,调频波振幅保持不变。
调频波的频率跟随信号的变化规律而改变。即当调制信号幅度最大时,调频波最密、频率最大;而当调制信号负的绝对值最大时,调频波最稀,频率最低。
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