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对讲机电路原理

1、原理框图

原理框图如图3-2所示。

 

2、接收电路原理(参见原理图)

接收机通过该机内嵌式拉杆天线接收到同频电磁波,并将电磁波转化为高频电流信号。

一、输入信号由天线L1C1C2和中周T1组成的串并联谐振网络进行选频、滤波。滤除比工作频率高的或低的分量,选择接收所需(27~30MHz)的高频信号,该信号十分微弱(1mV以下)。

经选频接收后的高频信号经C4(耦合电容)耦合到高放Q1Q1是共基极放大器,信号加到Q1的基极放大后,由中周T2选频,选择接收机所需的频率信号,C5C6C3为去耦电容;放大后的信号经C7耦合到Q3的基极,本振Q2C12耦合到Q3的发射极。其中Q3为混频管,Q2为接收机本地振荡管(石英晶振)。Q2产生幅度100mV,频率26.730MHz的正弦波震荡。输入信号和本振信号在Q3的基极和发射极之间混频,使Q3集电极输出信号为455.5KHz,其中C8为去耦电容(滤波电容),Q3不仅将信号混频,也将信号放大;Q3放大后的信号再在T4中周中调谐选频(455.5KHz),输出信号经C13送到中放。

1LC谐振电路及相关公式:

简单的RLC串联回路中

          2

时,电路谐振,最大,则此时信号得到放大。

2)高频放大:

T2调谐于输入信号频率时,负载回路对基波分量呈现的阻抗最大,对直流分量及各次谐波分量呈现很小的阻抗值,当回路Q值较大时,可近似认为回路上仅获得由基波电流分量产生的高频负载电压,而直流电流分量和高次谐波分量产生的电压均可忽略。Q1工作于丙类状态,工作于丙类的谐振功率放大器中,虽然集电极电流近似是脉冲波形,但由于T2的选频作用,使在回路输出端产生的负载电压仍是与输入信号电压频率相同的余弦电压,从而获得所需的高频功率的输出,得到了功率的放大。

3)放大混频:

Q3基极为高放输入,发射极为本振输入,利用~的非线性特性来实现混频。流过非线性元件的电流,除输入电压的原有频率(高放输入频率,本振频率分量外,还产生了输入电压中所没有的谐波频率22等分量,以及的和与差的组合频率(+),(-)等分量,三极管混频器就是根据这个基本原理的得到(-)这个有用的电流分量的,本机为455KHz。经过管子的放大 ,最后利用接在集电极电路中的中频变压器T4来取出中频电压。

4)本振问题:

由于石英晶体具有高Q、高标准性,利用它做成的晶体振荡器具有很高的频率稳定度,尤其随着频率合成技术的发展,它的使用更加广泛。本机中,通过K1-2接通电源,振荡电路各部分必定存在着各种的扰动,当这种微小的扰动作用于主网络输入端时,由于谐振回路的选频作用,只有频率接近于回路谐振频率的分量,才能由放大器进行放大,而后通过反馈又加到主网络的输入端(Q2B),如果该电压与主网络原先的输入电压同相,且具有更大的振幅,则经过放大和反馈的反复循环,该频率分量的电压振幅不断地增长,于是起振。

二、 中频放大器是将混频后得到的中心频率455.5MHz的信号放大。当大信号进入时起到限幅作用,当小信号进入时起到放大作用,由于调频接收机中放工作在限幅状态,晶体管工作时输入阻抗和输出阻抗变化较大,故采用Q4Q5Q6组成三级阻容耦合的共基极放大器,电压增益为60dB左右。因为放大器的增益太高容易引起自激,太小灵敏度又不够,所以中频放大器的特性关系到整机的灵敏度、选择性和稳定性等主要性能,本机三级中放的发射极都接地,这种放大器具有集电极到基极的负反馈,结构简单稳定,输出信号由C17耦合至鉴频器的T5回路。

三、 FM波中还原调制信号的方法很多,尽管解调方法不同,但它们均能产生一个幅度与输入电压瞬时频率成比例的输出信号。鉴频器的作用是从调频波中检出音频调制信号。经三级中放后的调频中频信号送到由D2D3T5C16等元件组成的鉴频器进行频率检波。R23C19C20为低通滤波器,对高音频有衰减作用,又称为去加重。从调频信号中解调出的音频信号经10KΏ音量电位器,耦合电容C22送到IC1TBA820M集成运放)放大,再经C25耦合送到扬声器音圈推动纸盆振动发音。

鉴频器:

本机采用二个二极管上下半周鉴频从而构成平衡鉴频器,其中C18是两个回路间的耦合电容。输入电压通过T6互感耦合在C16上产生电压,通过C18产生电流,由计算可知,输入电压、与感应电压符合一定的相量关系,当输入信号频率大于、小于、等于谐振频率时,C19上的电压也会大于、小于或等于0。从而得到一个幅度与输入电压瞬时频率成比例的输出信号。鉴频器的特性曲线呈S形,S形曲线的中间段为直线部分,一般选用在直线部分,直线的斜率表示音频信号的幅度,斜率越陡,鉴频器的效率越高、音频信号就越大,但也不能选得太陡,因为要保证不失真,对鉴频器的线性范围有一定的要求,不能太窄。

3、发射部分电路原理(参见原理图)

一、 按下K1发射接收转换键(PTT)TX位,电源接通,天线转换到发射电路部分,机内话筒MIC加上由R29来的直流偏置。对准话筒呼叫,声音信号经话筒进行声--电转换,变为音频电信号,经C22加到IC(TBA820M音频放大集成块)③脚进行音频放大。放大后的信号从⑥脚输出音频信号,经C25耦合到开关K1-4的发射端上,将此放大后的音频信号接到VR2.5K电位器上。在电位器VR2上产生压降。电位器上的中心抽头接耦合电容C30,经R30R31分压后加到射随器Q7上。射随器的目的就是进行阻抗匹配以及作为功放与晶振间的隔离缓冲级。

二、 射随器Q7发射极输出的语言信号经耦合电容C34,分压电阻经R36送至变容二极管VCD的负端,Q8为晶振主振级。用语音信号电压控制变容二极管结电容,从而获得调频信号(直接调频)。主振级由Q8,晶振(X2VCDL2C3C39C38)组成电容三端晶体振荡器。振荡频率为发射频率的1213.5925MHz)。采用晶振可以提高发射频率的稳定性,直接调频后的载频为13.5925MHz。由Q8发射极输出的调频振荡信号,经C48加到Q9倍频器的基极,该信号经Q9倍频放大。接于Q9集电极的L3C43谐振于27.185MHz,该倍频后音频调制的调频信号经C44送到功放级Q10(丙类功放)放大。因倍频器可能产生多次谐波,L4用作防止谐波辐射。

1) 直接调频

利用石英晶体的稳频特性和变容二极管作为可变电容,并用音频调制电压作为改变变容二极管结电容的控制电压,从而使主振荡器的振荡频率的瞬时值按调制信号的幅度变化规律而变化,从而达到直接调频的目的。其中C36的作用是保证调制信号顺利地加到调频器上,同时防止调制信号源影响高频振荡回路,或高频信号反窜入调制信号电路中。R34R35VCD加反向电压时的限流电阻。VCDX2Q8C37C38C39构成部分接入三端式振荡电路。

2) 倍频器

倍频器是一种输出信号的频率等于输入信号频率整数倍的电路。本机利用工作于丙类或乙类晶体管放大器Q9电流脉冲中的谐波分量来获得倍频,其原理与前面讲的高放类似,不同的是它的集电极LC回路是调谐到输入信号频率的2倍谐波上。在倍频器的输出回路要滤除比2高的各次谐波分量,还要滤除基波分量,必须采用高选择性的滤波电路。本电路提取13.5925MHz2次谐波,其他分量要滤除,并用带有陷波电路的网络,L3C42调谐于基波频率,可将基波电流旁路到地,L3C42C43组成并联谐振回路,调谐于2次谐波频率上(27.185MHz)。

三、 输出放大器与天线之间的电路称为输出电路未级功放Q10输出阻抗为几千欧,而发射天线等效阻抗仅为50欧,故在天线与Q10之间必须加入C46L5C47C48L6C49C50L7C51组成的天线匹配网络,以实现天线与功率放大级的匹配传输,使输出达到最佳。功放与天线的匹配网络由三个Г形滤波器组成,电容、电感串联谐振,信号直通,阻抗最低、损耗最小。旁路电容把其余不是信号的杂波滤掉,通过几级Г形滤波器以后,使功放与天线匹配,发射出去的信号不失真。匹配最好,输出功率最大。最后通过天线将大于2.5~3V,载频为27.185MHz的音频调频后的射频信号辐射到空间。

1 匹配网络

本机匹配网络总的来说就是由电感、电容元件构成的四端网络(双口网络),它的一个端口和晶体管联接,另一个端口和天线联接。它即要完成功放管所要求的阻抗匹配作用,又应完成传输功率的作用。由于LC元件消耗功率很小,可以高效率地传输功率,又由于它们对频率有选择作用,故这种电路具有窄带特性,它能在指定的工作频率上将负载一端的电阻转换为输入端所要求的电阻。

2 天线

天线的作用是辐射电磁波和接收电磁波,起能量转换的作用,发射部分通过天线将高频电流转化为电磁波向空间发射传播信息,接收部分通过天线接收到电磁波,并将电磁波转化为高频电流,在变成各种所需信号。当天线接收到高频电磁波时,在天线上产生感应信号电流和电压,信号电压和信号电流之比为天线的输入阻抗。正常工作时,天线应工作在谐振状态,这是输入端的电压与电流相同,输入阻抗呈现纯电阻性。阻抗不匹配,就达不到谐振状态,天线从空间获得的信号能量,一部分被反射而损失掉。天线的输入阻抗有电阻分量和电抗分量。电抗分量呈电容性或电感性。如果在电抗分量,就有一部分能量储藏在电抗内,将减少天线供给接收机的信号能量,同时在发射时增加了发射信号能量的损失,使通讯距离缩小。

4、电源(参见原理图)

采用9V叠层干电池,经D6保护二极管(防止电源接反)加于接收部分和发射部分的各晶体管和ICK3为电源电压指示按键,LED红色发光二极管为电源电压指示灯。

 

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