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標題: 對講機硬件部分設計 [打印本頁]

作者: zhangcy 時間: 2016-3-26 13:45
標題: 對講機硬件部分設計

第三章硬件部分設計

3.1 設計方案

3.1.1 電氣指標參數

對于對講機的設計，需要明確完成的電氣指標參數，具體如表3-1所示。

表3-1 對講機電氣指標參數

序號	參數名稱	具體指標
1	工作模式	半雙工
2	工作電流	不超過1A
3	工作電壓	DC9V-12V
4	發(fā)射功率	3.5W
5	調制模式	調頻
6	頻偏誤差	+3.5kHz
7	音頻功率	不低于300mW
8	天線樣式	橡膠天線
9	話筒阻抗	高阻抗
10	音頻輸出功率	200mW

3.1.2 電路原理圖

電路原理圖參見附件一。

3.2 接收電路設計

3.2.1 輸入選頻網絡

輸入選頻網絡的主要功能是選擇輸入的頻率，也就是確定接收所需要的頻率，同時還需要對接收信號的幅度進行處理。圖3-1就是從電路原理圖中篩選出來的輸入選頻網絡電路。根據電路可知，信號在進入天線以后會通過L1、C70、L2、C72組成的濾波網，對其進行過濾，過濾掉雜波[24]。然后通過Q1進行阻抗之間的變換，使得天線和整個電路的阻抗能夠完全匹配，經過處理后再通過L6、L7、R1組成的選頻網絡，選擇本次接收所需要的頻率信息。

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圖3-1 輸入選頻網絡電路

3.2.2 高頻選頻放大器

高頻選頻放大電路主要采用的是Q7放大管來完成和實現的[25]，主要的作用是提高放大器產生的增益，整個電路利用一個高頻選頻放大器將電阻、電容全部融入進去來實現對高頻電路的選頻和放大，通過信號的整合和調整，能夠使得電路的性能穩(wěn)定。高頻選頻放大器電路的原理如圖3-2所示。

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg

圖3-2 高頻選頻放大電路

3.2.3 混頻電路與本振電路

混頻和本振電路是聯系在一起的，二者主要是將高頻輸入的信號進行頻率混合和變換，通過電路的變換作用將高頻信號降低為中頻信號[26]，但是中頻信號所包含的信息和傳輸方式都和高頻信號是一樣的。由于高頻信號的中心頻率高、頻帶寬，通過電容過濾以后會產生失真現象[27]。利用混頻和本振電路處理以后使得中心頻率降低、頻帶變窄，那么利用電容過濾以后失真的情況就會小很多。混頻電路中的場效應管使用3SK122來完成[28]。根據上述分析，可以確定混頻和本振電路的原理如圖3-3所示。

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圖3-3 混頻電路和本振電路

3.2.4 二混頻、限幅中放、鑒頻電路

二混頻、限幅中放、鑒頻電路都是基于MC3361實現和完成的電路，該電路能夠完成信號的混頻、振蕩、限幅中放、鑒頻、緩沖低放等多種功能[29]，是發(fā)射功能的核心，在MC3361沒有出現以前，這三部分電路需要分步設計，設計過程復雜，由于集成電路技術的發(fā)展，可以利用MC3361來完成這三部分的功能，雖然主要的電路能夠完成，但是可以發(fā)現需要有諸多的元件來配合MC3361來進行處理和運行。根據上述分析，可以確定二混頻、限幅中放、鑒頻電路的原理如圖3-4所示。

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圖3-4 二混頻、限幅中放、鑒頻電路

3.2.5 靜噪電路

我們可以分析MC3361芯片發(fā)現，該芯片的外接引腳中需要增加靜噪電路，主要的目的是消噪。由于MCC3361提供了外接單元來接入器件控制靜噪的功能，我們可以接入R23、C62、R53、C108組成濾波電路，對產生的信號進行濾波，濾波以后的電路靜噪良好，為了更好的靜噪，本次設計中可以將LM386組成的功放電路斷電，進而實現靜噪的功能。

3.2.6 音頻功放電路

音頻功放電路是以LM386芯片為核心來完成和實現的，該芯片的主要功能是將小信號進行功率放大，由于經過處理后的信號會造成電壓幅度小、信號較弱，如果這種信號直接進入揚聲器中，用戶很難聽得到聲音。而LM386芯片能夠將信號放大處理，可以在有效范圍內使得電壓的增益最高增大到200倍[30]，這就大大滿足了用戶的需求。根據分析，可以繪制出音頻功放的電路如圖3-5所示。

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圖3-5 音頻功放電路

3.2.7 直流穩(wěn)壓源電路

由于鋰電池在使用的過程中電量不斷被消耗，消耗到一定程度電壓就會下降，不能驅動電路正常工作，如果增加直流穩(wěn)壓電路，使得在一定范圍內電壓雖然下降到一定程度，但是還可以穩(wěn)定到正常工作的狀態(tài)。由于系統電路對于穩(wěn)壓的精度要求不高（正常工作為9V），我們可以設定在7V以上都需要穩(wěn)定到9V，這也能夠使得系統穩(wěn)定工作。直流穩(wěn)壓源電路如圖3-6所示。

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圖3-6 直流穩(wěn)壓電路

3.3 發(fā)射電路設計

3.3.1 話筒放大器電路

話筒放大器電路是發(fā)射電路需要設計的第一個環(huán)節(jié)，在該電路當中，主要將聲音信號轉換為電信號，并對電信號進行適當地放大，放大后的電信號能夠滿足傳輸的有效值，并能在通訊過程中很好地進行傳輸。放大利用放大器來完成，放大過程中采用電阻和電容進行耦合，VR1是負載電阻，通過調整VR1的阻值來確定放大的倍數，根據分析可以繪制出話筒放大器電路如圖3-7所示。

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圖3-7 話筒放大器電路

3.3.2 晶體調頻震蕩兼三倍頻電路

該部分電路是發(fā)射電路的重點，主要提供基準頻率的信號源參數，同時完成信號的調制工作。我們可以繪制出晶體調頻震蕩兼三倍頻電路的工作原理如圖3-8所示，根據原理可以發(fā)現以Q10為核心組成了一個諧振網絡，其中Q10相當于高值的電感，分析電路結構可以發(fā)現它和三點式的震蕩電路是比較類似的，利用該電路調整中心頻率值f0，就能夠完成對調制電壓的控制，進而提高輸出電壓的幅度，完成倍頻電路的功能。

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圖3-8 晶體調頻震蕩兼三倍頻電路

3.3.3 高頻諧振放大器與激勵放大器電路

在信號處理之后，由于對信號進行了重新的調制，這個信號就會以電信號的形式出現，而且電信號非常微弱，能夠滿足發(fā)射的要求。但是問題出現了就是信號的幅度很小，能夠傳輸的距離也是非常小，那么就必須對信號進行放大后傳輸，這就需要設計高頻諧振放大器和激勵放大器電路。其中高頻諧振放大器電路使用甲類工作方式，這是由于電信號微弱的原因，放大以后利用激勵電路進行處理，使得信號處于丙類的狀態(tài)，通過上述處理以后信號就能以較大的功率發(fā)射出去，完成信息的傳送。根據分析可以繪制出該部分電路圖如圖3-9所示。

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圖3-9 高頻諧振放大器與激勵放大器電路

3.3.4 末級諧振功率放大器與輸出濾波網絡

上述工作完成以后還需要對信號再次進行放大處理，處理的主要目的是為了將信號傳輸到天線當中，進而能夠向外部發(fā)射信號。為了保證輸出有效，使用Q11作為放大器來進行處理，保證輸出的信號具有較大的功率和電流，能夠完成信號的發(fā)射。根據分析可以繪制出該部分電路圖如圖3-10所示。

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圖3-10 末級諧振功率放大器與輸出濾波網絡

作者: admin 時間: 2016-3-27 19:19
樓主能上傳一下文檔嗎？有很多圖片不顯示

作者: janem 時間: 2016-9-19 16:28
有很多圖片不顯示

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