电子产品生产实训室(电信09)

72F30-5型无线调频对讲机的安装与调试实验目的:使学生通过对调频对讲机的安装与调试，能对所学过的高频电路原理知识及各单元电路的电路形式，各电路间的耦合方式及信号传送波形和结果，有更深入的了解。同时，也对以前所学过的各类形模似单元电路的工作原理、电路形式、调试方法、测量技术、整机电路统调技巧等方面知识，得到全面的、系统的训练。为今后从事本专业工作奠定了坚实的技术基础。8–1调频对讲机电路工作原理与框图：无线对讲机作为一种简单的通信工具，由于它不需要中转站和地面交换机站支持，就可以进行有效的移动通信。因此深受人们欢迎。目前它广泛应用于生产、保安、野外工程等领域的小范围移动通信工程中。无线对讲机技术是很多无线移动通信技术的基础，目前应用比较广泛的蜂窝式移动电话技术，就是在无线双工对讲机的基础上，发展起来的新兴现代通信技术。很好的熟悉掌握无线对讲机内部电路的工作原理和测试和调整技术，对今后从事通信工程领域的技术工作，无疑是十分重要的。对讲机的电路形式较多，从调制方式上可分为调幅式和调频式：从收发功能上，可分为单工式和双工式。单工式对讲机在同一时间内，只能工作在一种状态下、即：接收或者发射状态，而不能同时处于收发状态。单工对讲机工作时，要不停的切换开关来控制收发状态，所以使用起来不太方便。而双工式对讲机可以收发电路同时工作，使用起来如同普通电话机一样。因此应用起来比较方便，但由于双工对讲机电路复杂、造价高、耗电量大等缺点，所以一般应用较少。而单工式对讲机则由于它造价低、体积小、耗电低等优点，而被大量应用。下面就以开封市华中仪表电讯厂生产的F30-5单工调频对讲机为例。图8-1就是单工式对讲机的原理框图：73从图中所以看出，对讲机的收、发状态是靠切换供电电源开关的方式来实现收、发转换的。虽然电路中含有接收和发射电路，由于在同一时间内,只能工作在一种状态下，所以将这种工作方式称为单工方式。目前也有些对讲机电路采用半双工工作方式。它的工作原理是，将话筒收到的音频微弱信号进行电压放大、并将放大后的交流电压经过检波电路检波整流后，得到了一个直流电平信号，用其控制电子开关去切换收、发电路工作状态，完成对讲机的收、发转换过程。我们称其为半双工工作方式。半双工对讲机，从电路工作形式上来讲，仍然属于单工工作方式。严格的讲，半双工对讲机应该属于变形单工对讲机电路。而全双工对讲机在工作时，发射电路和接收电路是同时工作的。由于发射电路和接收电路共用一根天线，发射电路输出到75欧天线上的高频载波电压可能达到10V----30V以上。而接收对方发射的高频载波信号往往较微弱，一般在75欧天线上仅能感应到微伏级的信号。所以对讲机天线的工作状态，将直接关系到双工对讲机能否正常工作。为了保证天线信号的正确分配，一般双工对讲机电路均设计有天线双工器。用双工器来保证天线的分配任务，以保证收/发电路有序的工作。为了防止收.发电路之间的相互干扰，仅靠双工器是不够的，所以一般全双工对讲机电路中均在接收电路的输入端和发射电路的输出端，分别设计有带通或带阻滤波器，让所需要的频率顺利通过，并且将其它频率滤除或者阻档。由于采用了以上多种措施，所以使双工对讲机电路的接收和发射电路可以同时使用同一根天线，而不会产生不必要的干扰。本次实验主要是针对单工对讲机电路进行的，将对单工调频对讲机电路各部分电路进行，详细的分析。图8-2是本次实验用的单工无线调频对讲机电路方框图：74调频对讲机的主要电气指标与电原理图：本实验调频对讲机电路的主要电性能指标参数：①接收机灵敏度………………≤1µv②信号选择性………………≥50db（±25KHz）③限幅灵敏度………………≤1.5µv④频率稳定度………………≥10ˉ6⑤最大调制频偏………………≥±3KHz⑥待机静态电流………………≤10mA⑦高频发射功率………………≥2W（75Ω）⑧发射工作效率………………≤50%⑨音频输出功率………………≥50mW⑩电池供电电压………………9.6V（8节1.2V）一部对讲机工作性能的优劣，常用以上几项电器指标参数来表示，其指标内容含意如下：①灵敏度：接收机在接收信号时，是不是灵敏，主要是指它接收微弱的信号能力。如果接收机能在极微弱的信号下良好的工作，并能够输出一定的功率的性能良好的解调信号，那么这部接收机就具有较高的灵敏度。反之，就是灵敏度低。衡量灵敏度的单位常用场强值的毫伏或微伏为单位。因此、灵敏度是衡量接收机接收微弱信号能力的重要指标。②选择性：接收机工作时，要在众多的信号中把有用的信号选择出来，这种选择信号的能力称为信号选择性。接收机在工作时，它所要接收的信号频率附近，常常会同时存在着很多的干扰信号。这些干扰信号有强有弱，如果接收机能在很强的干扰信号情况下，选择出自己的有用信号，那它的信号选择性就很高。反之，如果连很弱的干扰也无法抑制掉，那它的选择性能就很低。选择性能的指标，一般用接收电路对通频带以外信号的衰减量计量。单位为db③限幅灵敏度：限幅灵敏度是指，当接收机的中放的输出信号出现限幅时，所需的最小输入信号电压值称为限幅灵敏度。限幅灵敏度的高低，和接收机的高放、中放电路的电压增益有直接的关系。它和灵敏度指标一样，也是衡量接收机接收微弱信号能力的重要指标。④频率稳定度：对讲机电路中发射及接收的频率是否稳定，直接关系到能否正常通信。一般对讲机的频率稳定度主要由晶体的品质来决定，同时也受工作电压、环境温度、环境湿度等因素的影响。频率稳定度的高低，一般用指数来表示，指数的绝对值越大，表示稳定度越高。75⑤调制频偏：调制频偏或者称频偏量，是指调制信号（音频）对载波信号频率（fo）调制后使载波的中心频率产生的频率偏移量。调制频偏可以用相对量百分比来表示。也可以用绝对量正负值来表示。⑥静态工作电流：对讲机的静态工作电流，是指对讲机的接收电路，在无通话的待机状态下所消耗的电流量。由于一般对讲机都采用电池供电，所以静态电流越小，对讲机的待机时间就越长。静态工作电流的高低，用电流值来表示，单位为mA。⑦高频输出功率：高频输出功率也称载波输出功率。它是指发射机将高频载波送往发射天线上的高频发射功率。是对讲机的一个重要性能指标。发射机输出功率的大小，直接关系到对讲机通信距离的远近。高频输出功率的大小，一般用功率瓦特来表示。输出功率的测量，一般要用专业的高频功率计来测量。⑧发射机工作效率：发射机工作效率是指发射电路将电路将所消耗的电源直流功率，转换为高频发射功率的效率。或者称电路实际消耗功率和发射有用功率之比。发射机工作效率的高低，一般用百分比来表示，即：电源消耗功率比高频输出功率。它们的比值越小，表示能源转换效率越高。⑨音频输出功率：音频输出功率是指，对讲机解调信号输出的最大不失真功率值。一般测量音频输出功率时，均以啦叭两端所获得的1KHz正弦波电压为准，当所测量的音频信号波形没有明显失真时，进行测量。测量方法和一般交流功率测量一样。768-2FM接收机电路原理分析：1输入选频网络：输入选频网络是对讲机天线至接收电路（高频放大器输入端）之间的信号耦合网络。它主要负责完成对外界信号的选频、对强信号进行限幅处理。由于天线和第一级高频放大器之间存在较大的阻抗差异，所以输入选频网络还要负责完成阻抗变换任务。(（反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系.当电路实现阻抗匹配时,将获得最大的功率））77图8-3是输入选频网络的电原理图：从图中可以看出，当外界的信号通过75Ω拉杆天线进入电路后，首先通过由C1、L1、C2、L2、C3组成的带通滤波器网络进行滤波处理后，才送至由B1、C28组成的并联谐振回路，进行选频。并联谐振回路的谐振点选择在接收信号中心频率fo上，对fo以外的信号进行衰减。B1采用抽头分压部分耦合接入方式，主要是为了使天线与电路阻抗匹配，满足天线输入网络输出阻抗低和BG8输入阻抗高之间的阻抗变换。为了防止由于发射电路工作时，天线上所产生的高频电压（约20Vpp以上），击穿场效应管的BG8的栅极，所以电路中加入了由二极管D1、D2组成的电压限幅电路，利用二极管正向压降较低（0.7V）的特性，将输入电压限幅在0.7V以下，以保证高放管的安全工作。2高频选频放大器：一部无线电接收机，要想使其具有较高的接收灵敏度和较高的选择性，高频放大器的电器性能优劣至关重要。高放级小信号交流电压增益的高低，将直接影响到接收机的灵敏度。而高放级的选频性优劣，将直接关系到接收机的选择性和镜像抑制等性能指标参数的好坏。本电路中承担高频放大任务的放大管是BG8，该管选用高频双栅场效应管（3SK122），由于该管具有双栅输入功能，可以将信号和直流偏置分别加至两个栅极，相互之间互不影响。有效的减少了电源噪声对放大器的影响。保证了高频放大电路的低噪声系数。图8-5是低噪声高放电路的原理图从图中可以看出，为了提高放大器交流增益，电路采用共源极放大方式设计，在漏极回路中串入了由C32、B2组成的并联谐振选频回路，使电路的信号选择性能进一步得到提高。本级放大器能够产生约10-20db的电压增益，有效的提高了接收机的灵敏度。783一混频电路与本振电路：这一部分电路的主要任务是,将前级高放送来的高频信号进行频率变换，使高频信号变换成为一个频率固定的中频信号。混频后的中频信号与原来的调制方式、调制内容、信号频谱等均保持不变。由于经过混频后的中频信号，中心频率相对较低，频带较窄，可以很方便的采用通用型滤波器进行滤波处理。目前常用的通用滤波器件多为固定频率式陶瓷滤波器，这种滤波器体积小、工作稳定、滤波效果好。目前己被各电器生产厂家广泛采用。本机中频滤波器就是采用10.7M、455KHz两种陶瓷滤器，其中10.7M为三端型、455K为五端型，由它们完成对一中频、二中频的选频滤波任务。图8-6是混频电路的原理框图：从图8-6中可以看出，要对高频信号进行频率变换（混频），必须由本振电路、混频器、79选频电路，三部分共同组合才能完成混频任务。以前当高频场效应管工艺不太成熟时，混频级中的混频管大多由高频小功率三极管承担，由于三极管工作时存在着工作噪声，所以如果减少经三极管混频后所产生的噪声，一是困绕技术人员的难题。随着场效应管高频工艺水平的进步和完善，场效管己被大量用于高频电路，由于场效应管具有动态范围宽，噪声系数小、输入阻抗高等特点，目前己成为混频电路中较理想的非线性混频器件。本次对讲机电路中的一混频管，就是采用高频双栅场效应管“3SK122”担任混频管的。由于“3SK122”具有双栅输入功能，信号输入、本振输入互不干扰，所以使混频电路的各项指标参数能得到较大的提高。从图8-6中可以看出，高频信号经过C32直接送至混频管的栅极G1，而本振信号则直接注入栅极G2，从混频的注入方式来看，相当于三极管混频器的共基极注入混频电路形式。此种方式的优点是，所需本振幅度小，混频增益高。本地振荡电路采用晶体三倍频振荡器，振荡管由BG10承担，电容C40、C41、和晶体JT2组成谐振网络，其中C40、C41为分压电容，调整它们的比值，可以改变振荡器的电压反馈系数。振荡器的基准频率fo由晶体定决。在振荡管BG10的集电极回路中，串有由C39、B5组成的并联谐振选频回路，它负责将振荡器的三次谐波从电路中选出，完成对fo的三倍频输出。调整时，应使谐振回路的固有谐振点略低于fo的三倍频，由于振荡器的中心频率为fo，由C39、B5组成的回路谐振点在3fo，对三倍频等效为纯阻性。但对基频信号频率fo振荡回路，并联谐振回路则呈现为容性，由于等效容抗很小，可以看成为交流短路。所以不会破坏振荡器的工作条件，能够使振荡器能够正常工作。为了使晶体准确的振荡在其标定频率fo点上，振荡回路中有一个和晶体相串联的微调电容C37，微调该电容，可以微调振荡器谐振频率fo。图8-7是本振电路的交流等效电路图，从图中可以看出，当振荡器工作时，实际上交流可等效为一个改进型电容三点式振荡电路。经混频后得到的10.7M中频信号由B4和C36组成的并联谐振回路选出，经B4的次级线圈送至JT4陶瓷滤波器再次进行10.7M选频处理。JT4