通信原理 无线电调频对讲机 收音机 课程设计概况

通信原理课程设计

2010 级通信工程专业******* 班级

题目无线电调频对讲机设计

姓名****** 学号********** 指导教师胡娟闫利超

2012年12月23日

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，调频收音机的工作频率在88~108MHZ，供电电压4.5V(用三节5号干电池供电),至少10米以上通话距离。

2设计方案选择

方案一：发射用调频无线话筒，接收采用集成电路KC538，其具有中频放大，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，固有增益高和调配抑制比好的特点。

方案二：采用集成电路UTC1800，它作为收音机接收专业集成电路，功放部分则采用D2822集成功放芯片，其具有体积小，外围元件少灵敏度高，性能稳定等优点。

方案选择：通过两种方案的比较，方案二的接收频率和工作电流都在要求范围内，具有良好的抗干扰能力，且主要应用高频电子线路与模拟电子技术中的低频放大和集成运放等知识，根据无线电信号的传输原理，将涉及分为发射部分和接受部分。并通过研究分析两个部分的原理框图，以及对高频放大电路、低频放大电路，混频电路、鉴频电路、天线等的分析研究，其较方案一具有简洁性，电路布局比较简单，所以最后选用方案二。

3 电路分析及其原理

电路分析：

本实验大致分为两个模块，一是调频收音机，二是调频对讲机。下面分别介绍它们的原理。

（1）调频收音机

收音机的基本功能就是把空中的无线电波转换成高频信号，这一切是有接收天线及相关元件来实现。然后解调，即把调制在高频载波上的音频信号分出来，常称作鉴频实现这一功能的电路叫鉴频器（有芯片UTC1800实现）。最后鉴频出来的音频信号经放大来推动扬声器或耳机，既把声音恢复。

（2）调频对讲机

发射机由音频(话筒)放大器，调频调制器，高频载波振荡器，高频放大器，高频功率放大器，天线匹配回路，发射天线组成。音频放大器，将话简送来的声音电信号进行放大，

以达到一定的幅度，去控制频率调制器，实现频率调制。

调频调制器中的变容管，其电容会随着其变容管两端电压的变化而改变。当变容管两端的电压变化是由音频信号控制时，其变容管的容量也将随着音频信号的变化发生改变。调制器中的变容管是高频载波振荡器组成中的一部分，其电容量发生改变时，高频载波的频率也作相应的变化，从而实现频率调制（载波调频）。

电路原理：

接收原理：调频信号由TX接收，经C9藕合到ICl的19脚内的混频电路。ICl第1脚内部为本机振荡电路，1脚为本振信号输入端，L4、C、C10、C11等元件构成本振的调谐回路。在ICl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ICI的7、8、9脚内电路进行中频放大，检波口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，经过静噪的音频信号从14脚输出藕合至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

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Rl，R2、C1阻抗均衡后，由VT1进行调制放大。C2、C3、C4、C5、L1以及VT1集电极与发射极间的结电容Cce构成一个LC振荡电路，在调频电路中，很小的电容变化也会引起很大的频率变化。当电信号变化时，相应的Cce也会有变化，这样频率就会有变化。就达到了调频的目的。经过LC振荡电路及VT1调制放大的信号经C6耦合至发射管VT2进行高频放大后通过TX、C7向外发射调频信号。VT1为9018是振荡放大三极管。VT1为D40是专用发射管。

附硬件实现原理图及简要说明：

驻极体在此起到传感器的作用，将变化着的声波转化为变化着的电信号。VT1选用9018，他主要对信号进行调制放大，由R1、R2、C1进行阻抗均衡，C2、C3、C4、C5、L1以及VT1构成一个LC振荡电路，其等效电路如图所示：

UTC1800作为收音接收专用集成电路，调频信号经C9耦合到其I9脚内进行混频，本振信号进入1脚形成本机震荡电路，L4、C、C10、C11等元件构成成本的调谐回路。

D2822作为功放电路的核心芯片，主要是对音频信号进行第二次功率放大，推动扬声器发出声音。VT2为D40，是专用发射管，可用9018替换。

设计原理框图如下：

4 所需用的设备、仪器

在实验中用到的设备有电烙铁、螺丝刀、钳子等。用到的仪器有万用表、示波器。所用元件如下：

芯片简介

本套件采用了UTC1800和D2822这两种芯片，他们的内部结构如下图所示，核心芯片为UTC1800，他作为收音接收专用集成电路，功放部分采用D2822，对讲机的发射部分采用两级放大电路，第一级为震荡兼放大电路，第二级为发射部分，采用专用的发射管使发射效率和对讲距离大大提高。它具有造型美观、体积小外围元件少、灵敏度高，性能稳定、耗电省、输出功率大等优点。只要按要求装配无误，装好后稍加调试即可收到电台，无需统调，是电子技术改进更新的理想套件，它既能收到电台又能互相对讲。

D2822芯片

D2822集成功放电路常用在随身听、便携式的DVD等音频放音用；功率不是很大但可以满足一般的听觉要求了，且有电路简单、音质好、电压范围窄等特点，是业余制作小功放的较佳选择

UTC1800芯片

5 设计步骤

1、接到课程设计的题目首先根据自己以前所学的知识进行构思。

对讲机肯定包括发射和接收两部分，要求的调频单工无线对讲机，我想起了以前做的调频方式做的无线话筒的电路。发射机由音频(话筒)放大器，调频调制器，高频载波振荡器，高频放大器，高频功率放大器，天线匹配回路，发射天线组成。音频放大器，将话简送来的

声音电信号进行放大，以达到一定的幅度，去控制频率调制器，实现频率调制。调频调制器中的变容管，其电容量会随着其变容管两端电压的变化而改变。当变容管两端的电压变化是由音频信号控制时，其变容管的容量也将随着音频信号的变化发生改变。调制器中的变容管是高频载波振荡器组成中的一部分，其电容量发生改变时，高频载波的频率也作相应的变化，从而实现频率调制。载频信号我用我学过的电容三点式震荡电路产生。同时三极管的结电容Cce作为变化电容。从而实现调制功能。

在接收部分用了一个UTC1800进行混频、中放、鉴频、静噪、放大实现解调功能，再用D2822进行功率放大驱动喇叭发声。

2、根据自己的构思查找资料，确定实验方案。

考虑到性价比电路的复杂程度等，我采用了接收部分用集成电路来设计，这样可以提高接收到信号的性能，同时可以增加对讲距离。

3、根据查找的资料以及以前设计的电路作为参考进行电路设计，电路设计在第三部分已经给出。

4、根据所设计的硬件电路采购所需元件。

6 焊接与安装

1. 焊接步骤

一般先装低矮、耐热的元件，最后装集成电路。

应按如下步骤进行焊接：

（1）清查元器件的质量，并及时更换不合格的元件；

（2）确定元件的安装方式，由孔距决定，并对照电路图核对电路板；

（3）将元器件弯曲成形，本电路所有的电阻（除R12外）均采用立式插装，尽量将字符置于易观察的位置，字符应从左到右，从上倒下。以便于以后检查，将元件脚上锡，以便于焊接；

（4）插装，应对照电路图对号插装，有极性的元件要注意极性，如集成电路的脚位等；

（5）焊接，各焊点加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、错焊、短路。其中耳机插座、三极管等焊接时要快，以免烫坏；

（6）焊后剪去多余引脚，检查所有焊点，并对照电路图仔细检查，并确认无误后方可通电。

2.注意事项

（1）发光二极管应焊在印制板反面，对比好高度和孔位再焊接；

（2）由于本电路工作频率较高，安装时请尽量紧贴线路板，以免高频衰减而造成对讲