AM对讲机电路设计详解

《高频电子线路》期末课程设计
题目 AM 对讲机电路设计
姓 名 学 号
院（系） 电子电气工程学院
班 级
指导教师 职 称 教授
二O 一一年 七 月 十二
日
高频电子线路课程设计摘要
摘要
在手机非常普及的今天，为什么人们还会选择对讲机呢？存在必合理！与手机相比，对讲机不受网络的限制，在网络不能覆盖的地方，对讲机可以让你轻松的沟通；另外对讲机提供了一对一，一对多的通话方式，一按就说，操作十分简单，令沟通更自由，尤其在紧急调度和集体协作工作的情况下，这些特点是非常重要的。

与手机相比，对讲机通话成本低。

这样的特点，让对讲机广泛应用在很多领域。

主要应用在公安、民航、运输、水利、铁路、制造、建筑、服务等行业，用于团体成员间的联络和指挥调度，以提高沟通效率和提高处理突发事件的快速反应能力。

随着对讲机进入民用市场，人们外出旅游、购物也开始越来越多地使用对讲机。

尤其在网络无法覆盖的地方，无线对讲机成为了人们喜爱的通讯工具。

在对讲机技术发展的30多年历史中，模拟技术应用已经非常成熟，关键器件已很可靠，早在20年前，国外就有人将数字技术引入对讲机行业，数字对讲机不仅能实现模拟对讲机基本业务：单呼、组呼等功能，还具有调度台核查呼叫、区域选择、接入优先、优先呼叫、迟后进入、预占优先呼叫、侦听、动态重组、监听等补充业务。

也就是说，数字集群对讲机可提供更丰富的业务种类、更好的业务质量、更好的保密特性、更好的连接性和更高的频谱效率。

对讲机的主要包括家庭无线服务(FRS)对讲机，HAMradios对讲机，个人移动无线(PMR)对讲机以及陆基移动无线(LMR)对讲机。

目前，各厂家已经很努力地想办法提高产品通讯质量，降低干扰，开发多功能产品，如：防水、防震功能，集成收音机和GPS
功能等等。

摩托罗拉公司的GP2000采用了符合人体工程学原理的设计，具有很高的性能价格比；有可编程键和容易使用的浏览键；具备降噪增音的功能；99个信道；平均电池寿命为8小时，从国内外研究局势看出，对讲机已从单一的通话功能，变成了能和手机媲美的产品，而人们追求个性化的影子已在对讲机上演。

关键词：无线对讲机；LM386；Multisim
《高频电子线路》课程设计
目录
摘要 (1)
目录 (1)
第一章设计概述 (2)
1.1课题的背景 (2)
1.2 课题的目的及意义 (3)
1.3 设计的思路与内容 (4)
第二章电路的方框图和原理图设计 (4)
2.1方框图设计 (5)
2.1—1方框图设计及原理 (5)
2.2总电路设计及原理 (6)
2.2—1 单元电路设计及原理 (7)
2.3电路整机原理图 (8)
2.5 制作和调试方法 (9)
第三章元器件清单 (10)
3.1 AT89C51简介................................................................ 错误！未定义书签。

3.3 程序源代码 ................................................................... 错误！未定义书签。

第四章总结 .. (13)
谢辞 (13)
参考文献 (14)
第一章设计概述
1.1课题的背景
在手机非常普及的今天，为什么人们还会选择对讲机呢？存在必合理！与手机相比，对讲机不受网络的限制，在网络不能覆盖的地方，对讲机可以让你轻松的沟通；另外对讲机提供了一对一，一对多的通话方式，一按就说，操作十分简单，令沟通更自由，尤其在紧急调度和集体协作工作的情况下，这些特点是非常重要的。

与手机相比，对讲机通话成本低。

这样的特点，让对讲机广泛应用在很多领域。

主要应用在公安、民航、运输、水利、铁路、制造、建筑、服务等行业，用于团体成员间的联络和指挥调度，以提高沟通效率和提高处理突发事件的快速反应能力。

随着对讲机进入民用市场，人们外出旅游、购物也开始越来越多地使用对讲机。

尤其在网络无法覆盖的地方，无线对讲机成为了人们喜爱的通讯工具。

1.2 课题的目的及意义
在对讲机技术发展的30多年历史中，模拟技术应用已经非常成熟，关键器件已很可靠，早在20年前，国外就有人将数字技术引入对讲机行业，数字对讲机不仅能实现模拟对讲机基本业务：单呼、组呼等功能，还具有调度台核查呼叫、区域选择、接入优先、优先呼叫、迟后进入、预占优先呼叫、侦听、动态重组、监听等补充业务。

也就是说，数字集群对讲机可提供更丰富的业务种类、更好的业务质量、更好的保密特性、更好的连接性和更高的频谱效率。

对讲机的主要包括家庭无线服务(FRS)对讲机，HAMradios对讲机，个人移动无线(PMR)对讲机以及陆基移动无线(LMR)对讲机。

目前，各厂家已经很努力地想办法提高产品通讯质量，降低干扰，开发多功能产品，如：防水、防震功能，集成收音机和GPS功能等等。

摩托罗拉公司的GP2000采用了符合人体工程学原理的设计，具有很高的性能价格比；有可编程键和容易使用的浏览键；具备降噪增音的功能；99个信道；平均电池寿命为8小时，从国内外研究局势看出，对讲机已从单一的通话功能，变成了能和手机媲美的产品，而人们追求个性化的影子已在对讲机上演。

1.3 本文设计的内容
本文从无线对讲机的基本组成原理出发，通过对组成无线对讲机的各大组成部分的原理、功能及运用的研究，从理论上画出适合自己的电路原理图，运用Multisim软件进行仿真验证。

验证包括二大部分。

第一，设计出的对讲机是否达到了理论上的要求；第二，设计出的电路原理图是最合理、最简单的。

本文研究的意义在二个方面。

第一，掌握无线对讲机的工作原理以及组成无线对讲机的各个组成部分的原理、功能用途等；第二，锻炼自己实际能力，要从实际出发，选择适合自己的元器件，要求从生产成本和实用价值等面去考虑。

第二章电路的方框图和原理图设计2.1 电路方框图设计
图2-1 电路方框图设计
工作原理：
一般来说，提高对讲机的接收灵敏度和发射功率都能有效地增加通信距离，且提高前者更为显著。

本机接收部分采用了调频接收专用集成电路MC336l做中放．用场效应管K122作高放，超外差二次变频，接收灵敏度可达0．2uV，因此，通信距离比较远。

发射部分也采用了调频发射专用集成电路MC2833做前级振荡，C2078做末级功率放大，从而使发射机的调试更加简单，适合广大无线电爱好者自行组装、调试。

2.2总电路设计及原理
2.2总电路设计及原理
2.3 工作原理
整机由接收和发射两部分组成，两部分除天线和阻抗匹配电路外，其它电路都是相互独立的。

1、接收机
由天线接收到的高频无线电信号经L1，L2，c1，c2，c4组成的低通滤波器滤除频带以外的干扰信号，经c6送至D1，D2和L3组成选频电路，这个选频电路谐振频率为30.275MHz，选出对讲机发来的载频信号，而滤除其它干扰电波．经c7送到N1和N2组成的联级高频信号放大电路进行高频放大，这种联级高频信号放大电路具有增益高，工作稳定，无须使用中和电容等优点，N1组成共射电路，N2接成共基电路，共射电路具有增益高的优点，而共基电路具有工作稳定的特点，经N1，N2放大后的高频信号由L4，c9，T1，c12组成双调谐回路再次选频后经c16送入ICl(MC3361)的16脚内部混频级进行混频．
N3和CRY1，L5等元件组成本机振荡器，L5和相应的回路电容谐振于10.243MHz的三次谐波上，即10.24333x3=30.730MHz，它比发射频率30.275MHz(10.0917的三倍频，即10.0917MHzx3=30.275MHz)高出一个中频455kHz(即30.730—30.275=0.455MHz)，本振信号也送到Icl的第1脚，在Icl 内部进行混频。

Ic1(Mc3361)是窄带调频接收专用集成电路，其内部包含振荡器，混频器，高增益的限幅中频放大器，鉴频器和有源滤波器，静噪触发电路及音频放大电路。

它的限幅灵敏度为2uV，它是整机的主要增益级，中放增益可达65dB。

在Ic1内部混频得到的455kHz中频信号由Icl的3脚输出，由陶瓷滤波器cRFl 选出中频信号，而滤除其它谐波分量，选出的中频信号由Icl的5脚输入，在Icl 内部进行高增益的中频放大，最后经鉴频器解调出音频信号，由Icl的9脚输出。

从第9脚输出的信号一路由c30，R1 3和c32组成去加重电路去加重和滤波后经电位器VRl送入Ic2进行音频功放后推动喇叭发声，另一路则由电位器VR2送入Icl内部的有源滤波器选频放大后由Icl的11脚输出，经D3，D4进行倍压检波，控制其内部的静噪触发电路，在13脚输出一个控制电平，控制N4，N5的导通和截止，使IC2的电源受控，达到静噪目的。

我们知道，调频接收机的灵敏度很高，在没有收到信号时，喇叭中将会发出极强的噪声，而一旦收到信号，
它的信噪比却很高，噪声的主要频谱是分布在1 0—25kHz范围之间，音频信号的频谱范围则在100—3000Hz之间，我们可以采用一个特殊的滤波器选出这一噪声信号，经检波变成直流分量，再通过一个电子开关电路就可以控制一个电路工作，达到静噪目的，这样在接收机没有收到信号时，喇叭将寂静一片，以消除讨厌的噪声，一旦收到对讲机发来的信号，又能自动打开放大电路进行联络。

同时，设置静噪电路还可以达到省电目的。

N11组成稳压电源，稳压输出取决于Dzl的值，Dzl选用6．2V，稳压输出约为5．6V，N11同时又是收发转换的开关三极管，N9则是发射部分的电源开关管，当sw_PTT开关按下时，D6导通，N11截止，收信机失去电压而停止工作，N9由于是偏故而导通，电源经N9向Ic3供电，发射机前级得到电源而开始工作。

所以这种收发转换电路也称为电子PTT开关，这是其它业余对讲机中所没有的新电路。

它的优点是可以用微动开关来控制大电流，使电路工作更可靠。

发射级的N7，N6虽然也接在公用的电源回路上，但守侯状态时，由于它得不到基极激励而截止，所以对讲机在守侯时，发射部分是不工作的。

2、发射机
. 信号发生器
多功能、宽频带低频信号发生器构成简单，其原理框图如图所示。

信号发生器原理框图
高频标准信号发生器除了输出等幅载波外，还能输出调幅/调频信号。

它可由内
调幅/调频信号源提供，也可由外调幅/调频信号源提供。

其原理框图如图8.12所示。

高频标准信号发生器
发射部分由话音放大器，主振级，缓冲放大级，推动级和末级功率放大级组成。

话音信号由N1 3，N14组成的两级音频放大器放大，经c74，c71，c70，L 1 3组成高频滤波器滤除高频分量，防止振荡器的高频信号干扰话放级的工作，同时也将话音信号进行预加重，经c70送到变容二极管Dc以实现调频。

主振级由N1 5，cRY2及外围元件组成，其振荡频率主要取决于cRY2的工作频率，在本电路中，cRY2选10.0917MHz(因10.0917x3=30.275MHz)，它的三倍频信号由T5，C64选频回路选频(即发射频率30.275MHz)，并由T5藕合至缓冲放大级。

载频信号经N1 0组成缓冲放大器进行放大，T4和槽路电容c61也谐振在三次倍频上(即发射频率30.275MHz)，以滤除其它谐波分量，N7是推动放大级，为功放级提供足够的推动电流，经c55，c51，L8，选频和匹配藕合至末级功率放大级N6进行功率放大，N7，N6都工作在丙类放大状态，它们的工作点分别取决于R23和R21，由于丙类放大器输出的二次谐波分量很大，必须用Lc选频电路选出基波分量，推动电路中由c55，c51，L8选频，功放电路中由C48，C4 7，L6组成串联谐振电路选频，最后由L1，L2，C1，C2，C4组成低通滤波器对
载频信号进行选频和阻抗匹配，载频电流由天线这个换能元件变成电磁波向空中辐射出去。

电路图中的R7，D3这个支路的作用是，在收发转换瞬间，由于收信部分电容的储能作用，收信机的工作并非立即截止，而Icl的13脚未能从高电平立即变成低电平，Ic2的工作也就未能立即停止工作，这样，在收发转换瞬间，喇叭中就会发出短暂的收发噪声，使人听起来极不舒服，因此，在电源转换至发射电路时，经R7，D3，这个支路加至Icl的12脚，使Icl的1 3脚立即变成低电平，N4，N5截止，Ic2停止工作，以消除转换噪声。

7，L6组成串联谐振电路选频，最后由L1，L2，C1，C2，C4组成低通滤波器对载频信号进行选频和阻抗匹配，载频电流由天线这个换能元件变成电磁波向空中辐射出去。

电路图中的R7，D3这个支路的作用是，在收发转换瞬间，由于收信部分电容的储能作用，收信机的工作并非立即截止，而Icl的13脚未能从高电平立即变成低电平，Ic2的工作也就未能立即停止工作，这样，在收发转换瞬间，喇叭中就会发出短暂的收发噪声，使人听起来极不舒服，因此，在电源转换至发射电路时，经R7，D3，这个支路加至Icl的12脚，使Icl的1 3脚立即变成低电平，N4，N5截止，Ic2停止工作，以消除转换噪声。

2.5 制作和调试方法
由于对讲机的工作条件相对较差，为确保机器可靠工作，在焊接元件之前，元件引脚均应先上锡，焊接时，引脚也要尽可能的短，以防止杂散电容的分布，避免不必要的耦合。

W1、W2的连接是用焊接线从印板的相应元件上引出，引线走印板的插元件面，不要走覆铜面。

电位器，天线插座安装在上盖上，注意一定要紧固，防止松动。

印板与金属屏蔽框之间也要用焊锡焊牢。

将所有元件焊好，仔细检查无误后即可通电调试。

在业余条件下，可按以下方法调试，最好能有一台频率计来配合，这样比较方便一些。

1、发射机的调试：由于发射机采用了集成电路，各阻容、电感元件参数选择比较准确，一般无需过多调试即可工作。

调试时，可先将数字频率计接在ICl 11脚上，频率应为JTl的标称值，如有误差，可调整C5进行校准，如仍不能校准，
可适当增加或减少C4容量，再调C5，直至频率符合要求。

接着，再测T1c极频率，此点频率应为3倍JTl的频率，如不符，可适当调节L2中的磁芯。

之后，可用O．01u高频瓷片电容与一只12V0．3A小灯泡串联接在天线插口上，发射机正常工作时，小灯泡应发出较亮的光，如较暗，可分别细调(拨动)L2、L4，L 6、L9、L10、L11，其中L9和C28组成串联谐振电路，拨动L9的匝距对发射机的输出功率有较大影响，应仔细调节。

小灯泡亮度正常之后可将其拆除，然后插上天线，将频率计的探测引线垂直放置，此时，频率计的示值应仍为3倍的JTl 的值。

如若不符，则需重新调节L2、L4、L6、L9、L10、L11直至符合要求。

2、接收机的调试：可利用已调好的发射机做信号源来调整接收机。

此时，可将发射机的电源降至6V左右，不接天线，这样可以减少发射信号强度，便于调整接收机。

先将频率计接在R21与L16的公共端上，此点频率应为JT5的3倍频率，如不符可调整L16中的磁芯。

如略有偏差可调整C74。

再测IC2 1脚频率应为10．245MHz。

之后将静噪电位器W1旋置最浅位置，即不静噪，此时，喇叭将发出调频接收机固有的“哗哗”声，打开已调好的另一发射机(信号源)并送话，将接收机与发射机拉开约2—3米，不接天线，按照从后往前的顺序，分别调整L15、L14、L13、L12，使喇叭发出宏亮、清晰的声音，再将接收机插上天线，拉大距离微调L15一L12，直至距离最远、声音最清晰为止。

最后再检查一下静噪功能是否正常，然后将甲、乙两机对调，再按上述方法调整，即可全部调试完毕。

在调试和使用对讲机过程中，如出现故障，不能正常工作，则应先检查电源电压是否正常，元件有无焊错或损坏，各跳线是否联接可靠，如无问题，可先用万用表对各三极管、集成电路的电压进行检测，看有无异常。

如有异常，则应检查故障原因，寻找故障元件。

如各点电压正常，则可按已述调试方法，重新调试。

下面就试举几例说明维修过程。

1、发射机无功率输出。

遇此故障可在电源回路上串接一块电流表，观察总电流，在电源电压为9．6V时，总电流应在800—900mA左右，如明显偏高，则说明有短路处，应先予以排除。

当T3工作不正常时，电流将大幅下降，约80一10 0mA，以此可判断故障是在功放级之前还是之后。

本例故障中总电流正常，说明
T3及T3以前各级工作基本正常，故障很可能在T3至天线插口之间的通路上。

经仔细检查，果然发现L9一端已断裂，从而使发射信号不能送至天线，导致无信号输出。

究其原因是由于在调试时反复拨动L9，致使L9引脚弯折次数过多而断裂，重新焊好L9并做适当调整后，故障排除。

2、故障现象同上。

测回路总电流只有30mA，明显偏低，可见最起码是T3未工作。

用频率计测量IC1 11脚，频率正常，再测TI的c极，频率为36．100M Hz，正常。

再测T2的c极时，频率值变化较大，显然不正常，再用万用表测T 2的b极电压，为0V，与正常值不符，随即更换一只D467后，故障排除。

另外，C20开路时也会引起此故障。

3、接收机静噪失控。

不论静噪电位器W1旋置何处，均不能静噪，喇叭中始终有“哗哗”声。

查阅IC2的内部框图可知，11一14脚为静噪控制端，D8、D9、C48分别起检波和滤波作用，其工作状态好坏直接影响静噪电路，应重点检查。

经查C48已呈低阻状态，其电阻正反向均只有十几欧，更换C48后故障排除。

假设C48、D8、D9工作正常，则可一边调节W1一边用万用表检测IC211一1 4脚，看电压有无突变。

如没有变化，则可考虑更换IC2一试。

4、接收机收不到对方信号，但有正常的“哗哗”声，也可静噪。

出现这种现象一般是T6及T6以前的高放、混频部分出了故障，信号通路被阻断，可利用自制的信号寻迹器来检测，将信号按照从后往前的顺序分别注入T6的b极，T5第一栅及T4第一栅，看喇叭是否发声。

本例中，从T6、T5注入信号，喇叭均发声，而从T4注入信号时则无声，再从L13与C41公共端注入信号，仍无声，可见，C41有故障，焊下后测量，已开路，更换一只后，试机已可以正常接收信号了。

5、通信距离近。

这是此类型对讲机中最常见的一种故障，检修起来也比较繁琐，接收机和发射机的某一部分工作不正常均能引起此故障，此时，应先判断是发射机的故障还是接收机的故障，可先测量发射机的总电流、频率是否正常，有无功率输出，确认发射机无故障后，再着手检查接收机。

先用万用表测量各点电压看是否正常，之后，再用频率计测量IC2 1脚、L16与R21公共端的频率，看是否符合要求，本例中，L16与R21公共端的频率不对，再测T7的c极频率，此点未经3倍频，正常值应为15．600MHz，而实际值在几十MHz内无规则变化，
试调节L16无效。

再用万用表复测T7各脚电压，正常。

随即仔细查看有关元件，发现L16屏蔽罩松动，C70引脚过长，且已弯曲，两极轻微相碰。

将C70焊下，剪短引脚，重新焊好，并焊牢L16屏蔽罩，通电开机，再调L16，本振频率已符合要求。

经实际拉距测试，已恢复原先通讯距离。

由于电路板上元件排列很紧凑，易发生引脚相碰从而引发故障，因此在组装、调试、维修时，应注意避免引脚相碰。

在实际检修中，还发现拉杆天线内部的加感线圈经常与天线插头内的插针脱焊断开，使天线未起作用，从而引发通讯距离近的故障。

分析其原因主要是由于天线采用Q9型插头、插座，在反复装、拆过程中，均需转动插头外圈，使之能与插座的内槽吻合。

而同时，插头内插针也随之产生扭矩，产生松扣现象，使焊在插针上的加感线圈引脚被拉断。

检修时，可将插针连同加感线圈一同取出，重新拧紧，焊好加感线圈．再在易松扣的位置上点一点儿502胶水，晾干后重新装回。

插座亦做相应处理。

经过这样处理后，就不会再发生此类故障了。

第三章元器件的选择
1、晶振的选取
假设发射频率定为36．100MHz，由于本电路发射机采用的是三倍频的频率，因此，前级振荡电路中的JTl的标称值应为36．100÷3＝12．0333MHz。

在接收机中，第一本振频率应为所接收到的信号频率再加上第一中频频率，即36．100 +10．7＝46．800MHz。

由于第一本振电路也采用三倍频电路，因此，JT5的标称值应为46．800÷3＝15．600MHz。

接收机第二中频为455kHz，所以，JT3的标称值为10．7一0．455＝10．245MH2。

对于其它频点也可按此法计算。

2、其它元器件的选择
T4、T5为K122场效应管。

T1、T6、T7可选用C9018，T2为D467，T3选用C2078，各三极管管脚排列顺序不尽相同。

D1、D5均为5V左右的稳压管。

L3、L 5、L7为12uH的电感，也可在大于100K／1W的电阻上，用0．1mm漆包线绕10 0匝代之。

L2、L16可用10LV315线圈代。

L4、L6、L8、L9、L10、L11均用0．5
1mm漆包线在4mm的圆棒上分别绕8T、9T、8T、12T、7T、8T。

JT2为10．7MH2滤波器。

JT4采用455kHZ五端陶瓷滤波器。

D2为红色发光二极管做发射工作指示，D6为绿色发光二极管做接收工作指示；W2为带开关的电位器，W1为不带开关的电位器。

其余电阻、电容尽量选择小体积的。

第四章总结
中国公众对讲机标准频点
信道1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
频率（MHz）409.7500 409.7625 409.7750 409.7875 409.8000 409.8125 409.8250 409.8375 409.8500 409.8625
信道11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
频率（MHz）409.8750 409.8875 409.9000 409.9125 409.9250 409.9375 409.9500 409.9625 409.9750 409.9875
主要技术性能指标
工作方式：调频单工
工作电流：发射≤lA；
接收：静噪≤20mA；
非静噪≤120mA
工作电压：外接电源 DC9—12V；
发射功率： 3---5W
调制方式：调频
最大频偏：土 5kHz
接收灵敏度：0．2uV
静噪灵敏度：≤0．2uV
音频功率：≥300mW
天线形式：拉杆天线或橡胶天线
天线阻抗:50欧
工作频率：36-100MHz
话筒阻抗:高阻抗
选择性:70dB
音频输出功率:250mW
发射输出功率:高约5W 低约0.5W
调频噪声:45dB
音频失真:1%
扩频范围:24MHZ
参考文献
1、高频电子线路作者:高吉祥
2、开关电源的设计与应用作者：廖爽出版社: 电子工业出版社
3、电工电子学作者：李华
4、汪明贤、李璇明、屠元等编：《电子线路课程设计》航空工业出版社
5、任为民主编：《电子技术基础课程设计指导》中央广播电视大学出版社
6、南京工业大学编：《电子线路》人民教育出版社
7、北京半导体器件五厂编：《集成开关稳压器应用手册》。