對(duì)講機(jī)原理介紹

對(duì)講機(jī)原理介紹第一頁，共三十四頁，2022年，8月28日2內(nèi)容簡要1對(duì)講機(jī)原理相關(guān)知識(shí)無線通信概述超外差方式原理2F30-5型無線對(duì)講機(jī)原理調(diào)頻對(duì)講機(jī)原理框圖F30-5型調(diào)頻對(duì)講機(jī)的性能指標(biāo)F30-5型調(diào)頻對(duì)講機(jī)實(shí)際電路工作過程分析3調(diào)頻對(duì)講機(jī)的安裝與調(diào)試元件測(cè)試與安裝調(diào)試與維修過程第二頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/331對(duì)講機(jī)原理相關(guān)知識(shí)第三頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/341.1無線通信概述1.1.1聲波聲音是由輻射振動(dòng)物體產(chǎn)生的疏密波。人說話時(shí)，聲帶的振動(dòng)引起周圍空氣共振，并以340米／秒的速度向四周傳播，稱為聲波。聲波頻率在20H~20KHz范圍內(nèi)，人能夠聽到。聲波只有依靠媒質(zhì)傳遞，在不同的媒質(zhì)中傳遞的速度不同。聲波在媒質(zhì)中傳播產(chǎn)生發(fā)射和散射，聲音強(qiáng)度隨距離增大而衰減。因此，遠(yuǎn)距離聲波傳送必須依靠載體來完成，這個(gè)載體就是電磁波。第四頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/351.1無線通信概述1.1.2電磁波電磁波是由電磁振蕩電路產(chǎn)生的，高頻電流的變化在天線周圍產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)的變化產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的變化又產(chǎn)生電場(chǎng)，如此反復(fù)相互交替產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)而傳向遠(yuǎn)方。電磁波通過天線傳到天空中去，即為無線電波。電磁波的傳播速度為光速，當(dāng)無線電波在地球表面?zhèn)鞑r(shí)，其延時(shí)效應(yīng)微乎其微。因此，選擇電磁波作為載體是非常理想的。第五頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/361.1無線通信概述1.1.3波段的劃分第六頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/371.1無線通信概述1.1.4調(diào)制音頻信號(hào)裝載到載波信號(hào)上的過程，稱為調(diào)制。頻率調(diào)制，簡稱調(diào)頻（FM），就是使載波的瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)的規(guī)律而變化。與調(diào)幅不同，調(diào)頻時(shí)，載波電壓振幅不變。載波信號(hào)的角頻率，又稱為調(diào)頻波中心頻率。瞬時(shí)角頻率相對(duì)于中心頻率的頻率偏移，簡稱頻偏。第七頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/381.1無線通信概述調(diào)頻波的頻率跟隨信號(hào)的變化規(guī)律而改變。即當(dāng)調(diào)制信號(hào)幅度最大時(shí)，調(diào)頻波最密、頻率最大；而當(dāng)調(diào)制信號(hào)負(fù)的絕對(duì)值最大時(shí)，調(diào)頻波最稀，頻率最低。第八頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/391.1無線通信概述1.1.4對(duì)講機(jī)的頻率范圍：在日常對(duì)講機(jī)的使用中，根據(jù)中國無線電管理委員會(huì)規(guī)定，對(duì)講機(jī)頻率一般做如下劃分：專業(yè)對(duì)講機(jī)：V段136-174MHZ；U段400-470MHZ；武警公安用：350-390MHZ；海岸用：220MHZ；交通信號(hào)燈監(jiān)控、防空警報(bào)器：223.025-235Mhz業(yè)余用：433MHZ；集群用：800MHZ；手機(jī)：900MHZ/180MHZ；第九頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3101.1無線通信概述根據(jù)電磁理論，頻率越低，波長越長，電波穿透建筑物的能力越弱，但繞射能力越強(qiáng)；頻率越高，波長越短，電波穿透建筑物能力越強(qiáng)，但繞射能力越弱。因此，在城市因?yàn)闃欠棵芗雀?，需要電波穿透力?qiáng)，所以頻率越高越適合；而在曠野或海面這種空曠的地域使用對(duì)講機(jī)，則需要繞射能力強(qiáng)的電波，所以選用V段（136-174MHZ）比較合適。第十頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3111.2超外差方式原理1.2.1定義與發(fā)展歷程利用本地產(chǎn)生的振蕩波與輸入信號(hào)混頻，將輸入信號(hào)頻率變換為某個(gè)預(yù)先確定的頻率的方法。超外差原理最早是由E.H.阿姆斯特朗于1918年提出的。是為了適應(yīng)遠(yuǎn)程通信對(duì)高頻率、弱信號(hào)接收的需要，在外差原理的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。外差原理是將輸入信號(hào)頻率變換為音頻，而阿姆斯特朗提出的方法是將輸入信號(hào)變換為超音頻，所以稱之為超外差。1919年利用超外差原理制成超外差接收機(jī)。其性能優(yōu)于高頻（直接）放大式接收，所以至今仍廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程信號(hào)的接收，并且已推廣應(yīng)用到測(cè)量技術(shù)等方面。第十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3121.2超外差方式原理1.2.2超外差原理輸入信號(hào)是一中心頻率為fc的已調(diào)制頻帶有限信號(hào),本地振蕩器產(chǎn)生頻率為f1的等幅正弦信號(hào)，通常f1＞fc。這兩個(gè)信號(hào)在混頻器中變頻,輸出為差頻分量,稱為中頻信號(hào),fi=f1-fc為中頻頻率。超外差原理如下頁圖1所示。圖2表示輸入為調(diào)幅信號(hào)的頻譜和波形圖。輸出的中頻信號(hào)除中心頻率由fc變換到fi外，其頻譜結(jié)構(gòu)與輸入信號(hào)相同。因此，中頻信號(hào)保留了輸入信號(hào)的全部有用信息。第十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3131.2超外差方式原理第十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/314第十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3151.2超外差方式原理1.2.3超外差接收機(jī)從天線接收的信號(hào)經(jīng)高頻放大器（見調(diào)諧放大器）放大，與本地振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)一起加入混頻器變頻，得到中頻信號(hào)，再經(jīng)中頻放大、檢波和低頻放大，然后送給用戶。接收機(jī)的工作頻率范圍往往很寬，在接收不同頻率的輸入信號(hào)時(shí)，可以采用改變本地振蕩頻率f1的方法使混頻后的中頻fi保持為固定的數(shù)值。其原理如圖3所示。第十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3161.2超外差方式原理第十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3171.2超外差方式原理接收機(jī)的輸入信號(hào)uc往往十分微弱（一般為幾微伏至幾百微伏），而檢波器需要有足夠大的輸入信號(hào)才能正常工作。因此需要有足夠大的高頻增益把uc放大。早期的接收機(jī)采用多級(jí)高頻放大器來放大接收信號(hào)，稱為高頻放大式接收機(jī)。后來廣泛采用的是超外差接收機(jī),主要依靠頻率固定的中頻放大器放大信號(hào)。第十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3181.2超外差方式原理超外差接收機(jī)的優(yōu)點(diǎn)容易得到足夠大而且比較穩(wěn)定的放大量。具有較高的選擇性和較好的頻率特性。這是因?yàn)橹蓄l頻率fi是固定的，所以中頻放大器的負(fù)載可以采用比較復(fù)雜、但性能較好的有源或無源網(wǎng)絡(luò)，也可以采用固體濾波器，如陶瓷濾波器（見電子陶瓷）、聲表面波濾波器（見聲表面波器件）等。容易調(diào)整。除了混頻器之前的天線回路和高頻放大器的調(diào)諧回路需要與本地振蕩器的諧振回路統(tǒng)一調(diào)諧之外，中頻放大器的負(fù)載回路或?yàn)V波器是固定的，在接收不同頻率的輸入信號(hào)時(shí)不需再調(diào)整。第十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3191.2超外差方式原理缺點(diǎn)與解決辦法電路比較復(fù)雜；存在著一些特殊的干擾，如像頻干擾、組合頻率干擾和中頻干擾等。解決途徑提高高頻放大器的選擇性，盡量把由天線接收到的像頻干擾信號(hào)濾掉；另一種辦法是采用二次變頻方式。第十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3201.2超外差方式原理1.2.4二次變頻超外差接收機(jī)第一中頻頻率選得較高，使像頻干擾信號(hào)的中心頻率與有用輸入信號(hào)uc的中心頻率差別較大，使像頻信號(hào)在高頻放大器中受到顯著的衰減。第二中頻頻率選得較低，使第二中頻放大器有較高的增益和較好的選擇性。其原理框圖如圖4。第二十頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3211.2超外差方式原理第二十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3221.2超外差方式原理隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，超外差接收機(jī)已經(jīng)可以單片集成。例如，有一種單片式調(diào)幅-調(diào)頻（AM/FM）接收機(jī)，它的AM／FM高頻放大器、本地振蕩器、混頻器、AM/FM中頻放大器、AM/FM檢波器、音頻功率放大器以及自動(dòng)增益控制(AGC)、自動(dòng)頻率控制(AFC)、調(diào)諧指示電路等(共700個(gè)元件)均集成在一個(gè)面積為2.4×3.1毫米2芯片上，它的工作電壓范圍為1.8～9伏，工作于調(diào)幅與調(diào)頻方式的靜態(tài)電流分別為3毫安和5毫安。第二十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3232F30-5型無線對(duì)講機(jī)原理第二十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3242.1調(diào)頻對(duì)講機(jī)原理框圖2.1通用原理框圖第二十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3252.1調(diào)頻對(duì)講機(jī)原理框圖2.2本次實(shí)習(xí)所用套件的原理圖第二十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3262.2F30-5型調(diào)頻對(duì)講機(jī)的性能指標(biāo)2.2.1主要電氣指標(biāo)高頻發(fā)射功率………≥2W(75Ω)發(fā)射工作效率………≤50％接收機(jī)靈敏度………≤lμv限幅靈敏度………≤1.5μv音頻輸出功率………≥50mW最大調(diào)制頻偏………≥±3KHz待機(jī)靜態(tài)電流………≤lOmA頻率穩(wěn)定度………≥10-6信號(hào)選擇性………≥50db(±25KHz)電池供電電壓………9.6V(8節(jié)1.2V)第二十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3272.2F30-5型調(diào)頻對(duì)講機(jī)的性能指標(biāo)2.2.2指標(biāo)內(nèi)含簡介靈敏度選擇性限幅靈敏度頻率穩(wěn)定度調(diào)制頻偏靜態(tài)工作電流高頻輸出功率發(fā)射機(jī)工作效率音頻輸出功率第二十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3282.3F30-5型調(diào)頻對(duì)講機(jī)工作過程2.3.1基本原理1、發(fā)射部分：鎖相環(huán)和壓控振蕩器（VCO）產(chǎn)生發(fā)射的射頻載波信號(hào)，經(jīng)過緩沖放大、激勵(lì)放大、功放，產(chǎn)生額定的射頻功率，經(jīng)過天線低通濾波器，抑制諧波成分，然后通過天線發(fā)射出去。第二十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3292、接收部分：接收部分為二次變頻超外差方式，從天線輸入的信號(hào)經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換電路和帶通濾波器后進(jìn)行射頻放大，在經(jīng)過帶通濾波器，進(jìn)入一混頻，將來自射頻的放大信號(hào)與來自鎖相環(huán)頻率合成器電路的第一本振信號(hào)在第一混頻器處混頻并生成第一中頻信號(hào)。第一中頻信號(hào)通過晶體濾波器進(jìn)一步消除鄰道的雜波信號(hào)。濾波后的第一中頻信號(hào)進(jìn)入中頻處理芯片，與第二本振信號(hào)再次混頻生成第二中頻信號(hào)，第二中頻信號(hào)通過一個(gè)陶瓷濾波器濾除無用雜散信號(hào)后，被放大和鑒頻，產(chǎn)生音頻信號(hào)。音頻信號(hào)通過放大、帶通濾波器、去加重等電路，進(jìn)入音量控制電路和功率放大器放大，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，得到人們所需的信息。第二十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日2023/2/3303、調(diào)制信號(hào)及調(diào)制電路人的話音通過麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換成音頻的電信號(hào)，音頻信號(hào)通過放大電路、預(yù)加重電路及帶通濾波器進(jìn)入壓控振蕩器直接進(jìn)行調(diào)制。4、信令處理CPU產(chǎn)生CTCSS/DTCSS（連續(xù)語音控制靜噪系統(tǒng)）信號(hào)經(jīng)過放大調(diào)整，進(jìn)入壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)制。接收鑒頻后得到的低頻信號(hào)，一部