|
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 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。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg 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�；祛l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。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.jpg 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。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg 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。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg 圖3-5 音頻功放電路 3.2.7 直流穩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，但是還可以穩定到正常工作的狀態。由于系統電路對于穩壓的精度要求不高（正常工作為9V），我們可以設定在7V以上都需要穩定到9V，這也能夠使得系統穩定工作。直流穩壓源電路如圖3-6所示。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg 圖3-6 直流穩壓電路 3.3 發射電路設計 3.3.1 話筒放大器電路話筒放大器電路是發射電路需要設計的第一個環節，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。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.jpg 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。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpg 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，通過上述處理以后信號就能以較大的功率發射出去，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。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.jpg 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，能夠完成信號的發射。根據分析可以繪制出該部分電路圖如圖3-10所示。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.jpg 圖3-10 末級諧振功率放大器與輸出濾波網絡
| 
