在上个世纪90年代,F30系列无线对讲机的制作曾经风靡一时,引得众多无线电爱好者争相制作,广泛交流,并不断改进出新,掀起了一股业余无线电制作的高潮,成为一代无线电爱好者久久难忘的美好回忆。今天当我们再次回顾这些经典的制作项目时,依然有着非常亲切感觉。希望通过这款经典制作,重新唤起大家对学习业余无线通信技术的热情,再次点燃无线电爱好者的制作激情。本刊也将继续提供10米波(30MHZ)的调频对讲机的套件,感兴趣的朋友不妨动手试试!
F30-5调频无线对讲机
无线对讲机作为一种简单的通信工具,由于它不需要中转和地面交换机站支持,就可以进行移动通信,所以深受人们喜爱,目前广泛的应用于生产、保安、野外工程等小范围通信领域中。
本次制作实验是针对单工对讲机电路进行的,简明起见,以下讲述中将不再特意强调“单工”。图1是本次实验用的无线对讲机电路方框图。
图1
本调频对讲机电路的主要电性能指标参数: 1、接收机灵敏度?????????≤lμv
2、信号选择性 ?????????≥50db(±25KHz) 3、限幅灵敏度 ?????????≤1.5μv 4、频率稳定度 ?????????≥10
-6
5、最大调制频偏?????????≥±3KHz 6、待机静态电流?????????≤lOmA 7、高频发射功率?????????≥2W(75Ω) 8、发射机工作效率?????????≤50% 9、音频输出功率?????????≥50mW
10 电池供电电压?????????9.6V(8节5号充电电池)
工作原理
图2
F30-5型无线对讲机外观如图2所示, F30-5型对讲机在接收电路上使用两只高频场效应管作为高放,采用了二次变频电路,具有灵敏度高、选择性好等优点。发射电路采用的是分立元件,由4只三极管组成4级放大电路,发射功率可达3W左右。图2中,面板上的数字按键和顶部的频道转换开关是装饰用的,并无实际应用。图3是电路原理图。
图3
1.发射部分原理分析
驻极话筒MIC用于话音信号的拾取,并将话音转化为电信号,通过C25送入放大电路。
电阻R19是驻极话筒偏置电阻,改变该电阻阻值,将会影响话筒输出信号幅值,一般可以在2k~10k之间选用合适的阻值。JT1晶体与电容C19、C18、D4组成一个并联谐振网络,晶体在回路中可以等效为一个高Q值电感。为了满足调制需要,晶体回路中串入了由变容二极管D4组成的调频电路。经过BG6放大的话音信号,通过C22、R10送入调制电路。改变变容二极管的容量,就可以微调振荡器的中心谐振频率fo,由于变容二极管是依靠反向电压VD来控制其结电容量Co变化的,所以只要改变控制电压VD,就可以达到改变电容量的目的。从而实现话音信号对振荡器频率调制的要求。 JT1、BG5 、C19等组成的主振级,其振荡频率为晶体标称频率。振荡器的三倍频选出,是由C17、L9组成的并联谐振回路来完成的。当振荡器工作时,由于它们的谐振点略低于三倍频,对晶体振荡器来讲,该并联谐振回路呈现为容性。不会对振荡电路造成影响。但对于三次谐波来讲,该并联谐振回路呈现为阻性,并利三次谐波产生谐振,使并联谐振回路两端的三次谐波电压幅值达到最大,此电压经电容C16送往下一级放大器进行电压放大。从而完成了电路的振荡、调频、倍频的全过程。
BG3及外围元件组成高频放大级,实际上是一个甲类高频谐振放大电路,而由BG2及外围元件组成的激励级,则是一个丙类谐振功率放大电路。偏置电阻R3是专门为激励管BG2提供基极直流偏置而设置的。为了保证为基极提供足够大的电流。一般选择R3的阻值都较小,否则会影响激励放大器的输出功率。
末级管BGl的基极下偏置电阻R2阻值仅51Ω,由于从激励级送来的高频激励信号幅度、功率己经足够大,完全可以使末级功放管BGl可靠的工作在开关状态下。为了保证末级功放管BGl有较强的高频输出功率,除了选用放大倍数较高的高频功率管外,还应该保证末级功
放管BGl有足够大的工作电流Ic,为此特意将基极电阻选择的较小,以保证有BGl基极有足够大的激励电流Ib, 在功放管BGl的集电极回路里,串接有由L4、C6组成并联谐振回路,能较好的谐振在发射信号的主频fo上,而对主频以外的各次谐波分量,能起到较好的滤除作用。
但由于LC组成的并联谐回路一般Q值都比较低,要靠它将高次谐波滤除干净有一定的困难。所以在信号的回路中,串入了一级由L3、C4组成的串联选频回路,以便能更好的达到滤除谐波分量的目的。
由BG4和D3等组成了一级简单的稳压电路,主要是为发射电路中部分需要稳压供电的电路提供电源。
2、接收机电路原理
当外界的信号通过天线进入电路后,首先通过由C1、L1、C2、L2、C3等组成的带通滤波器网络进行滤波处理后,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(20Vpp值以上),击穿场效应管的BG8的栅极,所以电路中加入了由二极管Dl、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BG8高放管的安全。 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(3SKl22),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20db的电压增益,有效的提高了接收机的灵敏度。
采用10.7M、455kHz两种陶瓷滤波器,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。
本机的一次混频,采用高频双栅场效应管“3SKl22”担任混频管。高频信号经过C33直接送至混频管BG9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。
本地振荡电路采用晶体三倍频振荡器,振荡管是BG1O,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BG1O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。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,对三倍频等效为阻性。但对基频信号频率fo,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,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。
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。 JT4是一个10.7M的带通陶瓷滤波器,用于再次进行10.7M的选频处理。它的电气特性近似于晶体,但品质因素Q值要比晶体低一些。
在外差式调频接收机电路中,混频、中放、鉴频等电路是必不可少的单元电路,这些电路元件多、电路复杂、调整不便。这个接收机电路中所采用的集成电路,采用调频接收电路 MC3361,该电路中包括有二混频、二本振、限幅中放、鉴频器、静噪电路等功能单元。
MC3361鉴频后的信号,从第9脚输出,通过由C59、R40、C58、R39组成的L型滤波器滤波后分为两路输出。一路经R39、C55送至音量电位器W1,另一路经C57送至静噪调整电位器W2。由于送至W2的信号中含有噪声信号的高频份量,将这些噪声送至MC3361第10、11脚组成的带通放大器进行电压放大,使放大后的噪声电压具有一定幅值,经由D6、D8倍压检波后得到一个直流电压值。再将此电压送至后级由MC3361第12、13脚组成的电压比较器进行电压比较。一旦反相输入电压高于同相端的电压值,比较器的输出端电平就会出现翻传,由“0”变为“1”,通过第13脚去控制三极管BGl4和BGl3由导通变为截止,切断音频电路电源。从而完成从信号采样、噪声滤波、噪声放大、检波、电压比较、电源控制的全过程。 由于从鉴频器得到的信号,电压幅度小、信号微弱,不能直接推动扬声器发音,所以必需对音频信号进行功率放大,本电路就是采用小功率、低电压的音频功放电路LM386。
接收电路的稳压电源由BG12及外围元件组成。它们的稳压输出值由稳压管的额定电压值和调整管的管压降决定,稳压输出电源供除音频放大电路以外的接收电路使用。
3.关于晶振频点的选用 电路中一共需要用到3只晶振。
JT1是发射机用晶振,它的频点需要我们事先计算来确定。我们假设发射频率是29.6MHz,发射电路是采用了3倍频的方式得到的29.6MHz,那么晶振的频率就是29.6/3=9.8667MHz,实物JT1晶振标称值就是9.8666MHz。
JT2是接收机一级本地振荡频率电路用晶振。由于接收机采用的超外差式电路,一中频频率为10.7MHz,那么一本振需要的频率就是29.6+10.7=40.3MHz,该频率同样是通过3倍频的方式得到,因此,一本振JT2晶振频率就是40.3/3=13.4333MHz。
JT3是10.245MHz,它是第二本振频率。由于在电路中,一中频是10.7M,二中频是455KHz,那么二本振就是10.7M-455KHz=10.245MHz。该频率是常见的二级本地振荡频率。很多接收机电路都有采用。10.245MHz晶振元件很常见,易于采购。
制作步骤:
在对这款对讲机的工作原理有了初步了解之后,我们就可以动手组装了。图4是全套散