对讲机基本功能的设计与实现(7)

2019-01-27 21:39

对讲机基本功能的设计与实现

虽然工作效率不是很高,但它具有体积小、造价低、使用方便等优点。目前已被对讲机、无线电话机等便携式通信设备广泛采用。

为了进一步缩短天线的长度,便于携带,设计中常用天线加感的方法来缩短天线的有效长度。通过加感,既能保证其与电路的阻抗匹配,又能缩短天线的实际尺寸。

加感的方法有多种,主要分为天线的根部加感、中部加感、顶部加感,加感天线的工作原理和计算方法,可以参考有关“天线”的书籍介绍,在这里就不再重复了。

这里需要着重指出,天线与电路之间是否匹配,对发射机来讲十分重要。如果天线能和发射电路进行良好的匹配,将可以最大限度地提高发射效率。反之,如果它们之间出现匹配不良,将会使发射机效率大打折扣,电路失配时,会把大部分发射功率反射回电路,失配严重时还会造成发射管烧毁的可能性。

相对接收机电路来讲,对天线的匹配要求比较宽松一些。但是如果出现天线和输入回路不匹配时,也会造成信号插入损失过大的问题,从而使接收电路的接收灵敏度大大降低。所以天线匹配网络是对讲机电路的一个重要组成部分,在调试时,应该引起足够的重视。

4.3 元件的检测与安装焊接

4.3.1电阻

对讲机电路中选用的电阻器,由于耗散功率不大,一般均选用小功率1/4W、1/8W的金属膜电阻。电阻采用常见的色环标注阻值,即棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、黑标注,代表数字1、2、3、4、5、6、7、8、9、0,金色环代表电阻值误差精度。例如,一电阻色环为红、紫、红、金,应读为272或读为2700Ω(2k7)。误差为±2%。应用前,电阻阻值要用数字三用表检测,检查阻值是否正确。

焊接电阻时,要注意保持使电阻和电路板之间留有一定的间距,以保证电阻有一定的散热空间。

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4.3.2电容

电容器时本电路中应用量最大,而且使用种类最多的元件。本机所用的电容主要是瓷片电容、涤纶电容、电解电容三种类型的电容器。每种电容的电量均标注在电容器表面上。常见的标注方式有xxμF、xxn或直接用数字标注。

电解电容,一般容量范围是1~4700μF。 瓷片电容,一般容量范围是1pF~0.47μF。 涤纶电容,一般容量范围是100pF~0.82μF。

例如,有一电容,标注值为10N,它的实际容量应为0.01μF(1N=1000 pF),同时也可以标注为103,它的前两位数为有效数,第三位数为有效零位数,即103=10000pF,它和10N是等价的。

电容在焊接前,必须要经过三用表测量,以保证电容没有出现短路故障,然后再使用电容表测量其容量,确认容量正确后再安装使用。一般电容的容量精度为±5%为合格品。电解电容的容量误差值一般要大一些,误差值为±8%~±10%为合格品。焊接电容时,一般要求紧靠电路板焊接。 4.3.3电感

电感在本机电路中分为三种类型,即色码电感、可调电感(中周)及空芯电感。这三种电感,各有特点。色码电感主要用于要求电感量固定,Q值要求不高的滤波电路。可调电感主要用于对电感量精度要求高,对电感Q值要求高的谐振回路。空芯电感一般工作在对Q值、电感量要求都较高的大功率谐振回路。

电感的测量,要使用专用交流电桥或者用专用Q值测量仪来检测,本机使用的电感器,电感量一般均在0.3~680μH(微亨)之间。品质因素Q值在80~200之间。

电感安装时主要分为立式安装和卧式安装两种形式。当卧式安装电感时,应注意尽量避免和邻近的电感平行布局,以免造成电感之间电磁场相互耦合产生互感效应,要尽量保持两组电感之间留有一定的空间距离,或者和相邻的电感设计成T字形布局。这样可以有效地减少电感之间的互感效应。

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由于小型色码电感、中周、内部和引脚之间为焊接成型的,所以在焊接电感时,经尽量减少加热时间,以免造成电感内部高温开路损坏。电感在安装前必须经过测量,确认无误后才能安装使用。 4.3.4二极管

二极管在本机中的应用主要有以下五种类型,即发光二极管(LED)、变容二极管、开关二极管、稳压二极管和检波二极管。

从外形上看,发光管、检波管外形较特殊,区分比较容易。变容管、开关管、稳压管外形相似,辨认时只能从管子上的标注型号字母加以区分。

二极管使用前必须用三用表进行检测,确认性能良好后才能焊接,如果是特殊二极管,如稳压管、发光管等,还应该串接相应的电阻进行加电测试。

由于二极管属于PN结器件,它的结温一般不允许超过170℃,否则将造成损坏,所以焊接时要注意尽量减少加热时间,一般不得大于10s。 4.3.5三极管

三极管是本机电路中各级放大器、稳压器的主要器件,本机使用的三极管型号较多,从功率上来分可分为大功率管、中功率管、小功率管三类。从使用频率上来分可分为高频管、低频管两种。

三极管的生产厂家较多,所以管脚的封装形式也各不相同。使用前必须用三用表检测,准确辨认各管脚的极性。确认后,再通过三用表上专门测量晶体管直流放大倍数档位的三极管插孔来测量管子的直流放大倍数β值。如果用模拟三用表测量三极管时,可将三极管简化为两个二极管并联的电路,以便于测量。

应重点指出的是,大功率高频三极管C2078的散热片是和三极管内部的集电极相连的,安装时散热片不得碰及无关联的其他元件,特别不得和地线相连,以免烧坏电路。

三极管的内部结构和二极管相似,也是由硅材料的PN结组成。所以在三极管安装焊接时,和二极管的要求相同,不得长时间加热,以免损坏管子。安装时三极管应和电路板保持一定距离,以利三极管工作时散热。

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4.4 对讲机电路的调试与测量

对讲机电路和别的其他电路系统一样,必须通过正确调试后才能正常工作。当对讲机电路焊接安装完毕后,也必须经过严格的电路参数调整,才能得到所要求的设计指标。调试的目的是,要使各单元的电路工作在最佳状态下,最大限度地提高电路效能,提高整机的系统电气性能指标参数。

4.4.1接收机电路的调试

1.输入回路高频放大级的调试

接收电路中的高放级是决定整机接收灵敏度与选择性的关键电路,所以调试的主要任务是尽可能地提高这一级电路的高频电压增益,提高灵敏度。准确地调整LC选频回路,使f0以外的干扰频率尽可能地被衰减,以保证接收电路有较高的信号选择性。

高放电路的调试仪器,可采用扫描仪。由于扫描仪既有信号输出端,可为高放级提供载波输入信号,又有信号输出端(检波头),可将经高放级放大后的信号,送至扫描仪观察高放级的真实幅频特性。用扫描仪可以直接观察到放大器的增益量和工作频带宽度,比使用其他仪器更为直观方便。也可以使用高频信号源和示波器配合,来调整高放电路,只是使用起来略感不方便。由于该部分电路工作在高频段,所以调整磁芯时需要使用无感旋具,以避免因金属感应而造成的调整误差。

调整各点时,只需用示波器或扫描仪在高放级输出端观察到的中心频率波形幅值最大、带宽适中、带外衰减量最大,即可认为电路已经调整至最佳点,本级高放电路应具有14~20dB的电压增压。

2.一本振与一混频电路的调整

混频电路的作用是将前级送来的高频信号,经过频率变换后,使其变换成为一个频率较低但信号内容不变、频率固定的中频信号。本机是采用两次混频式外插式电路。第一中频的中心频率是10.7MHz,第二中频是455kHz。

经第一混频后,将信号变为10.7MHz的第一中频信号。一中频信号还必须进行第二混频电路,将一中频信号再次进行混频处理,将信号频率降低为455kHz

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的二中频信号,由于集成电路MC3361中的中放电路、鉴频电路,只针对二中频信号(455kHz)进行处理,而不会对其他频率的信号反应。所以混频电路工作不正常时,将会导致整个接收电路不工作。由此,可以看出混频电路在接收机中的重要性。

混频电路主要由两部分组成,即本机振荡电路和三极管混频电路。其中本振电路的调整和三点式振荡器的调整相同,在这里就不再重复了。由于振荡器采用的是晶振稳频,所以频率不能变动,但是通过微调C37的容量,还是可以微量地改变振荡频率,变化量约为±2~3kH。

混频管BG8采用的是双栅场效应高频管,所以输入的高频信号f0与本振信号fL互不干扰,如果两路输入信号均在要求的参数范围内,那么在中周变压器B4的次级回路中,就应该感应到10.7MHz的一中频电压波形。调整中周变压器B4的磁芯,可以是输出的一中频波形幅值达到最大值。这时就可以认为,一混频电路的谐调点已完成了基本调谐。要想更进一步地调谐准确,应将示波器接至二中频输出端(MC3361的第5脚)。重复调整直至波形幅度最大时为止。

这里需要说明,本振信号fL的注入强度,直接影响到混频电路的变频效率,所以注入到混频管的本振信号fL要幅度适中。一般情况下本振fL注入到混频管的幅度应在200~400mVP?P值之间为宜。调整时可根据中频的输出波形情况,改变阻尼电阻R29的阻值,以保证中频信号幅度值最大。调整时高频信号源的输出应选择为输出幅度1~5mV、载波(无调制)状态为宜。

3.二混频、中放、鉴频电路的调整

二混频、中放、鉴频电路的大部分功能均由集成电路MC3361来完成。外围可调整的器件很少,其中B3鉴频线圈磁芯是需要调谐的调整点之一。

二混频电路能否正常工作,主要看二本振是否起振和有无一中频信号输入。一般情况下,只要焊接无误,元件正常,无需调整,电路就能正常工作。

二中频的中心频率点是455kHz,它是由一中频的10.7MHz信号和二本振主频10.245MHz两个信号所产生的差频信号,也称为二中频信号。该信号经过三端

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