无线对讲和调频收音机的设计Word格式.docx

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摘要

本设计的核心芯片为D1800，即收音接收专用集成电路，功放部份选用芯片D2822。

发射部份采纳两级放大电路，第一级为振荡兼放大电路，第二级为发射部份，采纳专用的发射管，使发射效率和对讲距离大大提高。

本设计的调频波段为30MHZ-90MHZ，工作电源电压范围，静态电流，信噪比>

80dB，谐波失真<

%，输出功率≥350mA，发射机工作电流18mA，对讲距离50-100米。

系统既能收到电台又能彼此对讲，具有造型美观、体积小、外围元件少、灵敏度极高、性能稳固、耗电省、输出功率大等优势。

关键词：

发射模块，放大，振荡，接收模块，芯片D1800

第一章引言

概述

无线电波是指在自由空间（包括空气和）传播的射几回段的。

无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技术，能在无通信网络情形下确保信号畅通，同时可24小时无穷制通话。

人们通过无线电广播和收音机了解天下大事，增加各方面的知识，欣赏悠扬的音乐，丰硕自己的业余生活。

能够说，无线电广播和收音机为无数家庭带来了欢乐和愉悦。

调频广播的边带能够用来传播数字信号如，电台标识、节目名称简介、网址、股市信息等。

民用或军用高频话音效劳利用短波用于船舶，飞机或孤立地址间的通信。

晶体管收音机以其耗电少，不需交流电源，小巧玲珑，利用方便而博得人民的喜爱，并慢慢在市场上占据了主导地位，并成为最普及和廉价的电子产品。

后来随着科技的进步，慢慢显现了数字广播、卫星广播和网络广播，晶体管收音机也由分立元件，进展出集成电路收音机、数字显示、数字调谐收音机和最新最时兴的无线网络收音机。

对讲机和收音机都是操作简单，利用方便的产品，也给人们的生活处事带来专门大的帮忙。

调频广播能够比调幅广播更高的保真度传播音乐和声音。

对频率调制而言，话筒处同意的音量越大对应发射信号的频率越高。

调频广播工作于甚高频段（VeryHighFrequency，VHF）。

频段越高，其所拥有的频率带宽也越大，因此能够容纳更多的电台。

对讲机普遍用于宾馆物业、工程施工、救援抢险、旅行景点，物流运输、工厂仓库，能极大减少联络时刻，提高联络效率，无线对讲机它具有造型美观、体积小、外围元件少、灵敏度极高、性能稳固、耗电省、输出功率大等优势。

在科技日新月异的今天，市场有太多的电子产品。

传统调频收音机设计由于体积大、本钱高和生产困难，使得许多高产量的小型便携式应用无法提供调幅收音机功能，例如时钟与便携式收音机、家庭音响、MP3播放机、多功能底座和移动。

本次设计的无线对讲和收音两用机具有体积小、整合度高、高效能、低耗电和精致体积的特点。

对讲距离在50-100米的范围内，为使电路更简化，设计收音接收专用集成电路芯片D1800，功放选用D2800。

系统在应历时不需要网络的覆盖，只需两边发送和同意信号即可对话。

1906年，美国的费森登教授在一次无线电通信实验时，活着界上第一次用调无线电波发送音乐和发言，周围的许多无线电通信电台接收到了费森登教授的信号。

可是，一般公众是不可能都拥有无线电。

要真正实现无线电广播，就要有一种一般公众都能拥有的、专门用于收听声音信号的无线电接收机，即收音机。

1910年，随着无线电广播事业的兴起，邓伍迪和皮卡尔德开始研究无线电接收机，他们利用某些矿石晶体进行实验，发觉方铅矿石具有检波作用，若是将其与几种简单的元件相连接，就能够够以接收到无线电台放送的广播节目。

上世纪初，无线电传播技术的研究取得了专门大的进展，各类无线电元件，如具有检波作用的二极管和具有放大稳压作用的三极管等接踵发明，使无线电远距离发射、接收方面存在的一些难题一一取得了解决，这就为家用收音机的进展提供了技术和物质条件。

最先时期的收音机由于利用的是电子管，大多都体积大、耗电多和笨重。

直到1948年，美国工程师约翰·

巴丁等人发明了晶体管，收音机的小型化才得以实现。

1955年，首批晶体管收音机几乎同时在美国和日本问世。

对讲机技术最先产生在风声鹤唳的二十年代，诞生于Westinghouse的实验室里。

随着LED（发光二极管）、微处置器和激光二极管的不断进展，迎来了新的标识符号（象征学）和其应用的大爆炸，人们称之为“对讲机工业”。

今天很少能找到没有直接接触过即快又准的对讲机技术的公司或个人。

由于在这一领域的技术进步与进展超级迅速，而且天天都有愈来愈多的应用领域被开发，用不了多久对讲机就会象灯泡和半导体收音机一样普及，将会使咱们每一个人的生活都变得加倍轻松和方便。

本课题设计的意义

本课题设计的无线对讲和调频收音机机具有功率小、耗电量小，节约本钱。

体积小，携带方便，利用方便，在没有网络信号的条件下仍能利用。

调频收音机的调频波段为88MHz-108MHz，工作电源电压范围，静态电流10-20mA，输出功率≥350mA。

本设计把无线对讲机和调频收音机的电路及芯片整合到一路，实现一机两用的功能，使对讲机再也不功能单一。

本系统有频率选择性、接收灵敏度和可调式电台搜寻功能，在转变万千的调频广播环境下发挥更高效能。

集成度和传统的相较，有了一个更大的提高，系统传送语音信号时的清楚度有了一个更好的提高，在沟通效率上，系统采纳更先进的技术，使其更快、更强、更有效。

第二章系统整体设计

设计要求

设计并制作一个无线对讲和调频收音机，大体要求有：

（1）系统传送一路语音信号，其发射频率在20MHz~40MHz之间自行选择，发射功率自行选择，射频信号带宽及调制方式自定，收发通信距离不小于20米；

（2）发射机的输入采纳话筒方式，接收机用耳机收听语音信号，采纳电池供电；

（3）调频收音机的调频波段为88MHz-108MHz，工作电源电压范围，静态电流10-20mA，输出功率≥350mA。

无线通信系统的大体工作原理和框图

图2-1无线通信系统组成框图

无线通信系统由发射设备、传输媒质和接收设备组成，其中发送设备包括变换器、发射机和发射天线三部份；

接收设备包括接收天线、接收机和变换器三部。

信息源发出需要传送的信息，由变换器将这些要传送的声音或图像信息变换成相应的电信号，然后由发射机把这些电信号转换成高频振荡信号，发射天线再将高频振荡信号转换成无线电波，向空间发射无线电波通过自由空间抵达接收端，接收天线将接收到的无线电波转换成高频振荡信号，接收机把高频振荡信号转换成原始电信号，再由变换器还原成原先传递的信息（声音或图像等），送给受信者，从而完成信息的传递进程，如图2-1所示。

发射设备的大体原理和组成

在无线对讲部份，待传送的音频信息由变换器转换成相应的电信号。

一样来讲，这些电信号的频率较低，频带较宽，假设把这些信号直接以电磁波形式从天线辐射出去，那么会显现以下问题：

（1）无法制造适合尺寸的天线。

（2）无法选择所要接收的信号。

因此，要实现无线通信，第一必需让各电台发射频率不同的高频振荡信号，再把要传送的信号装载到这些频率不同的高频振荡信号上，经天线发射出去，如此既缩短了天线尺寸，又幸免了彼此干扰。

调制的作用确实是把待传送的信号装载到高频振荡信号上。

在无线通信接收设备中，必需把空间传来的电磁波接收下来，选出所需的已调波信号，并把它还原为原先的调制信号，以推动输出变换器，取得所需的信息，那个进程需要解调来完成，解调的作用确实是从高频已调波中掏出原调制信号。

高频载波一般是一个正弦波振荡信号，有振幅、频率和相位三个参数能够改变，因此，用调制信号对载波进行调制就有调幅、调频和调相三种方式。

（1）调幅。

载波的频率和相位不变，载波的振幅按调制信号的转变规律而转变。

调幅取得的已调波成为调幅波。

（2）调频。

载波的振幅不变，载波的瞬时频率按调制信号的转变规律而转变。

调频取得的已调波成为调频波。

（3）调相。

载波的振幅不变，载波的瞬时相位按调制信号的转变规律而转变。

调相取得的已调波成为调相波。

调频和调相统称为调角。

发射原理部份工作系统框图如图2-2所示。

图2-2发射部份框图

接收设备的大体原理和组成

无线通信接收设备的工作进程与发射设备相反，它的任务是把空间传来的电磁波接收下来，选出所需的已调波信号，并把它还原为原先的调制信号，以推动输出变换器，取得所需的信息。

从高频已调波中掏出调制信号的进程成为解调。

由于已调波的调制方式有三种，因此解调也有三种方式，即检波（调频波的解调）、鉴频（调频波的解调）和鉴相（调相波解调）。

接收系统由接收天线接收从空间传来的电磁波并感生出微小的高频信号，高频放大器从当选择出所需的信号并进行放大。

接收原理部份工作系统框图如图2-3所示。

图2-3接收部份框图

调频方式

为了有效地传输信号，必需使传输系统不产生对信号的失真，并能避免外来的干扰。

在调幅制中，调幅接收机容易受到各类以幅度显现的干扰，如天电干扰、工业干扰等，由于它们的频带很宽，干扰容易进入接收机，如此就会掩盖了正常信号的接收。

但对调频制来讲，信号的传输是以频率的转变而显现的，幅度干扰对它的作用大大减小了，能够的大大地提高传输信号的抗干扰的性能。

实现调频的方式有直接调频法和间接调频法两种。

直接调频法是利用调制信号直接操纵振荡器的振荡频率而实现的调频方式。

经常使用的直接调频电路有变容二极管（或电抗管）调频电路、晶振调频电路和集成调频电路等，变容二极管的符号如图2-4所示。

图2-4变容二极管符号

图2-5变容二极管直接调频电路

变容二极管直接调频电路如图2-5所示。

目前经常使用的载波振荡器为LC振荡器。

若是将变容二极管的可控电容参与回路电容，并用调制信号u去操纵变容二极管的电容量，就可直接改变LC振荡器的振荡频率，组成变容管直接调频电路，如图2-6所示，图中C二、C3、C4对载频视为短路；

L1对载频视为开路；

C1对u视为短路；

变容二极管的电容Cj与L2组成振荡回路，图2-6为可变电容器的调频电路。

图2-6可变电容器调频电路

间接调频是利用调相电路间接的产生调频波。

间接调频的最大优势是频率稳固度高，因此，它普遍的用于广播发射机和电视伴音发射机中，间接调频的原理框图如图2-7所示。

图2-7间接调频原理框图

第三章无线对讲和调频收音机系统电路设计

方案比较和确信

方案一：

发射试用调频无线送话器，接收采纳集成电路KC538，具有中频放大、鉴频和音频功率放大等功能。

KC538中频放大器采纳三级差分放大器，故有增益高和调频抑制比好的特点。

方案二：

采纳集成电路D1800，它作为收音机接收专用集成电路，功放部份那么用D2800。

电路具有体积小、外围元件少灵敏度极高、性能稳固等优势。

综上电路，接收频率和工作电流都在要求范围之内，具有良好的抗干扰能力，通过相对照较，方案二更具有简练性，电路不复杂。

因此，本系统采纳方案二设计。

电路模块设计与分析

无线对讲电路

对讲的发射部份采纳两级放大电路。

第一级为振荡兼放大电路；

第二级为发射部份，采纳专用的发射管使发射效率取得提高。

发射机原理：

驻极话筒将声音信号转换为转变着的电信号，通过Rl，R二、Cl阻抗均衡后，由VT1进行调制放大。

C二、C3、C4、C五、Ll和VTl集电极与发射极间的结电容Cce组成一个LC振荡电路，在调频电路中，很小的电容转变也会引发专门大的频率转变。

当电信号转变时，相应的Cce也会有转变，如此频率就会有转变，就达到了调频的目的。

通过VT1调制放大的信号经C6耦合至发射管VT2，通过TX、C7向外发射调频信号，如图3-1。

图3-1LC振荡电路

调频收音机电路

接收机部份原理：

调频信号由TX接收，经C9耦合到IC1的19脚内的混频电路。

IC1第1脚为本振信号输入端，内部为本机振荡电路