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第三章 硬件部分设计 3.1 设计方案 3.1.1 电气指标参数对于对讲机的设计，需要明确完成的电气指标参数，具体如表3-1所示。 表3-1 对讲机电气指标参数 3.1.2 电路原理图电路原理图参见附件一。 3.2 接收电路设计 3.2.1 输入选频网络输入选频网络的主要功能是选择输入的频率，也就是确定接收所需要的频率，同时还需要对接收信号的幅度进行处理。图3-1就是从电路原理图中筛选出来的输入选频网络电路。根据电路可知，信号在进入天线以后会通过L1、C70、L2、C72组成的滤波网，对其进行过滤，过滤掉杂波[24]。然后通过Q1进行阻抗之间的变换，使得天线和整个电路的阻抗能够完全匹配，经过处理后再通过L6、L7、R1组成的选频网络，选择本次接收所需要的频率信息。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg 图3-1 输入选频网络电路 3.2.2 高频选频放大器高频选频放大电路主要采用的是Q7放大管来完成和实现的[25]，主要的作用是提高放大器产生的增益，整个电路利用一个高频选频放大器将电阻、电容全部融入进去来实现对高频电路的选频和放大，通过信号的整合和调整，能够使得电路的性能稳定。高频选频放大器电路的原理如图3-2所示。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg 图3-2 高频选频放大电路 3.2.3 混频电路与本振电路混频和本振电路是联系在一起的，二者主要是将高频输入的信号进行频率混合和变换，通过电路的变换作用将高频信号降低为中频信号[26]，但是中频信号所包含的信息和传输方式都和高频信号是一样的。由于高频信号的中心频率高、频带宽，通过电容过滤以后会产生失真现象[27]。利用混频和本振电路处理以后使得中心频率降低、频带变窄，那么利用电容过滤以后失真的情况就会小很多。混频电路中的场效应管使用3SK122来完成[28]。根据上述分析，可以确定混频和本振电路的原理如图3-3所示。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.jpg 图3-3 混频电路和本振电路 3.2.4 二混频、限幅中放、鉴频电路二混频、限幅中放、鉴频电路都是基于MC3361实现和完成的电路，该电路能够完成信号的混频、振荡、限幅中放、鉴频、缓冲低放等多种功能[29]，是发射功能的核心，在MC3361没有出现以前，这三部分电路需要分步设计，设计过程复杂，由于集成电路技术的发展，可以利用MC3361来完成这三部分的功能，虽然主要的电路能够完成，但是可以发现需要有诸多的元件来配合MC3361来进行处理和运行。根据上述分析，可以确定二混频、限幅中放、鉴频电路的原理如图3-4所示。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg 图3-4 二混频、限幅中放、鉴频电路 3.2.5 静噪电路我们可以分析MC3361芯片发现，该芯片的外接引脚中需要增加静噪电路，主要的目的是消噪。由于MCC3361提供了外接单元来接入器件控制静噪的功能，我们可以接入R23、C62、R53、C108组成滤波电路，对产生的信号进行滤波，滤波以后的电路静噪良好，为了更好的静噪，本次设计中可以将LM386组成的功放电路断电，进而实现静噪的功能。 3.2.6 音频功放电路音频功放电路是以LM386芯片为核心来完成和实现的，该芯片的主要功能是将小信号进行功率放大，由于经过处理后的信号会造成电压幅度小、信号较弱，如果这种信号直接进入扬声器中，用户很难听得到声音。而LM386芯片能够将信号放大处理，可以在有效范围内使得电压的增益最高增大到200倍[30]，这就大大满足了用户的需求。根据分析，可以绘制出音频功放的电路如图3-5所示。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg 图3-5 音频功放电路 3.2.7 直流稳压源电路由于锂电池在使用的过程中电量不断被消耗，消耗到一定程度电压就会下降，不能驱动电路正常工作，如果增加直流稳压电路，使得在一定范围内电压虽然下降到一定程度，但是还可以稳定到正常工作的状态。由于系统电路对于稳压的精度要求不高（正常工作为9V），我们可以设定在7V以上都需要稳定到9V，这也能够使得系统稳定工作。直流稳压源电路如图3-6所示。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg 图3-6 直流稳压电路 3.3 发射电路设计 3.3.1 话筒放大器电路话筒放大器电路是发射电路需要设计的第一个环节，在该电路当中，主要将声音信号转换为电信号，并对电信号进行适当地放大，放大后的电信号能够满足传输的有效值，并能在通讯过程中很好地进行传输。放大利用放大器来完成，放大过程中采用电阻和电容进行耦合，VR1是负载电阻，通过调整VR1的阻值来确定放大的倍数，根据分析可以绘制出话筒放大器电路如图3-7所示。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.jpg 图3-7 话筒放大器电路 3.3.2 晶体调频震荡兼三倍频电路该部分电路是发射电路的重点，主要提供基准频率的信号源参数，同时完成信号的调制工作。我们可以绘制出晶体调频震荡兼三倍频电路的工作原理如图3-8所示，根据原理可以发现以Q10为核心组成了一个谐振网络，其中Q10相当于高值的电感，分析电路结构可以发现它和三点式的震荡电路是比较类似的，利用该电路调整中心频率值f0，就能够完成对调制电压的控制，进而提高输出电压的幅度，完成倍频电路的功能。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpg 图3-8 晶体调频震荡兼三倍频电路 3.3.3 高频谐振放大器与激励放大器电路在信号处理之后，由于对信号进行了重新的调制，这个信号就会以电信号的形式出现，而且电信号非常微弱，能够满足发射的要求。但是问题出现了就是信号的幅度很小，能够传输的距离也是非常小，那么就必须对信号进行放大后传输，这就需要设计高频谐振放大器和激励放大器电路。其中高频谐振放大器电路使用甲类工作方式，这是由于电信号微弱的原因，放大以后利用激励电路进行处理，使得信号处于丙类的状态，通过上述处理以后信号就能以较大的功率发射出去，完成信息的传送。根据分析可以绘制出该部分电路图如图3-9所示。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.jpg 图3-9 高频谐振放大器与激励放大器电路 3.3.4 末级谐振功率放大器与输出滤波网络上述工作完成以后还需要对信号再次进行放大处理，处理的主要目的是为了将信号传输到天线当中，进而能够向外部发射信号。为了保证输出有效，使用Q11作为放大器来进行处理，保证输出的信号具有较大的功率和电流，能够完成信号的发射。根据分析可以绘制出该部分电路图如图3-10所示。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.jpg 图3-10 末级谐振功率放大器与输出滤波网络
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