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第三章 硬件部分設(shè)計(jì) 3.1 設(shè)計(jì)方案 3.1.1 電氣指標(biāo)參數(shù)對(duì)于對(duì)講機(jī)的設(shè)計(jì)，需要明確完成的電氣指標(biāo)參數(shù)，具體如表3-1所示。 表3-1 對(duì)講機(jī)電氣指標(biāo)參數(shù) 3.1.2 電路原理圖電路原理圖參見(jiàn)附件一。 3.2 接收電路設(shè)計(jì) 3.2.1 輸入選頻網(wǎng)絡(luò)輸入選頻網(wǎng)絡(luò)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(shí)還需要對(duì)接收信號(hào)的幅度進(jìn)行處理。圖3-1就是從電路原理圖中篩選出來(lái)的輸入選頻網(wǎng)絡(luò)電路。根據(jù)電路可知，信號(hào)在進(jìn)入天線以后會(huì)通過(guò)L1、C70、L2、C72組成的濾波網(wǎng)，對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾掉雜波[24]。然后通過(guò)Q1進(jìn)行阻抗之間的變換，使得天線和整個(gè)電路的阻抗能夠完全匹配，經(jīng)過(guò)處理后再通過(guò)L6、L7、R1組成的選頻網(wǎng)絡(luò)，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(wǎng)絡(luò)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(lái)完成和實(shí)現(xiàn)的[25]，主要的作用是提高放大器產(chǎn)生的增益，整個(gè)電路利用一個(gè)高頻選頻放大器將電阻、電容全部融入進(jìn)去來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻電路的選頻和放大，通過(guò)信號(hào)的整合和調(diào)整，能夠使得電路的性能穩(wěn)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(lián)系在一起的，二者主要是將高頻輸入的信號(hào)進(jìn)行頻率混合和變換，通過(guò)電路的變換作用將高頻信號(hào)降低為中頻信號(hào)[26]，但是中頻信號(hào)所包含的信息和傳輸方式都和高頻信號(hào)是一樣的。由于高頻信號(hào)的中心頻率高、頻帶寬，通過(guò)電容過(guò)濾以后會(huì)產(chǎn)生失真現(xiàn)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(guò)濾以后失真的情況就會(huì)小很多。混頻電路中的場(chǎng)效應(yīng)管使用3SK122來(lái)完成[28]。根據(jù)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(shí)現(xiàn)和完成的電路，該電路能夠完成信號(hào)的混頻、振蕩、限幅中放、鑒頻、緩沖低放等多種功能[29]，是發(fā)射功能的核心，在MC3361沒(méi)有出現(xiàn)以前，這三部分電路需要分步設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜，由于集成電路技術(shù)的發(fā)展，可以利用MC3361來(lái)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(fā)現(xiàn)需要有諸多的元件來(lái)配合MC3361來(lái)進(jìn)行處理和運(yùn)行。根據(jù)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(fā)現(xiàn)，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(lái)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(duì)產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行濾波，濾波以后的電路靜噪良好，為了更好的靜噪，本次設(shè)計(jì)中可以將LM386組成的功放電路斷電，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)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(lái)完成和實(shí)現(xiàn)的，該芯片的主要功能是將小信號(hào)進(jìn)行功率放大，由于經(jīng)過(guò)處理后的信號(hào)會(huì)造成電壓幅度小、信號(hào)較弱，如果這種信號(hào)直接進(jìn)入揚(yáng)聲器中，用戶很難聽(tīng)得到聲音。而LM386芯片能夠?qū)⑿盘?hào)放大處理，可以在有效范圍內(nèi)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(jù)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(wěn)壓源電路由于鋰電池在使用的過(guò)程中電量不斷被消耗，消耗到一定程度電壓就會(huì)下降，不能驅(qū)動(dòng)電路正常工作，如果增加直流穩(wěn)壓電路，使得在一定范圍內(nèi)電壓雖然下降到一定程度，但是還可以穩(wěn)定到正常工作的狀態(tài)。由于系統(tǒng)電路對(duì)于穩(wěn)壓的精度要求不高（正常工作為9V），我們可以設(shè)定在7V以上都需要穩(wěn)定到9V，這也能夠使得系統(tǒng)穩(wěn)定工作。直流穩(wěn)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(wěn)壓電路 3.3 發(fā)射電路設(shè)計(jì) 3.3.1 話筒放大器電路話筒放大器電路是發(fā)射電路需要設(shè)計(jì)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，在該電路當(dāng)中，主要將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并對(duì)電信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)胤糯螅糯蠛蟮碾娦盘?hào)能夠滿足傳輸?shù)挠行е担⒛茉谕ㄓ嵾^(guò)程中很好地進(jìn)行傳輸。放大利用放大器來(lái)完成，放大過(guò)程中采用電阻和電容進(jìn)行耦合，VR1是負(fù)載電阻，通過(guò)調(diào)整VR1的阻值來(lái)確定放大的倍數(shù)，根據(jù)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(diào)頻震蕩兼三倍頻電路該部分電路是發(fā)射電路的重點(diǎn)，主要提供基準(zhǔn)頻率的信號(hào)源參數(shù)，同時(shí)完成信號(hào)的調(diào)制工作。我們可以繪制出晶體調(diào)頻震蕩兼三倍頻電路的工作原理如圖3-8所示，根據(jù)原理可以發(fā)現(xiàn)以Q10為核心組成了一個(gè)諧振網(wǎng)絡(luò)，其中Q10相當(dāng)于高值的電感，分析電路結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)它和三點(diǎn)式的震蕩電路是比較類(lèi)似的，利用該電路調(diào)整中心頻率值f0，就能夠完成對(duì)調(diào)制電壓的控制，進(jìn)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(diào)頻震蕩兼三倍頻電路 3.3.3 高頻諧振放大器與激勵(lì)放大器電路在信號(hào)處理之后，由于對(duì)信號(hào)進(jìn)行了重新的調(diào)制，這個(gè)信號(hào)就會(huì)以電信號(hào)的形式出現(xiàn)，而且電信號(hào)非常微弱，能夠滿足發(fā)射的要求。但是問(wèn)題出現(xiàn)了就是信號(hào)的幅度很小，能夠傳輸?shù)木嚯x也是非常小，那么就必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大后傳輸，這就需要設(shè)計(jì)高頻諧振放大器和激勵(lì)放大器電路。其中高頻諧振放大器電路使用甲類(lèi)工作方式，這是由于電信號(hào)微弱的原因，放大以后利用激勵(lì)電路進(jìn)行處理，使得信號(hào)處于丙類(lèi)的狀態(tài)，通過(guò)上述處理以后信號(hào)就能以較大的功率發(fā)射出去，完成信息的傳送。根據(jù)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(lì)放大器電路 3.3.4 末級(jí)諧振功率放大器與輸出濾波網(wǎng)絡(luò)上述工作完成以后還需要對(duì)信號(hào)再次進(jìn)行放大處理，處理的主要目的是為了將信號(hào)傳輸?shù)教炀�當(dāng)中，進(jìn)而能夠向外部發(fā)射信號(hào)。為了保證輸出有效，使用Q11作為放大器來(lái)進(jìn)行處理，保證輸出的信號(hào)具有較大的功率和電流，能夠完成信號(hào)的發(fā)射。根據(jù)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(jí)諧振功率放大器與輸出濾波網(wǎng)絡(luò)
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