30.275MHz 调频无线对讲机原理、制作与调试

一、主要技术指标：
1．频率：    30.275MHz
2．调制方式：调频
3  频偏：    5KHz
5．通信方式：同频单工
6．电源电压：9.6V 10%(镍镉充电电池8节，负极接地。有些机型是6节)
7．消耗电流：
  静噪守候：10mA以下
  接  收：150mA以下
  近程发射：
  远程发射：0.7A以下
8．载频输出功率：2w
9．接收灵敏度：1.0uV以下(信噪比12dB以上)
1 0．静噪灵敏度：0.5uV
11．中频频率：455 KHz
12．音频不失真功率：大于200 nlw
1 3．体积：125 x 55 x 30 mm
14．重量：

 二、  工作原理
    整机由接收和发射两部分组成，两部分除天线和阻抗匹配电路外，其它电路都是相互独立的。

    1、接收机
    由天线接收到的高频无线电信号经L1，L2，c1，c2，c4组成的低通滤波器滤除频带以外的干扰信号，经c6送至D1，D2和L3组成选频电路，这个选频电路谐振频率为30.275MHz，选出对讲机发来的载频信号，而滤除其它干扰电波．经c7送到N1和N2组成的联级高频信号放大电路进行高频放大，这种联级高频信号放大电路具有增益高，工作稳定，无须使用中和电容等优点，N1组成共射电路，N2接成共基电路，共射电路具有增益高的优点，而共基电路具有工作稳定的特点，经N1，N2放大后的高频信号由L4，c9，T1，c12组成双调谐回路再次选频后经c16送入ICl(MC3361)的16脚内部混频级进行混频．
  N3和CRY1，L5等元件组成本机振荡器，L5和相应的回路电容谐振于10.243MHz的三次谐波上，即10.24333x3=30.730MHz，它比发射频率30.275MHz(10.0917的三倍频，即10.0917MHzx3=30.275MHz)高出一个中频455kHz(即30.730―30.275=0.455MHz)，本振信号也送到Icl的第1脚，在Icl内部进行混频。
  Ic1(Mc3361)是窄带调频接收专用集成电路，其内部包含振荡器，混频器，高增益的限幅中频放大器，鉴频器和有源滤波器，静噪触发电路及音频放大电路。它的限幅灵敏度为2uV，它是整机的主要增益级，中放增益可达65dB。
  在Ic1内部混频得到的455kHz中频信号由Icl的3脚输出，由陶瓷滤波器cRFl选出中频信号，而滤除其它谐波分量，选出的中频信号由Icl的5脚输入，在Icl内部进行高增益的中频放大，最后经鉴频器解调出音频信号，由Icl的9脚输出。
    从第9脚输出的信号一路由c30，R1 3和c32组成去加重电路去加重和滤波后经电位器VRl送入Ic2进行音频功放后推动喇叭发声，另一路则由电位器VR2送入Icl内部的有源滤波器选频放大后由Icl的11脚输出，经D3，D4进行倍压检波，控制其内部的静噪触发电路，在13脚输出一个控制电平，控制N4，N5的导通和截止，使IC2的电源受控，达到静噪目的。我们知道，调频接收机的灵敏度很高，在没有收到信号时，喇叭中将会发出极强的噪声，而一旦收到信号，它的信噪比却很高，噪声的主要频谱是分布在1 0―25kHz范围之间，音频信号的频谱范围则在100―3000Hz之间，我们可以采用一个特殊的滤波器选出这一噪声信号，经检波变成直流分量，再通过一个电子开关电路就可以控制一个电路工作，达到静噪目的，这样在接收机没有收到信号时，喇叭将寂静一片，以消除讨厌的噪声，一旦收到对讲机发来的信号，又能自动打开放大电路进行联络。同时，设置静噪电路还可以达到省电目的。
     N11组成稳压电源，稳压输出取决于Dzl的值，Dzl选用6．2V，稳压输出约为5．6V，N11同时又是收发转换的开关三极管，N9则是发射部分的电源开关管，当sw_PTT开关按下时，D6导通，N11截止，收信机失去电压而停止工作，N9由于是偏故而导通，电源经N9向Ic3供电，发射机前级得到电源而开始工作。所以这种收发转换电路也称为电子PTT开关，这是其它业余对讲机中所没有的新电路。它的优点是可以用微动开关来控制大电流，使电路工作更可靠。发射级的N7，N6虽然也接在公用的电源回路上，但守侯状态时，由于它得不到基极激励而截止，所以对讲机在守侯时，发射部分是不工作的。
    
    2、发射机
    发射部分由话音放大器，主振级，缓冲放大级，推动级和末级功率放大级组成。
    话音信号由N1 3，N14组成的两级音频放大器放大，经c74，c71，c70，L1 3组成高频滤波器滤除高频分量，防止振荡器的高频信号干扰话放级的工作，同时也将话音信号进行预加重，经c70送到变容二极管Dc以实现调频。
    主振级由N1 5，cRY2及外围元件组成，其振荡频率主要取决于cRY2的工作频率，在本电路中，cRY2选10.0917MHz(因10.0917x3=30.275MHz)，它的三倍频信号由T5，C64选频回路选频(即发射频率30.275MHz)，并由T5藕合至缓冲放大级。
    载频信号经N1 0组成缓冲放大器进行放大，T4和槽路电容c61也谐振在三次倍频上(即发射频率30.275MHz)，以滤除其它谐波分量，N7是推动放大级，为功放级提供足够的推动电流，经c55，c51，L8，选频和匹配藕合至末级功率放大级N6进行功率放大，N7，N6都工作在丙类放大状态，它们的工作点分别取决于R23和R21，由于丙类放大器输出的二次谐波分量很大，必须用Lc选频电路选出基波分量，推动电路中由c55，c51，L8选频，功放电路中由C48，C47，L6组成串联谐振电路选频，最后由L1，L2，C1，C2，C4组成低通滤波器对载频信号进行选频和阻抗匹配，载频电流由天线这个换能元件变成电磁波向空中辐射出去。
    电路图中的R7，D3这个支路的作用是，在收发转换瞬间，由于收信部分电容的储能作用，收信机的工作并非立即截止，而Icl的13脚未能从高电平立即变成低电平，Ic2的工作也就未能立即停止工作，这样，在收发转换瞬间，喇叭中就会发出短暂的收发噪声，使人听起来极不舒服，因此，在电源转换至发射电路时，经R7，D3，这个支路加至Icl的12脚，使Icl的1 3脚立即变成低电平，N4，N5截止，Ic2停止工作，以消除转换噪声。

三、制作工艺与元件选用
   对讲机制作的成败，除了与理论、经验、准确的工作频率和正确的调试方法等人为因素外，还有个关键的元件的质量问题，就是其中某个元件质量欠佳，可能会使您经过几个不眠之夜的奋斗，也未必能成功，根据笔者十多个对讲机的制作心得，接收机的灵敏度与N1，N2关系最密切。N1、N2除了与它们的高频特性有关外，还有个重要的参数是它们的噪声系数，普通的s9018等廉价高频管噪声系数均较大，难以实现预期的灵敏度。
    除了N1、N2高频三极管外，CRFl陶瓷滤波器对整机的灵敏度影响也很大，应选用正品元件，最好是选用五端的陶瓷滤波器，因为它的选频特性比三端滤波器要好。高频瓷片电容要选用漏电小，热稳定性好的元件。
    除了提到的这些元件，其他元件选用普通的元件即可，业余条件下完全可以，据笔者经验，那些非主要元件对收信灵敏度影响十分轻微。
    因为ICl是专用的窄带调频接收芯片，性能一般都得到保证。质量最优的要算MOTOROLA公司的产品，如图。其次MALAYSIA生产的也不错。值得一提的是笔者拿到了数片Made in China的MC3361芯片，通过采用德国的信号发生器(频率在50MHz量程精确到10Hz，。输出分辨率可达0．01uv)等仪器对比实验，国产的产品灵敏度与MOTOROLA公司的产品基本无差别。所以ICl的性能参数完全不必多虑。
 
    电阻选用一般碳膜电阻即可，对精度也无特殊要求，1／8w，1／16W均可。
    当然， 对讲机都希望体积越小越好，业余制作的也不例外，所以元件应尽可能选用超小型的元件。
    发射部分的元件也是制作成败的关键部分，其中影响最大的要算推动级和功率级的晶体管，笔者曾试验过几种管子，型号均为2sc2078，只是产地不同。早先使用的是一般的管子(从外观看，丝印不是很清晰，工艺也较差)，使用9．6V电源，排除其他因素外，功率无论如何也调不到2w，发射级电流只有区区400mA多一点。以为是频率没有调在10.0917的三次谐波上，可能为四次或五次谐波，后用示波器和频率器校对无误，推断为功率管的质量欠佳，换上三菱生产的2sc2078，接通电源，电流猛升至近0．8A，功率计测量为2．6w。这说明末级的功率管质量好坏直接影响着功率输出，这将明显左右着对讲机的通话距离。
    此外，高频功率管是否选用频率越高越好呢?例如有些爱好者乐于采用象2SC1971，2SC1972等高达175Mt{z的VHF频段的管子，笔者不推荐使用频率过高的功率三极管，第一是因为这样的管子价格相当昂贵。第二是频率过高，电路反而容易自激，不易于调试。笔者就遇到这样的问题，在台式机中使用2sc1969，电路工作相当正常，功率也可达到8w左右，都使用了很长时间。后改为2sc1971，电路却严重自激，花了很大的功夫，采取了很多措施才能以解决，实际输出功率与2SC1969基本无异。
    除了晶体管外，石英晶体的频率一定要选用准确，频率偏差将明显影响着通话距离，调试部分我们将会说明。高频部分的线圈匝数己在电路图中标明，可在高频磁芯或中周磁芯上用φ0.17―0.35mm漆包线绕制，LI，L2线径需大些，因为它们亦是载频功率的传输回路，中频鉴频线圈用现成的455kHz(或465kHz)中周代替即可。
    其它元件没有特殊要求，阻容件的选用与接收部分一样。