调频收音机.对讲机制作论文

调频收音机、对讲机制作

毕业设计题目：

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起止时间：2015年11月—— 2016年5月

目录

第一章绪论 ........................................................................................................................... 4

1.1设计目的 .................................................................................................................... 4

1.2设计方案 .................................................................................................................... 4

第二章原理 ........................................................................................................................... 4

2.1电路分析 .................................................................................................................... 4

2.2调频收音机的原理 .................................................................................................... 5

2.3调频对讲机原理 ........................................................................................................ 6

第三章芯片简介 ................................................................................................................... 9

3.1 UTC1800芯片简介 .................................................................................................... 9

3.2 D2822芯片 ................................................................................................................ 9

第四章设计步骤 ................................................................................................................. 10

第五章所需设备与仪器 ..................................................................................................... 11

第六章焊接与安装 ............................................................................................................. 11

第七章测试与调试 ............................................................................................................. 13

7.1原件检查 .................................................................................................................. 13

7.2发射部分调整 .......................................................................................................... 13

第八章遇到的问题与解决方案 ......................................................................................... 13

第九章收获体会 ................................................................................................................. 14

摘要

本设计一款采用D1800和D2822芯片的调频收音机对讲机，D1800为收音集成电路，功放选用D2822，对讲的发射部分采用两级放大电路，第一级为振荡兼放大电路；第二级为发射部分，采用专用的发射管使发射效率和对讲距离大大提高。它具有灵敏度高、对讲距离远、性能稳定、耗电省、输出功率大等特点，此款调频收音机对讲机克服了电路复杂、故障范围大、对讲距离近的矛盾，通过全新的设计使电路简化，性能大大提高对讲距离迅速提高。

关键词：UTC1800 2822 调制 解调

Abstract

This design adopts D1800 and D2822 chip FM radio walkie talkie, D1800 for radio IC, choose D2822 amplifiers, the launch of intercom part adopts two stage amplifier circuit, the first level of oscillation and amplifier circuit;The second part for launch, using special tube make the emission efficiency and greatly improve the intercom distance.It has high sensitivity, intercom distance, stable performance, power consumption

province, big output power, etc, this FM radio walkie talkie to overcome the large range of circuit complexity, fault, intercom, the contradiction of the closer through the design of the new circuit is simplified, rapidly improve performance

greatly improve the intercom distance.

第一章 绪论

1.1设计目的

对信号方面的研究，没有什么比收音机，对讲机更直接的了，收音机主功能是信号的解调，对讲机主要的是对信号的调制，两者结合便是对现在通信原理的一个诠释。

在实践的过程中，锻炼了自己的动手能力，也把课本上学到的知识进行还原，使自我得到升华。在制作的过程中，能够对完整的产品的制作有相应的了解，对将来的就业应该会有一点点帮助。

1.2设计方案

方案 一：分立原件搭建电路，采用磁性天线接收信号，三极管进行变频、中放、检波，发射采用调频无线话筒。分立元件个个部件一目了然，如果有损坏易于检查，易于分析。

方案二：收音机接收电路采用KC538，其具有中频放大，鉴频和音频功率放大等功能。发射用调频无线话筒， KC538中频放大器采用三极管差分放大器，固有增益高和调配抑制比好。

方案三：采用集成电路UTC1800，它作为收音机接收专业集成电路，功放部分则采用D2822集成功放芯片，其具有体积小，外围元件少灵敏度高，性能稳定等优点。

方案选择：通过几种电路的比较，方案三的接收和工作电流都在要求范围内，具有良好的抗干扰能力，且主要应用高频电子线路与模拟电子技术中的低频放大和集成运放等知识，根据无线电信号的传输原理，将涉及分为发射部分和接受部分。并通过研究分析两个部分的原理框图，以及对高频放大电路、低频放大电路，混频电路、鉴频电路、天线等的分析研究，其较方案二具有简洁性，较方案一的电路，抗干扰能力强，布局比较简单，所以最后选用方案三。

第二章 原理

2.1电路分析

本作品分为两大模块，一个是调频收音机，二是调频对讲机，UTC2822，对讲的发射部分采用两级放大，第一级为震荡兼放大电路，第二级为发射部分，采用9018三极管使发射效率和对讲距离大大提高。 收音机的参数，调频波段

88MHZ-108MHZ ，工作电压范围2.5——5V ；静态电流13ma ；信噪比大于80dB ；谐波失真小于0.8%；输出功率大于350ma ；发射机工作电流；18ma ，对讲距离能达到50——100米。

2.2调频收音机的原理

无线电波弥漫在空气中，静接收天线接收，转变成感应电势。从天线感应出不同频率的已调波信号中选出所需信号的任务由输入电路承担。经输入电路选出的信号，仍是已调波信号，不能直接推动喇叭，还必须把它恢复成原来的音频信号。这种从调频波信号中检出音频信号的过程，称为解调，这是收音机的主要功能。其中把高频载波上的音频信号分出来的功能叫做鉴频，实现这一功能的电路叫鉴频器（有芯片UTC1800实现），鉴频的输出管脚为第10管脚。

图为收音机简易图

扬声器

的混频电路，IC1第1管脚内部为本机震荡电路，1管脚为本振信号输入端，L4、

C 、C10、C11等元件构成本振的调谐回路。在IC1内部混频后的信号，经过低通滤波后，得到10.7MHZ 的中频信号，中频信号由IC 的7、8、9脚内电路进行中频放大、检波，7、8、9、脚外接的电容为高频滤波电容，此时中频信号频率仍是变化的，经鉴频后变成变化的电压。10脚外接电容为鉴频电路的滤波电容。这个变化的电压就是音频信号，经过静噪的音频信号从14脚输出耦合到12脚内的功放电路，第一次功率放大后的音频信号从11脚输出，经过R10、C25、耦合至IC2进行第二次功率放大，推动扬声器发出声音。

最简单收音机称为直接检波机。但从接收天线得到的高频无线电信号一般非常微弱，直接把它送到检波器不太合适。最好在选择电路和检波器之间插入一个高频放大器，把高频信号放大。即使已经增加高频放大器，检波输出的功率通常也只有几毫瓦，用耳机听还可以，但要用扬声器就嫌太小，因此在检波输出后增加音频放大器来推动扬声器。高放式收音机比直接检波式收音机灵敏度高、功率大，但是选择性还较差，调谐也比较复杂。把从天线接收到的高频信号放大几百甚至几万倍，一般要有几级的高频放大，每一级电路都有一个谐振回路，当被接收的频数显调频收音机数显调频收音机率改变时，谐振电路都要重新调整，而且每次调整后的选择性和通带很难保证完全一样，为了克服这些缺点，当前的收音机几乎都采用超外差式电路。

其实，关于收音机的发明者是有所争论的；有人说是波帕夫，有人说是马可尼。波波夫（Alexander Stepanovitch Popov : 1859 1906），俄罗斯物理学家，

1859年出生於俄罗斯，是一位牧师的儿子；从1885年开始投入心力，踏随着前人马克斯威尔及赫尔兹的脚步，研究无线电通讯。并在1895年5月7日的一场演讲中，公开他改良洛治（Lodge ）的接收器后成功发射及接收了无线电讯号的研究结果。1901年起，担任圣彼德堡大学的物理学教授；有人认为他才是真正发明收音机的人，但是或许因为他是一位学者，太过专心於学术的研究，并没有让收音机的发明广为世人所知；也或许是因为波波夫的发明被俄罗斯海军认为是军事上的一大利器而列入机密，不对外公布。相反地，马可尼却非常地有商业头脑，据说，他成立世上第一所收音机工厂并获得专利权，但是有人批评他制造的收音机，只是结合了其他人的发明——赫尔兹（Hertz ）的线圈天线、洛治（Lodge ）的调谐器及接收器、尼古拉．特斯拉(Nikola Telsa) 的火花器。不可否认，他在无线电设备的实际应用方面贡献突出。

2.3调频对讲机原理

低频信号在空气介质中传输的时候损耗很大，不适于长距离传输，因此要实现远程通信，必须将传输的低频信息（如声音、图像）装载到一个高频信号上，借助高频电磁波进行远距离传输。利用天线可以把已调信号送到天线，送到发射天线，变成无线电波，发射到空间去。经过调制后的信号可以使广播信号有效的发射，而且不同的发射机可以采用不同的载波频率，是彼此互不干涉。对讲机的发射机包括四个部分，一是声音的变换与放大，这一部分的频率较低，称作低频部分；二是高频振动的产生、放大、调制和高频功率放大，统称为高频部分；三是天线与传输线；四是直流电源部分。

在简单频率调制中，两个振荡器都只用正弦曲线（Sinusoidal ）的波形。不过，由于频率调制技术可以制造出非常丰富的频谱，这使得作曲家也不必用频谱过于复杂的波形完成FM 合成。事实上，如用一个频谱成分非常丰富的波形作为调制体来调制另一个声音（载波体），调制后的频谱会极其复杂，以至于听起来非常粗糙、刺耳。

在载波频率的任何一边有一些频谱构成，其间隔距离与调制的频率相一致。这些上边频和下边频是成对地根据调制频率（fm ）的泛音数组合在一起的。用数学的语言解释，一个简单的FM 频谱显示的频率是fc ±kfm.k 是一个整数（Integer ），可以假定为任何大于或等于0的值，载波成分就是由k=0来显示的。

频谱构成中的能量分配，部分地根据频率偏离的量影响。这种偏离（Deviation 缩写为d ）是由调制振荡器产生的。当d=0时，指没有任何调制发生。增加偏离指数就会产生边频，从而获得更大的能量，但是以牺牲载波频率的能量为代价。偏离越大，在边频之间分配的能量越宽，就会带来有振幅变化的更大的边频数。因此，偏离可以担当控制FM 信号频谱边频的角色。

频率调制的效果有时与加法合成有类似的地方，两者的本质区别是，加法合成在基本波形上加上谐波分音，一层又一层，基本波形与其谐波分音同时存在，而FM 合成加上去的波形却完全调制了其基本波形而产生另一种十分复杂的波形。因此，频率调制技术与加法合成技术是截然不同的两种合成技术。

这个组合包括两个或更多简单的FM instruments同时工作，所获得的效果是每个FM instruments输出的总和（图例符号缩写中，al 表示载波1的振幅，fl 表示载波1的频率，d1表示调制体1的频率偏移，也就是调制体1的振幅，

f1表示调制体1的频率，a 表示载波振幅，其他图示缩写符号也依此辨别）。

图为对讲机发射流程图

此作品对讲发射原理，变化着的声波被驻极体转换为变化着的信号，

经过R1、R2、

C1阻抗均衡后，由VT1进行调制放大。

C2、C3、C4

、C5、L1

以及VT1集电极与发射极之间的结电容构成一个LC

振荡电路，在调频电路中，很小的电容变化也会引起很大的频率变化。当电信号变化时，相应结电容也会有变化，这样频率就会有变化，就达到了调频的目的。经过VT1调制放大的信号经C6耦合到9018三极管VT2通过TX 、C7向外发射调频信号。VT1为9018是震荡放大三极管，VT2为9018是专用发射管。

电路原理

硬件电路图

在此起到传感器的作用，将变化着的声波转化为变化着的电信号。VT1选用9018，他主要对信号进行调制放大，由R1、R2、C1进行阻抗均衡，C2、C3、C4、C5、L1以及VT1构成一个LC 振荡电路，其等效电路如图所示：

UTC1800作为收音接收专用集成电路，调频信号经C9耦合到其I9脚内进行混频，本振信号进入1脚形成本机震荡电路，L4、C 、C10、C11等元件构成成本的调谐回路。

D2822作为功放电路的核心芯片，主要是对音频信号进行第二次功率放大，推动扬声器发出声音。VT2为D40，是专用发射管，可用9018替换。

设计框图

第三章芯片简介

3.1UTC1800芯片简介

UTC1800为单片FM/AM收音机电路，FM 部分包含混频，FM 本振中放，FN 鉴频，静噪，低通滤波器等；AM 部分包括高放检波，此外还有音频驱动级和功放电路。芯片采用密间距的22脚双列直插封装。

UTC1800芯片

3.2D2822芯片

用于收音机作音频功率放大器，经过D2822放大后的音频信号从LA1800芯片输出，经过R10、C25、RP 耦合至D2822芯片进行第二次功率放大，推动扬声器发出声音，该芯片包含两个放大二极管，工作电源电压范围为2.5V~5V。采用密间距的8 脚双列直插封装。

使用时应注意：由于本功放为直接耦合，所以输入信号不能带直流成分。如果输入信号有直流成分则必须在输入端串接一只4.7-10uF 左右的电容隔开，否则将有很大的直流电流流过扬声器，使之发热烧毁。在实践中，若对图5-107再进行适当的改制则效果更为理想。改进后的电路如图5-109所示。在使用中发现，音量开得最大时TDA2822M 发热烫手，可以给TDA2822M 制作了散热器，一般如图5-110所示。散热器可以用厚lmm ，长38mm ，宽25mm 的铝片制成。并在散热片上开5～6个长10mm ，宽lmm 的槽，再把做热片沿虚线折成“口”形。装散热器时先在TDA2822M 上放点硅脂（硅脂可剖开3AX31或3AX81管壳中取）。 如下图：

D2822原理图

第四章设计步骤

1. 接到课题首先运用所学知识进行分析。

对讲机包括发射和接收两部分，对讲机实现对讲是半双工通信，信号在信道上只能单方向传输，我想起了以前做的调频方式做的无线话筒的电路。发射机由音频(话筒) 放大器，调频调制器，高频载波振荡器，高频放大器，高频功率放大器，天线匹配回路，发射天线组成。音频放大器，将话筒送来的声音电信号进行放大，以达到一定的幅度，去控制频率调制器，实现频率调制。调频调制器中的变容管，其电容量会随着其变容管两端电压的变化而改变。当变容管两端的电压变化是由音频信号控制时，其变容管的容量也将随着音频信号的变化发生改变。调制器中的变容管是高频载波振荡器组成中的一部分，其电容量发生改变时，高频载波的频率也作相应的变化，从而实现频率调制。载频信号我用我学过的电容三点式震荡电路产生。同时三极管的结电容Cce 作为变化电容。从而实现调制功能。

在接收部分用了一个UTC1800进行混频、中放、鉴频、静噪、放大实现解调功能，再用D2822进行功率放大驱动喇叭发声。

2. 根据上诉这些东西进行方案的选择。

考虑到性价比电路的复杂程度等，我采用了接收部分用集成电路来设计，这样可以提高接收到信号的性能，降低功耗，同时可以增加对讲距离。

3. 根据查找的资料以及以前设计的电路作为参考进行电路设计，电路设计在第三部分已经给出。

4. 根据所设计的硬件电路采购所需元件。

第五章所需设备与仪器

在实验中用到的设备有电烙铁、螺丝刀、钳子等、剪钳、剪刀。用到的仪器

有万用表、示波器。 需要的原件如下表：

第六章 焊接与安装

1. 焊接步骤

先焊接把集成芯片的位子确定，这样其他原件以集成芯片为中心才好布局，

一般先装低矮、耐热的元件。 步骤如下

（1）清查元器件的质量，并及时更换不合格的元件；

（2）确定元件的安装方式，由孔距决定，因此芯片管脚为70mil ，所以要不能直接焊接在洞洞板上，因此芯片有转接板焊接上去。并对原件进行布局构思。 （3）将原件整理好，例如电阻把管脚腿掰弯，易于插进洞的板孔中。尽量将原件有字符的，字符朝外，易于将来检查。

（4）插装，应对照电路图对号插装，有极性的元件要注意极性，如集成电路的脚位等；

（5）焊接，各焊点加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、错焊、短路。其中耳机插座、三极管等焊接时要快，以免烫坏；

（6）焊后剪去多余引脚，检查所有焊点，并对照电路图仔细检查，并确认无误后方可通电。 2. 注意事项：

（1）对比好高度和孔位再焊接；

（2）由于本电路工作频率较高，安装时请尽量紧贴板，以免高频衰减而造成对讲距离缩短；

（3）焊接前应先将双联电容用螺丝上好。

（4）电容器是本电路中应用量最大，而且使用种类最多的元件。本次对讲机所有的电容主要是瓷片电容、电解电容、双联电容三种电容器。每种电容的电量均标注在电容器表面上。

电解电容，一般容量范围是1～4700uF.

瓷片电容，一般容量范围是100pF ～0.82uF.

例如，有一电容，标注值为10N ，它的实际容量应为0.01uF(1N=1000pF),同时也可标注为103，它的前两位为有效数，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，必须用万用表测量，以保证电容没有出现短路故障。 焊接电容时，一般要求紧靠电路板 （5）电感：

在焊接电感时，应注意尽量减少加热时间，以免造成电感内部高温开路损害。 （6）二极管在焊接前，必须用万用表测量，确认性能良好后才能焊接。 由于二极管属于PN 结器件，它的结温一般不允许超过175℃，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 。

（7）三极管是电路中各级放大器、稳压器的主要器件。本次对讲机应用的三极管有：

高频三极管9018发射管D40三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的距离。

第七章 测试与调试

7.1原件检查

元器件以及连接导线全部焊接完后，经过认真仔细的检查后可通电调试： （1）收音（或接收）部分的调整：首先用万用表100mA 电流档（其他档位也行，只要>=50mA档即可）的正负表笔分别跨接在地和K 的GB 之间，这是的读数应在10～15mA 左右，这是打开电源开关K ，并将音量开至最大，再细调双联，这时应收得到广播电台，若还收不到应检查有没有元件装错，电路板有没有短路或开路，有没有焊接质量不高，而导致短路或开路等。

（2）排除故障后找一台标准的调频收音机，分别在低端或高端收一个电台，并调整被调收音机L4的松紧度，使被调收音机也能收到这两个台，那么这台被调收音机的频率覆盖就调好了。如果在低端收不到这个电台，说明应减少L4的匝数，在高端收不到这个电台，说明应增加L4的匝数，直至这两个电台都能收到为止。调整时注意请用无感起子拨动L4的松紧度。当L4拨松时，这时的频率就增高，反之则降低。

（3）若收音机搜到的电台声音太小，检查一下是否有短路，或者换下扬声器看是否是扬声器出问题，若声音不清检查芯片管脚是否有接触不好的地方，用烙铁点锡加固，若声音不太清可以换型号不同的1800芯片试试，有些国产芯片质量不是太好，会造成声音不清。 7.2发射部分调整

（1）对讲为半双工，因此在实现对讲功能时要断开收音机，按下塑料按钮即可断开收音机，进入对讲模式，因为用的是洞洞板，所以会有些瑕疵。

（2）发射部分的调整：首先将一台标准的调频收音机的频率指示调在100MHz 左右，然后将被调的发射部分的开关K1按下，并调节L1的松紧度，使标准收音机有啸叫，若没有啸叫则可将距离拉开0.2～0.5米左右，直到有啸叫声为止，然后再拉开距离对着驻极体讲话，若有失真，则可调整标准收音机的跳台旋钮，知道消除失真，还可以调整L2和L3的松紧度，使距离拉得更开，信号更稳定。在装一台，根据上述方法调整好，两台就能进行对讲了，对讲频率可以自己定，如88MHz 、98MHz 、108MHz „„. 这样可以实现互相保密也不至相互干扰。

第八章 遇到的问题与解决方案

前期准备工作做得比较好，以及以前的实践，所以本次课程设计在焊接中没有遇到任何困难。

完成检查无误后进行通电调试，收音机调试不是很顺利，因为没注意耳机插座，焊接的时候注意到腿是分开的，上电后一直没声音，好来短接了收音机底座候，才能正常的收音。在调试对讲接收功能时，遇到了麻烦，使收音机进入对讲模式后，用手机在咪头处放歌，调节双联一直收不到对讲信号，原来是因为调节双联速度过快，后来就细条，突然听到了声，我知道频率就在这频率附近，有稍

微调了一下终于接收到了。再调另一个的收音机时，得到的电台信号一直不好，声音不清晰，伴有杂音，刚开始认为是电路的问题，就检查电路，结果没有检查出问题，突然我想起来国内芯片质量不是太好，于是我换了一个国外产的芯片，结果声音真的清晰了许多。就这样解决了所有的问题，调试成功

第九章 收获体会

通过UTC1800芯片，对调频对讲机的安装与调试，我对所学过的高频电路原

理知识及各单元电路的电路形式，各电路间的耦合方式及信号传送波形和结果，有更深入的了解。同时，也对以前所学过的各类型模拟单元电路的工作原理、电路形式、调试方式、测量技术、整机电路统调技巧等方面知识得到全面的、系统的训练。为今后从事本专业工作奠定了坚实的技术基础。 在接收发射系统调试实验中我亦受益匪浅，在模块实验的基础上掌握调频接收机组成原理和调频发射机整机组成原理，培养了解决实际问题的能力。通过这次课程设计让我更好的掌握了常用元器件的识别和测试。更加深刻地理解课本知识。 在这次做课程设计的过程中，我深深地感受到了自己所学到知识的有限和自身的不足，并且学会了对所找内容的取舍及分析。总之，从中我们学习到了如何解决遇到的困难，更进一步地熟悉了调制与解调及掌握了接收机发射机的工作原理和具体的使用方法，增强了对实验的思考能力. 培养了我们一丝不苟的科学态度和不厌其烦的耐心。万事开头难，初次碰到难免感到无从下手，但在不懈的坚持和努力下，相信自己一定会成功。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向高手请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。

在关键的焊接安装调试阶段。虽然我们之前有过焊接无线话筒的经验，但我们也不能粗心大意，因为焊接就是考验我们的耐心和细心。我们先是根据图样，正确读取各元件电阻的阻值，排定各原件的位置，以免错焊与漏焊。随后从小的原件，如电阻、电容开始一个一个小心的焊接元器件。就这样经过了一天的努力和不断调试，一个收音对讲机成品基本完成。剩下的只有一些调试工作，经过老师的指导，我们制作的收音对讲机都能基本实现预先期望的功能。 就这样实验进入了尾声，在剩余的时间里，我们主要是查一些资料以便我们更详细的了解实验原理，完成最后的学习报告。在这短短一周多的课程设计过程中，我们收获的不仅仅是一个收音对讲成品，更重要的学会了解决问题的方法和探索问题的途径，我们收获了信心，这对于即将踏上工作的我们是十分宝贵了一份经历，我想凭借这这几年学到的知识和认真踏实的为人处事态度，我们一定会在未来的工作生涯中崭露头角。 虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。 在这里，我要感谢在一起不断努力的同学们，还有就是不断给我们参考和意见的胡老师、闫老师，是你们让我们可以顺利的完成这一课程设计，并且让我们学到了许多在书本上学不到的知识，更让我们懂得了团队精神的重要性。

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