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30.275MHz 调频无线对讲机原理、制作与调试

时间:2007-01-17   来源:   作者:覃中源   点击:……  字体大小:【

四.装配与调试
    对讲机的装配方法与一般无线电整机的装配方法差不多,应当注意的是,元器件的引脚应尽可能的短,以便紧贴印刷板,引至天线座的连线也应尽可能的短,否则输出功率也会明显下降。如果输出端离天线座距离较远,一般来说大于1Omm就应当采用50同轴电缆连接。
    元件的布局,PcB的走线是业余制作的关键,如果乱走一通,调试中会出现许多不可预见的问题,级间的串扰、耦合、自激,而这些问题也许还不能通过其他方法解决,最后不得不重走一遍PcB,重新装配,重新调试,走许多弯路。高频板的PcB走线原则大致是:每一级均需尽可能放一块(一个区域),同时工作的电路,大功率的输出级应尽可能远离小信号电路,级与级之间需采用大地线包围结构,巧妙地利用中周等铁质屏蔽罩隔离级间电路,可能的话,小信号(特别是接收部分)还需要安排屏蔽罩,并可靠接地。有一点非常重要,中频谐振线圈T2必须紧靠Icl的第8脚,如果走线过长就会出现灵敏度很低,并可能带来其他自激等问题,同样道理,中频滤波器CRF1也必须紧靠IC1。PCB布局时绝不能忽略这一点。
    PcB元件的布局不要单纯追求美观工整,应以其能可靠工作为原则。当然既能保证电路可靠稳定地工作又可使元件布局美观漂亮,乃高手也!
    下图是笔者其中一款对讲机的PcB走线图,当然是经过N次修改完善后的作品,有兴趣不妨看一下,仅供参考,相信对初学者还是有所帮助的。
  
    整机的装配结束后,应仔细检查无误后方可开机调试,这四份电路的直流工作点是无须调整的,它们的工作状态,己在设计时予以充分保证,可检查一遍电压点,相差不多即可。无线对讲机的调试一般需借助仪器,以保证其性能指标,调整时所需的仪器一般有以下几种:
    1.高频信号发生器    (如xFG一6型)
    2.示波器    (如VP52 04型40MHz)
    3.数字频率计    (如cFc一8450型,0—1000MtIz)
    4.功率计    (如Gz一3型)
    5.直流稳压电源    (如wYJ-30V/5A型)
    6.万用表    (如MF一47型,如有数字表Fluke一87等高档仪表配合最佳)
    7.场强计    (可自制)
    当然还有扫频仪,完备的仪器将给调试带来极大的方便,同时也能保证整机的性能指标。
    对于一般的业余爱好者普遍没有上述仪器,但频率计是不可少的,在此我们将结合业余和专业的特点,
详细介绍调频无线对讲机的调试方法。

  1.发射机的调试
  调试顺序一般为:先调振荡级,倍频级,推动级,末级功率放大级。最后调话音放大电路。
    在总电源回路串一电流表(3A量程),开机,按下发射开关,若此时,电流值大于1.5A,说明整机还有短路存在,应排除故障后方可再开机。虽然本机可以在1 3.6V电源下安全的工作,开始时也不要使用太高的电源电压,以防电路失谐时烧毁末级功率管,一般使用8.6V的电源电压就可以完成调试。注意末级功率管需加上足够大的散热器。
    首先判断主振级是否起振,方法是用万用表测量N1 5的发射极电压,正常为2V左右,若起振,该电压应和基极电压一样高,甚至比基极电压还要高,这是振荡电路起振的一个明显的特征,业余制作没有示波器,必须掌握这个原理,它对调试非常有用。有示波器可用示波器观察N1 5的集电极,将会观察到如图3的波形,若波形幅度过太小,可调T5,一般可以调出该波形来,若观察不到波形,说明电路还有故障(一般为T5绕制不良),应找出原因,排除故障,电路不起振时将会工作在线性放大状态,发射极电压将比基极电压低0.65v左右。
    确定电路起振后,可用频率计探头接至N15的集电极,测出振荡频率,正常应为30.275MHz(或10.917MHz,视调整T5的情况和频率计的连接有关,测出频率为10.917MHz是因为测量的是晶体的基频,而测得的值为30.275MHz则为三次谐波),若有误差,应调整c69的容量,直至达到要求,也可改变R32,R33的阻值预以调整,但不能改变太多它们的阻值,只能作小范围调整。要求载频频率误差不得大于1.5kHz,此时可用示波器观察T5次级的波形,调整T5的磁芯,使三次谐波的波形清晰,无毛刺,且幅度最大,但必须以波形稳定为原则,开关电源数次都能正常起振为好。然后观察N7的集电极,调整T4的磁芯,使波形最好,幅度最大,接近正弦波,参见图4。在天线端接一个5 0 Ω假负载,可串一个低电压小功率小灯炮并在略大于50Ω的假负载上,观察灯炮的亮度来判断输出功率。分别调整L8,L6,L1,L2,使输出功率最大,正弦波波幅最大,波形良好,参见图5,对着话筒讲话时,波形不变化,此时电流值约为0.75A。若没有示波器,可用自制的场强仪(参考
图6)放在天线旁监视,调整L8,L6,L1,L2使放在天线旁的场强计指示最大为好.
   
  有一点须注意:当调整在谐振频率上时,电流指示最小,但调整T5,T4时,若偏离谐振点,幅度会减小,电流也会减小,这在调整时必须区别对待,一般是调L8,L6,电流越大越好,功率会越大,而调L1,L2时电流应适当,经反复调试,确保频率准确,输出功率最大。
  有时,调试中会出现功率怎样也调不大,电流值达不到0.75A,此时应考虑所使用的功率管及推动管质量是否可靠,一般应选用质量好的正品三极管。末级功率管质量的好坏直接影响着功率的输出。
  调试时应以电路工作稳定为前提,不要一味追求大功率输出忽略稳定这个因素,同时应将电源电压降至7V或升至1 2V,电路都应能可靠稳定的工作。
  话音处理电路的调试:实际上这一级只要元件可靠,电路是无须调试的,若要检查,可在话筒输入端送入1kHz/50mV的音频信号,在N14的集电极用毫伏表或示波器测量,应有2Vp—p左右的音频电压。

  2.接收机的调试
  业余条件下,接收机的最后总调可以用调好的发射机作信号源来进行联合调试。业余条件下无频率计,用发射机的信号来调整,如果发射频率相差几kHz,接收机也跟着偏差几kHz,对制作影响不大,业余制作完全可以,只是性能指标略低。一般距离调试无需太大的功率,信号源辐射太强,接收机很难调到最佳点,即不易调到谐振点,以刚好能收到发射机的信号略带一点噪声为宜。
    首先用万用表测N11的发射极电压,正常应为5.6V,保险起见,可测电路各点的工作电压,数值参见电路图,一般应与电路图中的数值相近,否则说明电路仍存在问题。这样可对电路的工作状态有一个大致的了解。
  先判断本振级是否起振,方法与调发射机的主振级相似,用频率计测N3的集电极,频率应为30.730MHz,若有误差,可在CRYl的两端并上一个几P一20P的电容,使频率符合要求,同样,频率误差不得超过1_5KHz,有示波器,可用示波器观察T3次级的波形,调L5,T3使波形最好,幅度最大,达到80mV一100mVp—p。
  关闭静噪电位器,使喇叭出现噪声,调T2的磁冒,使喇叭中的噪声最大,还可以用示波器观察喇叭两端的波形,调T2,使噪声波形(此时波形应是杂乱无章的)幅度最大,波形对称。
  将信号发生器设置为:频率为30.275MHz,频偏5kHz,调制频率1kHz,在天线端输入此信号,逐步增大信号电平,一般在十多uV就可在喇吧中听到音频声,调T2,T1,L4,L3使声音最大,逐步减小信号电平,再调上述可调元件,必要时可调L5,T3,使音频声最大,音质最好,一般可将收信灵敏度调至1.0uV,当然此时并非一点噪声都没有,它是指在12dB的信噪比时的收信灵敏度。
  移开信号源,缓慢调整静噪电位器,使噪声刚好消失,将信号源的电平再降至0.5uV,重新把信号接上天线端,此时应能打开静噪门,收信机应能收到信号。
  如果能调出上述灵敏度,接收机就算基本调好了。交换两台机器,调好它们的发射接收部分,接下来就是进行联合调试.

  3.联合调试
  将调试好的整机,装入机壳,接好电池,连好天线,LED和话筒,这里需声明一下,天线对通话距离有着举足轻重的作用,业余自制的天线,在没有调好发射接收机时,很难保证其性能,有条件最好先选用成品的天线,并且一定是30MHz频段的,否则通话距离难以达到设计的要求。用一台作发射机(发射机应将未级功率级去掉,以减小射频功率),而另一台作接收机,拉开两台机的距离至刚好收到信号为宜,微调接收机的T2,T1,L4,L3,L2,L1使收到的信号最强,音质最好,再拉开两机的距离,再调整,直到两机的通话距离最远,这里需注意,一般只能微调,因为经上述调整后,一般都将频率调得较准了,如果再大幅度的调整,有时只能越调越乱。
  接上发射机的未级功率管,接上本机天线,一般只需微调L1,L2,使发射机旁的场强计指示最大即可,因为匹配网络没能调好,将严重影响发射功率,也就是发射的电功率是足够大,但从天线辐射出去的电磁波能量却小得多,因为载频电流没有完全输送到天线上,而是有一部分的载频电流以驻波的形式返回了功放级,显然,这样的电路效率就会大打折扣,也将大大缩短通话距离。
  最简单也是最可靠的方法是利用场强计放在对讲机旁监测,发射机的调试以场强计的指示最大为准。凭自己多年的实践心得,不要小看自制的信号场强仪,它在整个制作过程中非常有用,如果认为仪器一定是成品的,或是进口高档仪器才能调试设备,这是普遍存在的一个误区,要充分相信自己制作的简单但很现实的仪器,依靠它们同样能制作和调试出性能优良的对讲机。这才不违背业余爱好的初衷。
 
  联合调试时,应使发射机的功率尽可能小,以使收信机调得较准,逐步拉开距离调试。一般发射机调好后就不宜再乱调发射机的线圈,否则,可能将发射机的状态调乱,调L1和L2时有时会出现发射机和接收机相互牵制的矛盾,这时应以照顾接收机为宜。
  上述调试方法仅供参考,在实际的调试中可能会遇到许多问题,应在实践中不断总结,并作好调试记录,业余爱好者有个通病,自己的作品可能做了一大堆,到头来却没有自己文字化的东西,有问题也不知道去查找原因,或者没有依据可查,因为没有记录,所以强烈建议业余爱好者养成一种勤做笔记(记录)的习惯,第一是成就的记录,第二,一旦有问题方便自己追溯和分析。只要认真分析电路工作原理,掌握调试要领,一定能制作出性能良好的无线对讲机。

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