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必发bifa官网对讲机电路原理分析:看不懂电路图不是合格的HAM|多玩龙之谷礼包
发布时间:2025-05-13 00:23:04| 文章来源:bifa必发科技

积体电路ღ★◈ღ。必发集团官网ღ★◈ღ,必发集团官网登录必发bifa881.当天线接收到信号后ღ★◈ღ,由于信号非常微弱ღ★◈ღ,需要将信号放大ღ★◈ღ,这就需要LNA(低噪声放大器)ღ★◈ღ。然后通过一个射频段的带通滤波器ღ★◈ღ,这里标注为Image Filter(镜像频率抑制滤波器)ღ★◈ღ,镜像频率指以载频为中心ღ★◈ღ,与有用信号对称的频率ღ★◈ღ,该频率上的噪声通过混频后会进到中频频率中ღ★◈ღ。
2.通过Image Filter后ღ★◈ღ,信号进入MIXER(混频器)中与LO(本地振荡器)进行混频ღ★◈ღ,并通过一个SAW(表面声波滤波器)必发bifa官网ღ★◈ღ,只保留中频点的信号ღ★◈ღ,其他频率点的进行衰减ღ★◈ღ。IFAMP(中频放大器)将中频信号恢复并放大后ღ★◈ღ,再次通过第二个混频器将频率降至450K低频ღ★◈ღ,这时信号就容易被基带部分处理ღ★◈ღ。
3.基带部分:FMDET,鉴频器ღ★◈ღ,将调制信号恢复出音频信号ღ★◈ღ,但这时的信号效果很差ღ★◈ღ,需要送到音频处理部分处理一下才能得到较好的音效ღ★◈ღ。这部分包括De-emphasis(去加重)ღ★◈ღ,Audio Filter(音频滤波器)ღ★◈ღ,Adder(暂时没搞清楚),Volume(调节音量),SP AMP(扬声器放大器ღ★◈ღ,提供大功率ღ★◈ღ,推动大负载)ღ★◈ღ,SPEAKER(扬声器)ღ★◈ღ。
4.发送部分ღ★◈ღ,人的话音被MIC(麦克风)转成电信号ღ★◈ღ,通过Pre-emphasis(预加重)和MIC AMP后送到Audio Filter中滤波ღ★◈ღ,在通过Limiter(限幅器)整形,之后通过Splatter Filter(泼溅滤波器)滤掉Limiter产生的谐波ღ★◈ღ。注意ღ★◈ღ,这时是低频信号ღ★◈ღ,信号通过VCO(压控振荡器)后将信号调制到高频ღ★◈ღ,再经过TX Amp(发射机放大器)和PA(功率放大器)后就有足够的能量被发射出去了ღ★◈ღ。
这个结构是传统的超外差(Superheterodyne)结构,该结构特点是有两个中间频率ღ★◈ღ,抑制干扰能力较强ღ★◈ღ,不足之处是由于需要两组中频器件ღ★◈ღ,使得成本较高ღ★◈ღ。
5.MCU(微控制器)控制部分ღ★◈ღ:主要有三个部分ღ★◈ღ,CTCSS信令处理ღ★◈ღ,Call Tone信号(呼叫对方)ღ★◈ღ,Key Touch Tone信号(按键)ღ★◈ღ。
CTCSS以频率作为编码ღ★◈ღ,这种编码被加到音频信号上一同发射ღ★◈ღ。接收端在接收音频信号以前先解码ღ★◈ღ,送到MCU中ღ★◈ღ,只有收发双方的Tone码相同ღ★◈ღ,又在一个频道上才可以通信ღ★◈ღ,否则静音ღ★◈ღ。这样就可以和指定的人通信而不用受到不相干呼叫的干扰ღ★◈ღ。
由于CTCSS信号的高频端与音频的地频端接近ღ★◈ღ,因此如果没有专门的Tone Filter的话ღ★◈ღ,人还是可以听的出来必发bifa官网ღ★◈ღ,不过大部分人都把它误当作电源噪声了ღ★◈ღ。
从电路实现方面看ღ★◈ღ,它从MCU出来后先经过一级Tone Filter滤掉高频噪音ღ★◈ღ,之后与音频信号一起进入发送电路ღ★◈ღ。在接收端ღ★◈ღ,解调出的信号通过Tone Filter后经过比较器ღ★◈ღ,将模拟信号转成数字信号ღ★◈ღ,送到MCU中检查是否为同一编码ღ★◈ღ,相同则允许信号进入扬声器ღ★◈ღ,否则静音ღ★◈ღ。
有的对讲机会采用CDCSS(连续数字控制静噪系统)ღ★◈ღ,它的功能与CTCSS一样ღ★◈ღ,只是它以数字方式实现编码ღ★◈ღ,允许用户使用38/35个Private Codeღ★◈ღ。
与手机不同的是ღ★◈ღ,对讲机发送话音一般需要按键发射ღ★◈ღ,这个键叫做PTT(Push to Holdღ★◈ღ,一键通),ღ★◈ღ。如果该键被按下ღ★◈ღ,则Splatter Filter与VCO接通ღ★◈ღ,否则话音无法到达发射端ღ★◈ღ。为了避免长时间按键的烦恼ღ★◈ღ,对讲机现在都具有了VOX(Voice Operationღ★◈ღ,声控)功能ღ★◈ღ,通过VOX, 人的话音可以控制Splatter Filter与VCO的连通ღ★◈ღ。
1.发送模式ღ★◈ღ:话音被MIC(麦克风)收集ღ★◈ღ,如果VOX功能开启ღ★◈ღ,则信号一路被送到MCU进行判别ღ★◈ღ,另一路在MCU应答后则会送到Splatter Filter, 在那与CTCSS信号会合ღ★◈ღ,一起送到发射电路部分ღ★◈ღ。否则ღ★◈ღ,信号直接和CTCSS信号一起发射出去ღ★◈ღ。
2.接收模式ღ★◈ღ: 在此模式下ღ★◈ღ,发射通路将会关闭ღ★◈ღ,解调出的信号兵分三路ღ★◈ღ,一路通过Tone Filter和比较器送到MCUღ★◈ღ,检查是否为同一编码ღ★◈ღ;一路被送到语音处理部分必发bifa官网ღ★◈ღ,如果CTCSS编码相同ღ★◈ღ,则通过扬声器发出信号ღ★◈ღ,否则静音ღ★◈ღ;还有一路信号被送到噪声检测电路中ღ★◈ღ,该电路由Noise Amp(噪声放大器), SQ(Squelch Detecter, 静噪检测器)和比较器组成ღ★◈ღ。
该电路控制着Squelch Level(静噪等级)ღ★◈ღ,如果用户选择较高的静噪等级ღ★◈ღ,则对讲机的抗干扰能力会很强ღ★◈ღ,不过通信距离将会缩短ღ★◈ღ,反之亦然ღ★◈ღ。
另一方面ღ★◈ღ,SQ还控制着Monitor(监听)功能ღ★◈ღ。通常信号很弱时是不会送到扬声器中(反正听不清)ღ★◈ღ,监听就是要听到这种微弱的信号ღ★◈ღ,让SQ关掉ღ★◈ღ,信号直接送到扬声器ღ★◈ღ,用耳朵从噪音中辨别话音ღ★◈ღ。不过监听要消耗很大的能量ღ★◈ღ,一般地ღ★◈ღ,正常收听状态只需要0.18uV/2.5秒的能量注入ღ★◈ღ,监听状态则需要至少0.4uV多玩龙之谷礼包ღ★◈ღ。
3.Call Tone Mode(呼叫模式)ღ★◈ღ:该功能较简单ღ★◈ღ,只是与对方建立联系ღ★◈ღ。一般对讲机都有一个呼叫键ღ★◈ღ,按下该键后将响起振铃声ღ★◈ღ。从电路方面看ღ★◈ღ,MCU接到按键信息后发出Call Tone 信号给扬声器ღ★◈ღ,人们就会听到振铃声ღ★◈ღ。同时, MCU送出CTCSS编码给对方ღ★◈ღ。
4.Key Touch Mode(按键模式)ღ★◈ღ:这种模式下ღ★◈ღ,发射通路关闭ღ★◈ღ,如果VoX功能开启ღ★◈ღ,则MIC部分电路保持开启状态ღ★◈ღ,否则也关闭ღ★◈ღ。Noise Detect部分开启ღ★◈ღ,收集噪声信息ღ★◈ღ。按键后ღ★◈ღ,信号将送到扬声器ღ★◈ღ,发出按键音ღ★◈ღ。
这部分电路同时实现了频率解调和幅度解调两种功能ღ★◈ღ,从电路上看作为一个整体ღ★◈ღ。IFAMP2实际上是一个限幅器(LIMITER)ღ★◈ღ,目的是消除幅度调制可能引起的频率调制的影响ღ★◈ღ。经过限幅器放大后的信号将会被整形为方波(相当于信号被拦腰截断)ღ★◈ღ,这样就消除了幅度信息ღ★◈ღ,只保留了频率和相位信息多玩龙之谷礼包ღ★◈ღ,在经过FM DET后FM信息将会被恢复ღ★◈ღ,不过这种方法同时引进了高次谐波ღ★◈ღ。
RSSI(Received Signal Strength Indication, 接收信号强度指示器)功能与限幅器互补ღ★◈ღ,RSSI电路可以检测出信号的幅度信息ღ★◈ღ,并反馈到MCU中调整前级增益ღ★◈ღ,特殊情况下ღ★◈ღ,当没有信号时ღ★◈ღ,可以关掉接收电路以节约功耗ღ★◈ღ。因为接收信号的动态范围非常宽ღ★◈ღ,因此RSSI采用对数放大器ღ★◈ღ,该电路的特点是输出信号(单位伏特)与输入信号的对数(单位dBm)呈线性关系ღ★◈ღ。也就是说ღ★◈ღ,当输入信号变化几倍或者十几倍的时候ღ★◈ღ,输出信号只变化了几百个毫伏ღ★◈ღ。
对数放大器一般可分为“真”对数放大器和分段线性对数放大器(Piece-wise-linear Log Amp)两类ღ★◈ღ,前者大家都比较熟悉ღ★◈ღ,利用三极管的Ic与Vbe间的指数关系实现多玩龙之谷礼包ღ★◈ღ,功能也只是实现对数运算ღ★◈ღ,很多书上都会有介绍必发bifa官网ღ★◈ღ,这里就不细说了ღ★◈ღ,主要谈谈后一种放大器ღ★◈ღ。
分段线性对数放大器有两种不同的组成ღ★◈ღ,一种是由A/1模块级联而成ღ★◈ღ,另一种是由A/0模块级联而成ღ★◈ღ;前者应用于视频/基带ღ★◈ღ,后者用于解调ღ★◈ღ。
解调型对数放大器电路由限幅器和Rectifier(整流器)共同组成ღ★◈ღ,限幅器提供限幅输出ღ★◈ღ,将频率和相位信息送到FM解调器ღ★◈ღ;Rectifier则将各级限幅器的输出转化为电流ღ★◈ღ,在通过片外的RC滤波器得到对数输出Vlogღ★◈ღ。
限幅器自身由多个A/0 GainCell级联构成ღ★◈ღ,A/0 GainCell本身是一个放大器必发bifa官网ღ★◈ღ,其特性曲线为一段折线ღ★◈ღ,当输入电压小于Vk(early voltage)时ღ★◈ღ,输出与输入呈线性ღ★◈ღ;超过Vk后输出恒定C扛鯣ainCell可提供十几dB的增益ღ★◈ღ,一般限幅器由五至六级GainCell组成ღ★◈ღ,一般可达到70~80dB的动态范围ღ★◈ღ。
Rectifier(本质是一个跨导放大器ღ★◈ღ,记作gm)可以将从各级GainCell中提取交变的电压信号ღ★◈ღ,将其转变为单向的电流信号并求和ღ★◈ღ,在通过一个RC滤波电路就可以得到对数输出Vlog,其原理如下ღ★◈ღ:
首先请大家注意多玩龙之谷礼包ღ★◈ღ,小信号条件下跨导放大器的电流与输入电压成正比ღ★◈ღ,但随着信号不断增大ღ★◈ღ,等效跨导(输入电压-输出电流曲线的斜率)也不断见小ღ★◈ღ,直至为零ღ★◈ღ,输出电流逐渐饱和ღ★◈ღ,记作Isღ★◈ღ。
为了方便设计ღ★◈ღ,将所有的Gaincell的增益都取为A,则需要令第一级Rectifier的跨导为gm*A/(A-1)ღ★◈ღ,其余为gm即可ღ★◈ღ。
对于FM信号ღ★◈ღ,幅度的变化可以影响频偏ღ★◈ღ,X(f)=F(f,A),其中的A就代表幅度ღ★◈ღ。在美国ღ★◈ღ,FCC(FederalCommunication Commissionღ★◈ღ,联邦通信委员会)控制着频谱的分配ღ★◈ღ。它将商用对讲机的频率限制在462.2625M ~ 467.7125M(正是这个频段决定了ImageFilter的中心频率为465M,取了个中间值)ღ★◈ღ,而且要求非常严格ღ★◈ღ,不能超出这个范围ღ★◈ღ。
公司为了对付这个规定ღ★◈ღ,就想出了个限幅器这种电路ღ★◈ღ,将FM波形拦腰截断ღ★◈ღ,变成方波ღ★◈ღ,也就不存在AM(调幅)了ღ★◈ღ,不过也带出了个BUGღ★◈ღ,输出信号的高次谐波变得严重了ღ★◈ღ。为了补这个窟窿ღ★◈ღ,人们又发明了泼溅滤波器(Splatter本来是个象声词ღ★◈ღ,个人觉得“泼溅”这个词用的有些牵强)ღ★◈ღ。
图中ღ★◈ღ,滤波器左半部分画的是预加重的曲线ღ★◈ღ,FCC要求泼溅滤波器在3KHz至少要能提供-12dB/十倍频的衰减,事实上ღ★◈ღ,由预加重抬起来的曲线KHz时就被展平了ღ★◈ღ,得到的频率曲线大致就图中这个样子ღ★◈ღ。
顺便提一下ღ★◈ღ,FCC对民用对讲机的要求没那么严格(当官的怕老百姓?)ღ★◈ღ,因此很多的火腿族(民用对讲机用户ღ★◈ღ,英文是HAM,也有火腿的意思)会发现他用的对讲机反而比商用的音效要好多玩龙之谷礼包ღ★◈ღ,殊不知他用的频率跑到哪里去了ღ★◈ღ。
这两部分连同Splatter Filter一起必发bifa官网ღ★◈ღ,对音效的好坏起着非常大的作用ღ★◈ღ。他俩的诞生是由FM特性决定的ღ★◈ღ。
频率调制有一个很重要的性质ღ★◈ღ,就是调制后的信号ღ★◈ღ,高频部分会有衰减ღ★◈ღ,也就是频率越高的部分衰减的越厉害多玩龙之谷礼包必发bifa官网ღ★◈ღ。为了补偿这部分衰减ღ★◈ღ,FM解调器就要设计的能为高频部分提供大的增益必发bifa官网ღ★◈ღ,但引出了一个问题ღ★◈ღ,高频噪声也被放大了ღ★◈ღ,严重影响了音效ღ★◈ღ。(图见Diagram1)
为了解决这个问题ღ★◈ღ,人们使用了预加重和去加重电路ღ★◈ღ。主要思想是先人为的放大信号的高频分量ღ★◈ღ,再在解调后将这部分连同噪声一起消除掉ღ★◈ღ。(见Diagram2)
将音频信号在调制前先通过预加重电路提高高频部分ღ★◈ღ,预加重电路由一个电阻电容串联电路组成ღ★◈ღ,它可以视为一个微分器ღ★◈ღ,将FM转成PM(相位调制)ღ★◈ღ,后者与FM不同之处在于它的响应曲线随频率的升高而升高ღ★◈ღ,一般6dB/十倍频ღ★◈ღ。这也是为什么早期人们用PM而不是FM的一个原因ღ★◈ღ。
信号在解调以后需要通过一个低通滤波器将解调器放大的那部分噪声衰减掉ღ★◈ღ,而这个低通滤波器就叫去加重ღ★◈ღ,它就是一个典型的无源RC滤波器ღ★◈ღ,它可以提供6dB/十倍频的衰减ღ★◈ღ,令信号幅度相应曲线平滑ღ★◈ღ。
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