主頁（http://www.130131.com）：TRA08型調頻收音機/對講機工作原理

TRA08型調頻收音機，對講機基本功能如下：

（1）按下FM鍵，調頻收音機功能，接收調頻電臺。

（2）復位FM鍵，對講機功能，共有4個頻率，分別為F1,F2,F3,F4，可通過面板上的按鍵選擇。

超外差單聲道和立體聲調頻收音機組成結構框圖如下：

                     圖1單聲道調頻收音機組成結構框圖

圖2 立體聲調頻收音機組成結構框圖

調頻無線廣播，采用調頻的調制方式，用音頻信號去控制高頻載波的瞬時頻率，使原為等幅恒頻的高頻載波信號的瞬時頻偏隨調制信號的幅度的變化而變化。一般規定調頻廣播的載波頻率范圍為87-108MHz。

音頻放大器，將話筒送來的信號進行放大，達到一定幅度后去控制頻率調制器，實現調頻。

頻率調制器中有可變電抗元件，其電容量隨著兩端所加電壓的變化而改變。用音頻信號去控制可變電抗元件兩端的電壓，使可變電抗元件的電抗值（一般是指電容）隨著音頻信號幅度的改變而做周期性變化，可變電抗元件同時又是高頻載波振蕩器諧振回路的一部分，當可變電抗元件的電容值發生變化后，高頻載波的瞬時頻率也會發生相應的變化，從而實現頻率調制。

高頻載波振蕩器產生的高頻載波幅度通常很小，需要經過高頻電壓放大和高頻功率放大后，才能推動天線，增加發射距離。

天線匹配回路使功率的輸出端和天線的輸入回路相匹配，使功放的輸出功率能夠最大限度的傳輸給天線，以提高效率。

圖3 單聲道調頻發射機組成結構框圖

圖4立體聲調頻發射機組成結構框圖

KA22425D單片集成電路：工作電壓2-7.5V，Vcc=6V，時，輸出功率為500mW。電路內設有調諧指示LED驅動器，電子音量控制器，還有FM靜噪功能。

KA22425D采用28腳雙列扁平封裝，管腳排立如下圖所示：

            圖5  KA22425D管腳排立示意圖

原理圖分析：

（1）調幅（AM）部分不使用，因此相關引腳接地處理。如16腳（調幅中放輸入），20腳（中放地），18腳（接地），19腳（調諧指示）均接地處理。

15腳是調頻和調諧波段選擇，低電平選擇調頻，高電平選擇調幅，通過電容C37接地，選擇調頻接收方式。11腳（空），1 。

5腳（調幅本振），10腳（調幅高放），8腳（基準電壓）均接地。

1腳（靜噪）經電容C36濾波后接地。

天線接收到的調頻廣播信號，經過電容C28(100pF)交流耦合后，進入芯片的第12腳（調頻高放）進行高頻放大，放大后的高頻信號進入芯片的第9腳，低9腳外接電感L9，可變電容CBM，微調電容組成調諧回路，進行頻道選擇，然后進入芯片的內部進行混頻。當按下開關SW4時（TR位置），電容C29接入諧振回路，諧振回路的總電容增加，諧振頻率下降，選擇對講機進入對講接收頻道范圍（74M-86M）；沒按下開關SW4時（FM位置），對講機處于FM頻道接收范圍（87M-108M）。

第7腳是調諧本振輸入端，外接電感L10，可變電容CBM，微調電容，C32組成調諧回路，與內部電路一同構成本振振蕩回路。當按下開關SW4時（TR位置），電容C31接入諧振回路，諧振回路的總電容增加，本振振蕩頻率下降，選擇對講機進入對講接收頻道范圍；沒按下開關SW4時（FM位置），本振振蕩頻率較高，對講機處于FM頻道接收范圍。

本振信號與高頻輸入信號在芯片內部進行混頻后的中頻信號（中心頻率是10.7M）從芯片的14腳輸出。首先經過壓電陶瓷濾波器CF1（中心頻率是10.7M）濾波后，得到較純凈的中頻信號送到晶體管Q5組成的共射極放大電路中進行放大（電壓增益大約為20dB），電阻R24是電壓并聯負反饋，起穩定輸出電壓的作用。放大后的信號從晶體管集電極輸出后，再次經過壓電陶瓷濾波器CF2（中心頻率是10.7M）濾波后，送到芯片的第17腳（調頻中放輸入端），在芯片內部進行中頻放大，然后進入內部的FM鑒頻器進行鑒頻，2腳外接10.7M的壓電陶瓷鑒頻器CF3，調頻信號經過鑒頻后從芯片的第23腳輸出，電容C41（0.022uF）是高頻濾波電容。

23腳解調出來的音頻信號進入芯片的24腳（音頻信號輸入端），電容C40（10uF）是音頻耦合電容，在芯片內部經過低頻電壓放大和低頻功率放大后，從芯片的27腳輸出，推動揚聲器或者外接耳機。電容C42（10uF）是低頻紋波濾波電容，26腳（Vcc）外接電源，電容C44（220uF）是低頻濾波電容，并有儲能作用，電容C30（0.022uF）是高頻濾波電容。電容C43（0.1uF），C45（0.1uF）是高頻濾波電容。28腳經電容C45濾波后接地。電容C46（220uF）是音頻耦合電容，并具有儲能作用，在輸出信號的負半周起到補償電源的作用，使功放的輸出信號失真減小。

電位器VOL（50K）調節芯片第4腳（電子音量調節）的直流電平高低來控制收音機音量的大小。電容C48（10uF）是電源的低頻去耦電容，電容C47（0.022uF）是電源的高頻去耦電容。

AGC和AFC控制電路：

   KA22425D的AGC（自動增益控制）電路由芯片的內部電路和外接在第21腳，22腳的電容C38，C39組成，增大電容C38，C39可增加AGC的控制深度，最大控制范圍可達45dB。AFC（自動頻率微調）電路由芯片的內部電路和外接在21腳，6腳的電容C33，電阻R26組成，作用是使本振信號和輸入調頻信號之間的固定頻差保持在10.7M上，使調頻波段接收穩定。

KA22425D的極限參數：

TA=

電參數    Vcc=6V  TA=  f=96MHz      fm=1KHz

調頻：

KA22425D的管腳直流工作電壓

TRA-08發射機電路：

TRA-08的發射機電路，有晶體管分立電路直接調頻，變容二極管調頻，功率放大，功率推動，天線匹配回路，發射天線等基本電路模塊組成。

工作原理：

電池提供6V的直流電源電壓，當按鍵SW1按下（TR端閉合）后，給發射機電路供電，電容C6(0.022uF)，C7(10uF)，C4(0.022uF)，C5(220uF)和電感L4(47uH)組成型濾波網絡，C4，C6是高頻去耦，C5，C7是低頻去耦，并且有儲能作用。

電容C11(0.022uF)，C12(10uF)，C9(0.022uF)，C10(220uF)和電感L4(47uH)組成型濾波網絡，C11，C9是高頻去耦，C12，C10是低頻去耦，并且有儲能作用。

話筒（MIC）采集到的聲音信號，通過耦合電容C25（10uF），送到晶體管Q4（9014）組成的音頻電壓放大電路中進行放大，C23（10uF）是音頻放大后輸出的耦合電容，R20，R21是話筒的直流偏置電阻，駐極體話筒需要有直流偏置電壓才能采集到聲音信號，R21既是話筒的直流偏置電阻，又是話筒的負載電阻，增加電阻值，采集到的音頻信號輸出就增大，但是不能無限地增加。電容C26，C27是直流濾波電容，晶體管Q4（9014）組成的是共射極放大電路，電阻R18構成電壓并聯負反饋，穩定輸出電壓。電容C24對輸出的音頻信號進行高頻去耦。電阻R17是隔離電阻，通過該電阻將音頻調制信號加到變容二極管D1的兩端，同時防止高頻信號對低頻電壓放放大器的反射，隔離電阻R17應該取的比較大，在這里去100K。

晶體管Q3（2SC3355），C15，C14，L7，L8，C19，C16，C17，D1，C20，R12，R13，R14，R15，C22，C21，SW2，SW3等組成了電容三點式高頻振蕩電路。其中電容C15，C14是正反饋電容，原來的圖上C14=6.8pF，C15=24pF

正反饋系數，會產生兩個問題：

1.反饋系數過大，輸出振蕩信號幅度大，失真大，經過后兩級放大后，輸出功率較大，可能會使最后一級的功放管發燙。

2. 振蕩信號的頻率較高，一般總大于80M，而為了防止和校園廣播信號相互干擾，我們需要把對講機的發射頻率調在74M左右，因此需要增大電容C15，C14，同時減小正反饋系數，所以修正后電容C14=47pF，C15=47pF。

相應的對講機接接收時的調諧電容也要調整，使接收頻率也能達到74M左右，因此電容C29，C31都改成24pF。

振蕩頻率主要由C15，C14，L7，以及變容二極管D1（型號是BB910）組成，C19是交流耦合電容，基本不影響振蕩頻率。電容C20是高頻旁路電容，對高頻信號交流接地，對低頻的音頻信號開路。電阻R24是直流反偏電壓的隔離電阻。變容二極管必須工作在直流反偏電壓下，才能用調制信號去控制結電容的變化。

經過晶體管Q4放大后的音頻調制信號加在變容二極管D1兩端，控制變容二極管D1的結電容的變化，從而控制高頻振蕩器的振蕩頻率，實現調頻。開關SW2，SW3通過切換可以改變變容二極管的直流反偏電壓，就會產生不同的振蕩中心頻率，從而實現發射的調頻信號頻率的切換。

對講機的發射頻率共有2個。

當開關SW2閉合后，開關左邊閉合，開關SW3未按下，開關右邊閉合，此時變容二極管的陽極直流電壓計算如下：

其中是給振蕩器和音頻信號放大器提供的直流電壓，根據下面的分析=4.55V。

將元件數值帶入計算得到，=0.1839V，變容二極管的陰極電壓為=4.55V

因此變容二極管的直流反偏電壓為4.55-0.1839=4.366V。

當開關SW1復位，開關右邊閉合，開關SW3按下，開關左邊閉合，此時變容二極管的陽極直流電壓計算如下：

將元件數值帶入計算得到，=0.091V，變容二極管的陰極電壓為=4.55V

因此變容二極管的直流反偏電壓為4.55-0.091=4.459V。

電感L7（47uH）是高頻扼流圈，可以為晶體管的射極提供較大的直流電流，電阻R7提供電壓并聯負反饋，可以穩定振蕩信號，減少振蕩信號的失真。電阻R11為變容二極管的陰極提供直流偏置電壓。電容C17(10uF)，C16(0.022uF)分別是振蕩器直流電壓的低頻和高頻去耦電容。

穩壓管TL431是三端電源穩壓芯片，內部有一個2.5V的參考電壓，可等效為一個穩壓二極管使用，可參考相應的PDF，輸出電壓可調。在本電路中輸出電壓為，給振蕩器和音頻信號放大器提供直流電壓，由于TL431的輸出電壓比較穩定，可以使高頻振蕩器的振蕩頻率不隨電源電壓的變化而發生偏移，從而達到穩定發射頻率的目的。

被音頻調制信號調制的高頻振蕩信號經過耦合電容C13（100pF），電阻R6耦合后加到晶體管Q2(2SC3355)和Q1(2SC3355)組成的高頻寬帶功率放大器中。其中Q2和Q1組成的高頻功率放大器的結構完全相同，Q2級可看作是高頻電壓放大，Q1級可看作是高頻功率放大。它們都是工作在丙類工作狀態。對于輸入的高頻等幅調頻信號，放大器工作在丙類工作狀態，可以提高放大器的效率和輸出功率。其中，Q2的基極電阻R5為晶體管提供負偏置電壓，當高頻調頻信號送到Q2的基極時，晶體管BE之間的整流作用使得Vb為負電壓，從而使得晶體管Q2工作在丙類工作狀態下，Q2的集電極負載由電感L5和電阻R4組成非調諧的寬帶放大器，由Q2對高頻信號進行一級放大，經過電容C8(2200pF)耦合后，再將輸出信號推動Q1組成的下一級功率放大器電路。

晶體管Q1組成的功率放大器電路與晶體管Q2組成的功率放大器電路完全相同。

高頻振蕩器的輸出功率大約為20mW左右，經過Q2級的放大后，其耦合電容C8端的輸出功率約為100mW左右，經過Q1級的功率放大后，其輸出功率約為400mW左右。

電容C3，電感L2，電容C2，電感L1，電容C1組成天線匹配網絡，形式為型（C1，L1，C2），倒L型（C2，L2），串聯諧振阻抗（L2，C3）組成。實現阻抗匹配，將功率放大器的輸出阻抗和天線的輻射內阻相匹配，并抵消天線的輻射電容，使功放的輸出功率最大效率的傳輸到天線負載上，最后由天線向空中發射高頻調頻電波。

對講機的工作方式：

    對講機是單工工作方式，一方呼叫的時候，另一方只能接聽。按下收發開關，對講機進入發射狀態，此時對著話筒喊話，聲音信號經過發射電路后就變成高頻調頻電波向空中傳播出去，對于本次實驗，發射頻率應該調整在74M左右，松開收發開關進入對講機接收狀態，此時調節可變電容（調收音機調諧盤）可收到由發射機發出的聲音信號。

本機集對講機和收音機于一體，既要保證收音機的正常收聽，復位SW1鍵（FM端閉合），使接收機的調諧頻率范圍在87M-108M之間，能過正常收聽到調頻廣播電臺。同時，按下SW1鍵（TR端閉合），使接收機的調諧頻率范圍在74M-86M之間，能過正常收聽到對講呼叫。（接收靈敏度最高，通信距離最遠，正確調諧是關鍵）

發光二極管LED是做電源指示使用的，當電源接通時發光二極管點亮，關閉電源時發光二極管熄滅。

變容二極管BB910主要參數：

TL431高精度穩壓管主要參數：

超高頻晶體管2SC3355主要參數：

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hfe=120，，，，