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TRA08型調(diào)頻收音機(jī)/對(duì)講機(jī)工作原理
TRA08型調(diào)頻收音機(jī)，對(duì)講機(jī)基本功能如下：
（1）按下FM鍵，調(diào)頻收音機(jī)功能，接收調(diào)頻電臺(tái)。
（2）復(fù)位FM鍵，對(duì)講機(jī)功能，共有4個(gè)頻率，分別為F1,F2,F3,F4，可通過(guò)面板上的按鍵選擇。
超外差單聲道和立體聲調(diào)頻收音機(jī)組成結(jié)構(gòu)框圖如下：
圖1單聲道調(diào)頻收音機(jī)組成結(jié)構(gòu)框圖
圖2 立體聲調(diào)頻收音機(jī)組成結(jié)構(gòu)框圖
調(diào)頻無(wú)線廣播，采用調(diào)頻的調(diào)制方式，用音頻信號(hào)去控制高頻載波的瞬時(shí)頻率，使原為等幅恒頻的高頻載波信號(hào)的瞬時(shí)頻偏隨調(diào)制信號(hào)的幅度的變化而變化。一般規(guī)定調(diào)頻廣播的載波頻率范圍為87-108MHz。
音頻放大器，將話筒送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行放大，達(dá)到一定幅度后去控制頻率調(diào)制器，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。
頻率調(diào)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(hào)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(hào)幅度的改變而做周期性變化，可變電抗元件同時(shí)又是高頻載波振蕩器諧振回路的一部分，當(dāng)可變電抗元件的電容值發(fā)生變化后，高頻載波的瞬時(shí)頻率也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制。
高頻載波振蕩器產(chǎn)生的高頻載波幅度通常很小，需要經(jīng)過(guò)高頻電壓放大和高頻功率放大后，才能推動(dòng)天線，增加發(fā)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(diào)頻發(fā)射機(jī)組成結(jié)構(gòu)框圖
圖4立體聲調(diào)頻發(fā)射機(jī)組成結(jié)構(gòu)框圖
KA22425D單片集成電路：工作電壓2-7.5V，Vcc=6V，
時(shí)，輸出功率為500mW。電路內(nèi)設(shè)有調(diào)諧指示LED驅(qū)動(dòng)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(diào)幅（AM）部分不使用，因此相關(guān)引腳接地處理。如16腳（調(diào)幅中放輸入），20腳（中放地），18腳（接地），19腳（調(diào)諧指示）均接地處理。
15腳是調(diào)頻和調(diào)諧波段選擇，低電平選擇調(diào)頻，高電平選擇調(diào)幅，通過(guò)電容C37接地，選擇調(diào)頻接收方式。11腳（空），1 。
5腳（調(diào)幅本振），10腳（調(diào)幅高放），8腳（基準(zhǔn)電壓）均接地。
1腳（靜噪）經(jīng)電容C36濾波后接地。
天線接收到的調(diào)頻廣播信號(hào)，經(jīng)過(guò)電容C28(100pF)交流耦合后，進(jìn)入芯片的第12腳（調(diào)頻高放）進(jìn)行高頻放大，放大后的高頻信號(hào)進(jìn)入芯片的第9腳，低9腳外接電感L9，可變電容CBM，微調(diào)電容組成調(diào)諧回路，進(jìn)行頻道選擇，然后進(jìn)入芯片的內(nèi)部進(jìn)行混頻。當(dāng)按下開(kāi)關(guān)SW4時(shí)（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(duì)講機(jī)進(jìn)入對(duì)講接收頻道范圍（74M-86M）；沒(méi)按下開(kāi)關(guān)SW4時(shí)（FM位置），對(duì)講機(jī)處于FM頻道接收范圍（87M-108M）。
第7腳是調(diào)諧本振輸入端，外接電感L10，可變電容CBM，微調(diào)電容，C32組成調(diào)諧回路，與內(nèi)部電路一同構(gòu)成本振振蕩回路。當(dāng)按下開(kāi)關(guān)SW4時(shí)（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(duì)講機(jī)進(jìn)入對(duì)講接收頻道范圍；沒(méi)按下開(kāi)關(guān)SW4時(shí)（FM位置），本振振蕩頻率較高，對(duì)講機(jī)處于FM頻道接收范圍。
本振信號(hào)與高頻輸入信號(hào)在芯片內(nèi)部進(jìn)行混頻后的中頻信號(hào)（中心頻率是10.7M）從芯片的14腳輸出。首先經(jīng)過(guò)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(hào)送到晶體管Q5組成的共射極放大電路中進(jìn)行放大（電壓增益大約為20dB），電阻R24是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，起穩(wěn)定輸出電壓的作用。放大后的信號(hào)從晶體管集電極輸出后，再次經(jīng)過(guò)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(diào)頻中放輸入端），在芯片內(nèi)部進(jìn)行中頻放大，然后進(jìn)入內(nèi)部的FM鑒頻器進(jìn)行鑒頻，2腳外接10.7M的壓電陶瓷鑒頻器CF3，調(diào)頻信號(hào)經(jīng)過(guò)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(diào)出來(lái)的音頻信號(hào)進(jìn)入芯片的24腳（音頻信號(hào)輸入端），電容C40（10uF）是音頻耦合電容，在芯片內(nèi)部經(jīng)過(guò)低頻電壓放大和低頻功率放大后，從芯片的27腳輸出，推動(dòng)揚(yáng)聲器或者外接耳機(jī)。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(chǔ)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(jīng)電容C45濾波后接地。電容C46（220uF）是音頻耦合電容，并具有儲(chǔ)能作用，在輸出信號(hào)的負(fù)半周起到補(bǔ)償電源的作用，使功放的輸出信號(hào)失真減小。
電位器VOL（50K）調(diào)節(jié)芯片第4腳（電子音量調(diào)節(jié)）的直流電平高低來(lái)控制收音機(jī)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(dòng)增益控制）電路由芯片的內(nèi)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(dá)45dB。AFC（自動(dòng)頻率微調(diào)）電路由芯片的內(nèi)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(hào)和輸入調(diào)頻信號(hào)之間的固定頻差保持在10.7M上，使調(diào)頻波段接收穩(wěn)定。
KA22425D的極限參數(shù)：
TA=
參數(shù)名稱
符號(hào)
條件
額定值
單位
電源電壓
Vcc
9
V
最大允許功耗
PD(max)
Tamb=
700
mW
工作溫度
Tstg
-10—70
存儲(chǔ)溫度
Tstg
-55—125
電參數(shù) Vcc=6V TA=
f=96MHz fm=1KHz參數(shù)
單位
測(cè)試條件
最小值
典型值
最大值
靜態(tài)電流
mA
AM時(shí)
3.5
10.0
FM時(shí)
7.0
14.0
調(diào)頻：
前端電壓增益
AV1(dB)
Vin=40dBuV/100MHz
32
39
46
鑒頻輸出
VD1(mV)
39
77.5
155
限幅靈敏度
VRF(dBuV)
-3dB限幅
24
32
鑒頻失真
%
0.3
2.0
音頻電壓增益
AV(dB)
27
31.5
36
信噪比
SN(dB)
56
60
音頻失真
%
0.3
2.5
KA22425D的管腳直流工作電壓
引腳編號(hào)
電壓（伏）
引腳編號(hào)
電壓（伏）
1
0.38V
15
1.33V
2
4.85V
16
0V
3
3.02V
17
1.33V
4
18
0V
5
1.26V
19
0V
6
1.26V
20
0V
7
1.26V
21
. 1.1V
8
1.26V
22
.1.4V
9
1.26V
23
1.3V
10
1.26V
24
0V
11
0V
25
5.3V
12
1.35V
26
6.0V
13
0V
27
3.0V
14
1.35V
28
0V
TRA-08發(fā)射機(jī)電路：
TRA-08的發(fā)射機(jī)電路，有晶體管分立電路直接調(diào)頻，變?nèi)荻䴓O管調(diào)頻，功率放大，功率推動(dòng)，天線匹配回路，發(fā)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(dāng)按鍵SW1按下（TR端閉合）后，給發(fā)射機(jī)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(wǎng)絡(luò)，C4，C6是高頻去耦，C5，C7是低頻去耦，并且有儲(chǔ)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(wǎng)絡(luò)，C11，C9是高頻去耦，C12，C10是低頻去耦，并且有儲(chǔ)能作用。話筒（MIC）采集到的聲音信號(hào)，通過(guò)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(jìn)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(hào)，R21既是話筒的直流偏置電阻，又是話筒的負(fù)載電阻，增加電阻值，采集到的音頻信號(hào)輸出就增大，但是不能無(wú)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(gòu)成電壓并聯(lián)負(fù)反饋，穩(wěn)定輸出電壓。電容C24對(duì)輸出的音頻信號(hào)進(jìn)行高頻去耦。電阻R17是隔離電阻，通過(guò)該電阻將音頻調(diào)制信號(hào)加到變?nèi)荻䴓O管D1的兩端，同時(shí)防止高頻信號(hào)對(duì)低頻電壓放放大器的反射，隔離電阻R17應(yīng)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(diǎn)式高頻振蕩電路。其中電容C15，C14是正反饋電容，原來(lái)的圖上C14=6.8pF，C15=24pF
正反饋系數(shù)
，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問(wèn)題：1.反饋系數(shù)過(guò)大，輸出振蕩信號(hào)幅度大，失真大，經(jīng)過(guò)后兩級(jí)放大后，輸出功率較大，可能會(huì)使最后一級(jí)的功放管發(fā)燙。
2. 振蕩信號(hào)的頻率較高，一般總大于80M，而為了防止和校園廣播信號(hào)相互干擾，我們需要把對(duì)講機(jī)的發(fā)射頻率調(diào)在74M左右，因此需要增大電容C15，C14，同時(shí)減小正反饋系數(shù)，所以修正后電容C14=47pF，C15=47pF。
相應(yīng)的對(duì)講機(jī)接接收時(shí)的調(diào)諧電容也要調(diào)整，使接收頻率也能達(dá)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?nèi)荻䴓O管D1（型號(hào)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(duì)高頻信號(hào)交流接地，對(duì)低頻的音頻信號(hào)開(kāi)路。電阻R24是直流反偏電壓的隔離電阻。變?nèi)荻䴓O管必須工作在直流反偏電壓下，才能用調(diào)制信號(hào)去控制結(jié)電容的變化。
經(jīng)過(guò)晶體管Q4放大后的音頻調(diào)制信號(hào)加在變?nèi)荻䴓O管D1兩端，控制變?nèi)荻䴓O管D1的結(jié)電容的變化，從而控制高頻振蕩器的振蕩頻率，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。開(kāi)關(guān)SW2，SW3通過(guò)切換可以改變變?nèi)荻䴓O管的直流反偏電壓，就會(huì)產(chǎn)生不同的振蕩中心頻率，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)射的調(diào)頻信號(hào)頻率的切換。
對(duì)講機(jī)的發(fā)射頻率共有2個(gè)。
當(dāng)開(kāi)關(guān)SW2閉合后，開(kāi)關(guān)左邊閉合，開(kāi)關(guān)SW3未按下，開(kāi)關(guān)右邊閉合，此時(shí)變?nèi)荻䴓O管的陽(yáng)極直流電壓計(jì)算如下：
其中
是給振蕩器和音頻信號(hào)放大器提供的直流電壓，根據(jù)下面的分析=4.55V。將元件數(shù)值帶入計(jì)算得到，
=0.1839V，變?nèi)荻䴓O管的陰極電壓為=4.55V因此變?nèi)荻䴓O管的直流反偏電壓為4.55-0.1839=4.366V。
當(dāng)開(kāi)關(guān)SW1復(fù)位，開(kāi)關(guān)右邊閉合，開(kāi)關(guān)SW3按下，開(kāi)關(guān)左邊閉合，此時(shí)變?nèi)荻䴓O管的陽(yáng)極直流電壓計(jì)算如下：
將元件數(shù)值帶入計(jì)算得到，
=0.091V，變?nèi)荻䴓O管的陰極電壓為=4.55V因此變?nèi)荻䴓O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(lián)負(fù)反饋，可以穩(wěn)定振蕩信號(hào)，減少振蕩信號(hào)的失真。電阻R11為變?nèi)荻䴓O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(wěn)壓管TL431是三端電源穩(wěn)壓芯片，內(nèi)部有一個(gè)2.5V的參考電壓，可等效為一個(gè)穩(wěn)壓二極管使用，可參考相應(yīng)的PDF，輸出電壓可調(diào)。在本電路中輸出電壓為
，給振蕩器和音頻信號(hào)放大器提供直流電壓，由于TL431的輸出電壓比較穩(wěn)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(fā)生偏移，從而達(dá)到穩(wěn)定發(fā)射頻率的目的。被音頻調(diào)制信號(hào)調(diào)制的高頻振蕩信號(hào)經(jīng)過(guò)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(jié)構(gòu)完全相同，Q2級(jí)可看作是高頻電壓放大，Q1級(jí)可看作是高頻功率放大。它們都是工作在丙類工作狀態(tài)。對(duì)于輸入的高頻等幅調(diào)頻信號(hào)，放大器工作在丙類工作狀態(tài)，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(fù)偏置電壓，當(dāng)高頻調(diào)頻信號(hào)送到Q2的基極時(shí)，晶體管BE之間的整流作用使得Vb為負(fù)電壓，從而使得晶體管Q2工作在丙類工作狀態(tài)下，Q2的集電極負(fù)載由電感L5和電阻R4組成非調(diào)諧的寬帶放大器，由Q2對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行一級(jí)放大，經(jīng)過(guò)電容C8(2200pF)耦合后，再將輸出信號(hào)推動(dòng)Q1組成的下一級(jí)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(jīng)過(guò)Q2級(jí)的放大后，其耦合電容C8端的輸出功率約為100mW左右，經(jīng)過(guò)Q1級(jí)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(wǎng)絡(luò)，形式為
型（C1，L1，C2），倒L型（C2，L2），串聯(lián)諧振阻抗（L2，C3）組成。實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，將功率放大器的輸出阻抗和天線的輻射內(nèi)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?shù)教炀�負(fù)載上，最后由天線向空中發(fā)射高頻調(diào)頻電波。對(duì)講機(jī)的工作方式：
對(duì)講機(jī)是單工工作方式，一方呼叫的時(shí)候，另一方只能接聽(tīng)。按下收發(fā)開(kāi)關(guān)，對(duì)講機(jī)進(jìn)入發(fā)射狀態(tài)，此時(shí)對(duì)著話筒喊話，聲音信號(hào)經(jīng)過(guò)發(fā)射電路后就變成高頻調(diào)頻電波向空中傳播出去，對(duì)于本次實(shí)驗(yàn)，發(fā)射頻率應(yīng)該調(diào)整在74M左右，松開(kāi)收發(fā)開(kāi)關(guān)進(jìn)入對(duì)講機(jī)接收狀態(tài)，此時(shí)調(diào)節(jié)可變電容（調(diào)收音機(jī)調(diào)諧盤）可收到由發(fā)射機(jī)發(fā)出的聲音信號(hào)。
本機(jī)集對(duì)講機(jī)和收音機(jī)于一體，既要保證收音機(jī)的正常收聽(tīng)，復(fù)位SW1鍵（FM端閉合），使接收機(jī)的調(diào)諧頻率范圍在87M-108M之間，能過(guò)正常收聽(tīng)到調(diào)頻廣播電臺(tái)。同時(shí)，按下SW1鍵（TR端閉合），使接收機(jī)的調(diào)諧頻率范圍在74M-86M之間，能過(guò)正常收聽(tīng)到對(duì)講呼叫。（接收靈敏度最高，通信距離最遠(yuǎn)，正確調(diào)諧是關(guān)鍵）
發(fā)光二極管LED是做電源指示使用的，當(dāng)電源接通時(shí)發(fā)光二極管點(diǎn)亮，關(guān)閉電源時(shí)發(fā)光二極管熄滅。
變?nèi)荻䴓O管BB910主要參數(shù)：
反偏電壓（V）
0.2
0.5
3.0
5.0
電容量（pF）
46
35
27
11
導(dǎo)通電阻
最高反偏電壓（V）
25
工作頻段
VHF頻段
TL431高精度穩(wěn)壓管主要參數(shù)：
陰極到陽(yáng)極電壓
陰極連續(xù)電流范圍
工作溫度
參考輸入電壓典型
動(dòng)態(tài)電阻
VKA=37V
-100mA到+150mA
2.495V
超高頻晶體管2SC3355主要參數(shù)：
，，
hfe=120，
，，，(責(zé)任編輯：李俊勇)