30.275MHz調(diào)頻無線對講機的設計制作與調(diào)試
電阻選用一般碳膜電阻即可,對精度也無特殊要求,1/8w,1/16W均可。
當然,對講機都希望體積越小越好,業(yè)余制作的也不例外,所以元件應盡可能選用超小型的元件。
發(fā)射部分的元件也是制作成敗的關鍵部分,其中影響最大的要算推動級和功率級的晶體管,筆者曾試驗過幾種管子,型號均為2sc2078,只是產(chǎn)地不同。早先使用的是一般的管子(從外觀看,絲印不是很清晰,工藝也較差),使用9.6V電源,排除其他因素外,功率無論如何也調(diào)不到2w,發(fā)射級電流只有區(qū)區(qū)400mA多一點。以為是頻率沒有調(diào)在10.0917的三次諧波上,可能為四次或五次諧波,后用示波器和頻率器校對無誤,推斷為功率管的質(zhì)量欠佳,換上三菱生產(chǎn)的2sc2078,接通電源,電流猛升至近0.8A,功率計測量為2.6w。這說明末級的功率管質(zhì)量好壞直接影響著功率輸出,這將明顯左右著對講機的通話距離。
此外,高頻功率管是否選用頻率越高越好呢?例如有些愛好者樂于采用象2SC1971,2SC1972等高達175Mt{z的VHF頻段的管子,筆者不推薦使用頻率過高的功率三極管,第一是因為這樣的管子價格相當昂貴。第二是頻率過高,電路反而容易自激,不易于調(diào)試。筆者就遇到這樣的問題,在臺式機中使用2sc1969,電路工作相當正常,功率也可達到8w左右,都使用了很長時間。后改為2sc1971,電路卻嚴重自激,花了很大的功夫,采取了很多措施才能以解決,實際輸出功率與2SC1969基本無異。
除了晶體管外,石英晶體的頻率一定要選用準確,頻率偏差將明顯影響著通話距離,調(diào)試部分我們將會說明。高頻部分的線圈匝數(shù)己在電路圖中標明,可在高頻磁芯或中周磁芯上用φ0.17―0.35mm漆包線繞制,LI,L2線徑需大些,因為它們亦是載頻功率的傳輸回路,中頻鑒頻線圈用現(xiàn)成的455kHz(或465kHz)中周代替即可。
其它元件沒有特殊要求,阻容件的選用與接收部分一樣。
四.裝配與調(diào)試
對講機的裝配方法與一般無線電整機的裝配方法差不多,應當注意的是,元器件的引腳應盡可能的短,以便緊貼印刷板,引至天線座的連線也應盡可能的短,否則輸出功率也會明顯下降。如果輸出端離天線座距離較遠,一般來說大于1Omm就應當采用50同軸電纜連接。
元件的布局,PcB的走線是業(yè)余制作的關鍵,如果亂走一通,調(diào)試中會出現(xiàn)許多不可預見的問題,級間的串擾、耦合、自激,而這些問題也許還不能通過其他方法解決,最后不得不重走一遍PcB,重新裝配,重新調(diào)試,走許多彎路。高頻板的PcB走線原則大致是:每一級均需盡可能放一塊(一個區(qū)域),同時工作的電路,大功率的輸出級應盡可能遠離小信號電路,級與級之間需采用大地線包圍結(jié)構,巧妙地利用中周等鐵質(zhì)屏蔽罩隔離級間電路,可能的話,小信號(特別是接收部分)還需要安排屏蔽罩,并可靠接地。有一點非常重要,中頻諧振線圈T2必須緊靠Icl的第8腳,如果走線過長就會出現(xiàn)靈敏度很低,并可能帶來其他自激等問題,同樣道理,中頻濾波器CRF1也必須緊靠IC1。PCB布局時絕不能忽略這一點。
PcB元件的布局不要單純追求美觀工整,應以其能可靠工作為原則。當然既能保證電路可靠穩(wěn)定地工作又可使元件布局美觀漂亮,乃高手也!
下圖是筆者其中一款對講機的PcB走線圖,當然是經(jīng)過N次修改完善后的作品,有興趣不妨看一下,僅供參考,相信對初學者還是有所幫助的。
整機的裝配結(jié)束后,應仔細檢查無誤后方可開機調(diào)試,這四份電路的直流工作點是無須調(diào)整的,它們的工作狀態(tài),己在設計時予以充分保證,可檢查一遍電壓點,相差不多即可。無線對講機的調(diào)試一般需借助儀器,以保證其性能指標,調(diào)整時所需的儀器一般有以下幾種:
1.高頻信號發(fā)生器 (如xFG一6型)
2.示波器 (如VP52 04型40MHz)
3.數(shù)字頻率計 (如cFc一8450型,0―1000MtIz)
4.功率計 (如Gz一3型)
5.直流穩(wěn)壓電源 (如wYJ-30V/5A型)
6.萬用表 (如MF一47型,如有數(shù)字表Fluke一87等高檔儀表配合最佳)
7.場強計 (可自制)
當然還有掃頻儀,完備的儀器將給調(diào)試帶來極大的方便,同時也能保證整機的性能指標。
對于一般的業(yè)余愛好者普遍沒有上述儀器,但頻率計是不可少的,在此我們將結(jié)合業(yè)余和專業(yè)的特點,
詳細介紹調(diào)頻無線對講機的調(diào)試方法。
1.發(fā)射機的調(diào)試
調(diào)試順序一般為:先調(diào)振蕩級,倍頻級,推動級,末級功率放大級。最后調(diào)話音放大電路。
在總電源回路串一電流表(3A量程),開機,按下發(fā)射開關,若此時,電流值大于1.5A,說明整機還有短路存在,應排除故障后方可再開機。雖然本機可以在1 3.6V電源下安全的工作,開始時也不要使用太高的電源電壓,以防電路失諧時燒毀末級功率管,一般使用8.6V的電源電壓就可以完成調(diào)試。注意末級功率管需加上足夠大的散熱器。
首先判斷主振級是否起振,方法是用萬用表測量N1 5的發(fā)射極電壓,正常為2V左右,若起振,該電壓應和基極電壓一樣高,甚至比基極電壓還要高,這是振蕩電路起振的一個明顯的特征,業(yè)余制作沒有示波器,必須掌握這個原理,它對調(diào)試非常有用。有示波器可用示波器觀察N1 5的集電極,將會觀察到如圖3的波形,若波形幅度過太小,可調(diào)T5,一般可以調(diào)出該波形來,若觀察不到波形,說明電路還有故障(一般為T5繞制不良),應找出原因,排除故障,電路不起振時將會工作在線性放大狀態(tài),發(fā)射極電壓將比基極電壓低0.65v左右。
確定電路起振后,可用頻率計探頭接至N15的集電極,測出振蕩頻率,正常應為30.275MHz(或10.917MHz,視調(diào)整T5的情況和頻率計的連接有關,測出頻率為10.917MHz是因為測量的是晶體的基頻,而測得的值為30.275MHz則為三次諧波),若有誤差,應調(diào)整c69的容量,直至達到要求,也可改變R32,R33的阻值預以調(diào)整,但不能改變太多它們的阻值,只能作小范圍調(diào)整。要求載頻頻率誤差不得大于1.5kHz,此時可用示波器觀察T5次級的波形,調(diào)整T5的磁芯,使三次諧波的波形清晰,無毛刺,且幅度最大,但必須以波形穩(wěn)定為原則,開關電源數(shù)次都能正常起振為好。然后觀察N7的集電極,調(diào)整T4的磁芯,使波形最好,幅度最大,接近正弦波,參見圖4。在天線端接一個5 0 Ω假負載,可串一個低電壓小功率小燈炮并在略大于50Ω的假負載上,觀察燈炮的亮度來判斷輸出功率。分別調(diào)整L8,L6,L1,L2,使輸出功率最大,正弦波波幅最大,波形良好,參見圖5,對著話筒講話時,波形不變化,此時電流值約為0.75A。若沒有示波器,可用自制的場強儀(參考
圖6)放在天線旁監(jiān)視,調(diào)整L8,L6,L1,L2使放在天線旁的場強計指示最大為好.
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