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谈谈我对对讲机电路的理解

wqshand  发表于 2007/6/22 9:11:44      1012 查看 1 回复  [上一主题]  [下一主题]

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 电路简单图解
1.当天线接收到信号后,由于信号非常微弱,需要将信号放大,这就需要LNA(低噪声放大器)。然后通过一个射频段的带通滤波器,这里标注为Image Filter(镜像频率抑制滤波器),镜像频率指以载频为中心,与有用信号对称的频率,该频率上的噪声通过混频后会进到中频频率中。
2.通过Image Filter后,信号进入MIXER(混频器)中与LO(本地振荡器)进行混频,并通过一个SAW(表面声波滤波器),只保留中频点的信号,其他频率点的进行衰减。IFAMP(中频放大器)将中频信号恢复并放大后,再次通过第二个混频器将频率降至450K低频,这时信号就容易被基带部分处理。
3.基带部分:FMDET,鉴频器,将调制信号恢复出音频信号,但这时的信号效果很差,需要送到音频处理部分处理一下才能得到较好的音效。这部分包括De-emphasis(去加重),Audio Filter(音频滤波器),Adder(暂时没搞清楚),Volume(调节音量),SP AMP(扬声器放大器,提供大功率,推动大负载),SPEAKER(扬声器)。
4.发送部分,人的话音被MIC(麦克风)转成电信号,通过Pre-emphasis(预加重)和MIC AMP后送到Audio Filter中滤波,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。注意,这时是低频信号,信号通过VCO(压控振荡器)后将信号调制到高频,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。
        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,抑制干扰能力较强,不足之处是由于需要两组中频器件,使得成本较高。
5.MCU(微控制器)控制部分:主要有三个部分,CTCSS信令处理,Call Tone信号(呼叫对方),Key Touch Tone信号(按键)。

CTCSS介绍
        CTCSS是Continuous Tone Control Squelch System(连续语音控制静噪系统)的缩写,频率范围是67Hz - 254Hz,俗称亚音频。它由Motorola发明,注册商标为PL(Private Line, 私人话路的缩写), 目的在于能够让多个人在同一频率上使用Land Mobile(陆基移动终端,如手机,对讲机等)。民用对讲机制造商用Tone代表编码,用Tone Squelch表示编码/解码。
        CTCSS以频率作为编码,这种编码被加到音频信号上一同发射。接收端在接收音频信号以前先解码,送到MCU中,只有收发双方的Tone码相同,又在一个频道上才可以通信,否则静音。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。
        由于CTCSS信号的高频端与音频的地频端接近,因此如果没有专门的Tone Filter的话,人还是可以听的出来,不过大部分人都把它误当作电源噪声了。
      从电路实现方面看,它从MCU出来后先经过一级Tone Filter滤掉高频噪音,之后与音频信号一起进入发送电路。在接收端,解调出的信号通过Tone Filter后经过比较器,将模拟信号转成数字信号,送到MCU中检查是否为同一编码,相同则允许信号进入扬声器,否则静音。
       有的对讲机会采用CDCSS(连续数字控制静噪系统),它的功能与CTCSS一样,只是它以数字方式实现编码,允许用户使用38/35个Private Code。

VOX介绍
    与手机不同的是,对讲机发送话音一般需要按键发射,这个键叫做PTT(Push to Hold,一键通),。如果该键被按下,则Splatter Filter与VCO接通,否则话音无法到达发射端。为了避免长时间按键的烦恼,对讲机现在都具有了VOX(Voice Operation,声控)功能,通过VOX, 人的话音可以控制Splatter Filter与VCO的连通。
    VOX具有灵敏度等级,等级越高越灵敏。如果长时间不通话则会自动中断通话。


对讲机的几种工作模式
1.发送模式:话音被MIC(麦克风)收集,如果VOX功能开启,则信号一路被送到MCU进行判别,另一路在MCU应答后则会送到Splatter Filter, 在那与CTCSS信号会合,一起送到发射电路部分。否则,信号直接和CTCSS信号一起发射出去 。

2.接收模式: 在此模式下,发射通路将会关闭,解调出的信号兵分三路,一路通过Tone Filter和比较器送到MCU,检查是否为同一编码;一路被送到语音处理部分,如果CTCSS编码相同,则通过扬声器发出信号,否则静音;还有一路信号被送到噪声检测电路中,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。
        该电路控制着Squelch Level(静噪等级),如果用户选择较高的静噪等级,则对讲机的抗干扰能力会很强,不过通信距离将会缩短,反之亦然。
        另一方面,SQ还控制着Monitor(监听)功能。通常信号很弱时是不会送到扬声器中(反正听不清),监听就是要听到这种微弱的信号,让SQ关掉,信号直接送到扬声器,用耳朵从噪音中辨别话音。不过监听要消耗很大的能量,一般地,正常收听状态只需要0.18uV/2.5秒的能量注入,监听状态则需要至少0.4uV。

3.Call Tone Mode(呼叫模式):该功能较简单,只是与对方建立联系。一般对讲机都有一个呼叫键,按下该键后将响起振铃声。从电路方面看,MCU接到按键信息后发出Call Tone 信号给扬声器,人们就会听到振铃声。同时, MCU送出CTCSS编码给对方。

4.Key Touch Mode(按键模式):这种模式下,发射通路关闭,如果VoX功能开启,则MIC部分电路保持开启状态,否则也关闭。Noise Detect部分开启,收集噪声信息。按键后,信号将送到扬声器,发出按键音。
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