全双工对讲机 原理

有线双工对讲机电路图

http://www.ic72.com/news/2009-07-17/141481.html

图1是一款适合电子爱好者自制的有线双工对讲机(又可称有线对讲电话机)电路图。该机有呼叫、双向对讲、微功耗待机等功能，适于在公众通讯网络覆盖的盲区及有特殊要求的场所做专用通话工具。

    电路包含：话筒电路、话筒放大电路、消侧音电路、功率放大电路、振铃电路等单元电路。

    按图1电路制作两部对讲机，用两根导线，按正确的极性连接起来，就构成一对一有线通话系统。

    工作原理

    将两部对讲机挂机(开关s1置2处“挂机”状态)，合上电源开关S2，系统处于待机状态。

    系统中两部对讲机，无主机、分机的区别。在系统处于待机时，先摘机的一方为主叫方，另一方为被叫方。现约定：元件代号加“'”者为被叫方元件，无“'”为主叫方元件。

    特机工作时，电池组GB、GB'给振铃电路供电；扬声器BL、BL'接在VT4、VT4'的发射极回路中，因电阻R9、R9'将铃声集成电路的控制端TG、TG'置低电位，故IC2、IC2'无铃声信号输出，BL、BL'均不发音。C13、C13'可防止突发干扰脉冲误触发振铃电路。

    一方要与对方通话时，应先摘机(将Sl置1处“通话”)，此时，主叫方振铃电路失去工作电压；而通话电路(图1中话筒电路、话筒放大电路、消侧音电路、功率放大电路、通话指示灯电路、呼叫键)均得电工作，通话指示灯VD2发光；扬声器BL转接到IC1的输出回路中；按下呼叫键SB主叫方的正电压，通过联接线L1、R8'给被叫方的振铃电路TG'提供触发信号，当C13'上的电位达到触发门限电平时，IC2'被触发，OUT'端输出铃声信号，经VT4'放大，推动扬声器BL'发出呼叫提示音。被叫方听到呼叫后摘机(将s1'拨至“通话”)，被叫方振铃电路失去工作电压；扬声器BL'被转接到IC1'的输出回路中，呼叫提示音停止。此时，被叫方通话电路也获得工作电压，通话指示灯VD2'发光，系统完成一轮呼叫，双方可进行无转换交谈式通话，而单工系统中双方只能在收/发转换间进行应答式通话。通话结束，双方均应可靠地挂机(把s1、s1'重新置于“待机”)，等待下一次呼叫通话。挂机后，通话指示灯熄灭，任何一方挂机不可靠，将影响对方呼叫。

    当双方都置于“通话”时，任何一方按动呼叫键，都不会触发对方振铃电路，由于传输耦合电容C7、C7'的隔直流作用，也不会对正常通话有任何影响。只有当系统的一方处于“通话”，而另一方处于“待机”时，处于通话的一方（主叫方），按下呼叫键，才会使处于待机的一方（被叫方）的振铃电路被触发，使BL'发出呼叫提示音。

    单元电路简介

    BM采用驻极体话筒，其电声性能优良，需对内置场效应晶体管提供工作电压。图1中R1、RP1、C1组成话筒供电电路。C1为滤波电容；调节RP1可改变话筒拾音灵敏度。

    VT1、VT2构成直接耦合、复合偏置、深度负反馈话筒放大器。这种电路结构，工作点稳定、低频响应好、电路简单、调试方便。R2是VT1的集电极负载电阻，同时又为VT2提供基极偏置；R3、R6分别是VT1、VT2的发射极串联电流负反馈电阻，R4跨接在VT1基极及VT2发射极之间，既是并联负反馈电阻，又为VT1提供直流偏置。C4用来防止放大器自激，C3可抑制高频噪音。C5为低频信号提供通路。

    经两级放大的音频信号直接耦合到由VT3、T构成的消侧音电路。在VT3的射极回路中接有消侧音变压器T的初级线圈，C6为高频旁路电容。射随电路输出阻抗低，输入阻抗高，且信噪比高，同时消侧音较为彻底。“侧音” 是指在双工通话时，本方的受话器(扬声器或耳机)中，听到自己的声音，这种声音形成电声反馈，就会干扰正常的通话。因而在电话电路中，应尽量减少侧音干扰。与之相应的电路称为消侧音电路。图2是本文消侧音电路的等效电路，射随器相当于一个低内阻的信号源，设该信号源为正弦波交流信号，经电磁耦合，在T的次级产生大小相等，相位相反的两个正弦波信号，这两个信号加在负载电位器RP2的两端，调节RP2的动端A，使其正弦波在A点的合成输出为零。这样，加在T初级的信号就不能由A端进入到本方的功率放大电路。而只能经耦合电容C7向对方输送。同理，由对方消侧音电路送来的信号就可经A端进入本方的功率放大电路。

    功率放大器IC1是一个可单电源供电的小功率功放集成电路LM386，电源电压为9V时，可给8Ω负载提供250mW 的功率。RP3为音量控制电位器，接入R7、C11可以改变输出频率特性。扬声器BL与振铃电路公用，由开关s1-2控制。

    本机为直流供电方式，在有交流电的地区，应尽量改为交/直流适配器供电。话筒电路、话筒放大器、消侧音电路由R11、VD1、C15、C16构成的稳压电路供电。

    R10、VD2组成通话指示灯电路，“挂机”时VD2应熄灭.“摘机”时应发光，目的是直观地显示对讲机的工作状态。

    元器件选择与调试

    本机选用通用性元器件：VT1～VT4为β=40-60的NPN小功率三极管；电阻可选0.25W 的各类型均可；电容C7的耐压应为交流600V以上，其余的耐压大于16V就行了。消侧音变压器T可用晶体管收音机用的推挽输出变压器，初、次级反过来使用，负载阻抗8Ω，初、次级比为2×3:1的最好，亦可自己绕制；开关S1为2×2的拨动开关，或电话机专用叉簧开关。

    调试时，取VT1的集电极电流为0.6～1mA，VT2的Ic2=0.8～2mA，改变R4可调整放大器的总增益，但R4过大将会使VT1截止。

    消侧音电路的调试稍复杂一点，在T的原边加入0.5Vp-p的音频信号，将功放音量调至最大，调节RP2使功放输出越小越好。

双工对讲机电路图

本文介绍的无线对讲机为调频准双工方式，工作频率为30MHz频段，采用声控电子开关，方便、节能、电路简单，工作电压为3～9V，发射功率1～5W。

工作原理  该无线对讲机的接收和发射分为两个相对独立的部分，仅天线匹配网络为发射与接收共用。

  发射部分由话筒放大电路、电子开关、功率放大电路、发射电路及天线匹配网络组成。发话时，语音由驻极体话筒MIC检出，经三极管V1放大后，由C3耦合输出，并分成两路。一路经D1、D2、C5组成的倍压整流电路变成直流电压去开启由V2、V3及其外围元件组成的电子开关，使音频功放集成电路IC1和由V6、V7、V8及其外围元件组成的发射电路得电而工作；另一路由C4耦合到IC1进行功率放大后，经C9送到由三极管V6、变容二极管VD6及晶体JT等元件组成的振荡和倍频电路变成30MHz调频波，由L3、C16选出，经C17耦合到由V7及其外围元件组成的丙类激励级进行激励放大，再经C19耦合到由V8及其外围元件组成的丙类功放电路进行功率放大，放大后的射频信号通过L8和C23串联谐振电路后，经C24～C26及L9、L10组成的天线匹配网络向外发射出去。

  接收部分由天线匹配网络、调频接收电路、电子开关和音频功放电路组成。天线接收到的约30MHz的高频信号由C27耦合到调频接收专用集成电路TA8164P，经过高放、本振、混频、中放和鉴频后，从IC2的脚输出音频信号，经C11后分成两路。一路经VD3、VD4、C6组成的倍压整流电路变成直流电压，去开启由V4、V5及其外围元件组成的电子开关，使功放电路IC1得电而工作。另一路由C12耦合到IC1，经功率放大后的音频信号由C10耦合输出，推动喇叭发声。

  图中的VD5为隔离二极管，其作用是当由V4、V5组成的电子开关开启时，不让发射电路误导通，起到节能和保护发射电路的作用。

  图中虚线框内的R23和C28是为防止功放自激、喇叭啸叫而设置的。如果功放不自激、喇叭不啸叫就可省去。

  元件选择  V3、V4也可用三极管9012，V7也可用3DA106A，V8也可用3DA107A，JT选用频率为10MHz的晶体。

  发射频率主要由L3、C16及L8、C23共同决定。为缩小整机的体积，所有元件，尤其是电阻和电容尽量选用小型或超小型的，并且严格筛选。

  调试方法  先调发射部分，后调接收部分。首先作近距离调试，可先固定一机的接收部分，细调另一机的发射部分，微调频率敏感元件L3、C16及L8、C23，使一机能收到话音，然后再微调接收部分的频率感敏元件L1、L2和双联可调电容，使声音最清晰。再作远距离调试，可拉开一定距离（1～2公里）进行更细致的微调，使发射与接收效果最佳为止。 

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全双工（Full Duplex）是指在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，这好像我们平时打电话一样，说话的同时也能够听到对方的声音。目前的蓝牙对讲机一般都支持全双工。
半双工（Half Duplex），所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生，举个简单例子，一条窄窄的马路，同时只能有一辆车通过，当目前有两量车对开，这种情况下就只能一辆先过，等到头儿后另一辆再开，这个例子就形象的说明了半双工的原理。普通对讲机、以及早期集线器等设备都是基于半双工的产品。随着技术的不断进步，半双工会逐渐退出历史舞台。
单工通信是指通信线路上的数据按单一方向传送。

全双工对讲机使用交换机组网，交换机本身有类似PC机CPU的数据交换处理器，能够识别连接到交换机各端口上的网络设备的MAC地址，能够实现点到点的专用连接，所以能够实现全双工操作。但值得注意的是，如果要实现全双工，交换机的端口不能和集线器相连，否则这个端口也只能工作在半双工状态下。
全双工（Full Duplex）是通讯传输的一个术语。通信允许数据在两个方向上同时传输，它在能力上相当于两个单工通信方式的结合。全双工指可以同时（瞬时）进行信号的双向传输（A→B且B→A）。指A→B的同时B→A，是瞬时同步的。
与其相对的概念即为单工和半双工
单工就是在只允许甲方向乙方传送信息，而乙方不能向甲方传送 。（比喻汽车的单行道。）
半双工就是允许甲和乙向对方发送信息，但不能同时进行。（比喻拥堵的双行线）