声控对讲机

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对讲机是用在近距离需要互相通话的场所,例如工厂的车间与调度室之间,机关的传达室与办公室之间,医院的候诊室与治疗室之间等等,都可以使用。它的特点是不必用手拿着听筒和话筒,可以一面工作一面讲话,所以比使用“专用电话机”简便。

一般对讲机讲话与听话变换的操作都要由所指定的一方(即放着对讲机的一方称为主机)来控制“听话棗讲给”开关,被问话者(即只放着扬声器的一方称为分机)不能主动发言。另外如主机讲话或听话完毕后,忘记扳动或者扳错“听话棗讲话”开关的位置,则不能继续听话或讲话。

假如能够利用双方讲话人的声音来自动控制“听话棗讲话”开关应有的位置,而不是由所指定的一方来板动“听话棗讲话”开关,那么就可以由任何一方随时控制对讲机和对方讲话。这里介绍的对讲机就是为了这个目的而设计的,其电路原理如图1所示。

图1
图1 🔍原图 (1107×642)

在电路的起始状态,甲乙两方的放大器都处在准备工作的情况,继电器RLA和RLB的簧片组都与接点1相接。如果甲方先对着扬声器(这时当做电动话筒使用)发言,经过甲方放大器放大的信号分成两路输出,一路经甲方整流器整流为负的直流电压,并经过一定的延时加在甲方控制管的栅板上,使甲方控制管的屏流截止,因而使RLB绕组中的电流减少到使簧片组B\(_{Ⅰ}\)桞Ⅲ离开1而与接点2相接。这时B\(_{Ⅰ}\)Ⅱ将乙方的扬声器转接在甲方输出极的输出端。同时B\(_{Ⅲ}\)将乙方放大器的输入端接地,因此乙方放大器完全停止工作并防止了相互串音与振荡的可能。至此全部完成了由甲方发言,乙方听话的变换动作。

在甲方发言的过程中,由于在甲方控制管前接有延时电路,当声音暂短中断的期间内,控制管栅极上的负压不会马上消失,所以保证了RLB及各电路均暂时处于不变状态。如没有这种延时电路,将使乙方扬声器中听到发音不完全的断续语声。

当甲方发言完毕或暂时告一段落,语音中断超过23秒后,甲方控制管栅极上的负压逐渐消失,屏流增大吸动RLB的簧片组,断开接点2而与接点1接触。这时电路恢复了原来的起始状态,以备甲方第二次发言或乙方开始发言。在乙方发言的过程中一切情况与上述过程相似,所不同的是乙方放大器工作和RLA动作。

图一所示的电路,表示由甲方讲话,乙方听话的情况。各方框之间带有箭头的连线,表示各个正在工作中的单元电路相互之间的关系。

图2
图2 🔍原图 (1424×796)

这部对讲机的实际电路如图2所示。由于甲乙双方需要两套相同的设备,因此除了公用的高压整流管以外,均采用双三极管,这样可以节省电子管的数量和缩小体积。在甲乙双方相同的各级中均使用同一个复合管,是为了防止高增益放大器各级间,通过电子管内部杂散耦合所引起的振荡和简化高压滤波设备。

图2电路是双方都处于准备讲话的起始状态。各单元电路部分简述如下:

(1)甲乙方向放大器。以4寸或5寸永磁扬声器作电动话筒使用,其输出电压约为0.002伏。当话筒接线延长数十米时,可能减弱到0.001伏,控制管(V4A和V4B)屏流截止时所需的栅压为负10伏,因此放大器的总增益倍数约需10000倍,以三级三极管(V\(_{1A}\)、V2A、V\(_{3A}\)和V1B、V\(_{2B}\)、V3B)放大可以满足需要。V\(_{1}\)管的阴极直接接地,是为了降低第一级的交流声,即使阴极与灯丝间有漏电现象,也不致严重的影响后面各级。两级间的耦合电容用得较小,是为了降低50赫交流的干扰。

(2)阴极输出的功率级。V\(_{5A}\)和V5B为功率输出级,其输出电路接在阴极是因为该栅极上所得到的音频电压已经足够大,为了避免失真和把可能回授给第一级的正反馈减至最小,这样做是有好处的。同时也降低继电器动作时在接点上所产生的火花干扰。虽然输出功率要小一些以及输出变压器和它不太匹配,但是已能满足对讲机所需要的功率和对失真的要求了,其输出功率约半瓦左右。

(3)甲乙方整流器及延时电路。整流器采用晶体二极管(D\(_{1}\)、D2),一般反向电压能达到30伏以上的面接触或点接触型的晶体管都可使用。

被放大的音频电压其正向部分被晶体管短路至地,负向电压要很快的在电容器C上充电到V\(_{4}\)控制管栅极上所需的负压,所以C的容量不能用得太大,否则要延长开始讲话的时间。但在语音瞬时停止时要起延时2秒的作用,这就要求晶体管反向电阻要大。由于晶体管型号或特性的不同,C的容量只能预计为0.5微法左右,实际容量应在实验时加以调整,以得到最满意的延迟时间。

(4)甲乙方控制管和继电器。V\(_{4A}\)和V4B控制管的屏流和所需的栅极截止电压,应视继电器的规格而有所不同,在它的阴极电路串有可变电阻,目的是为了配合使用的继电器,一般在30毫安范围内起动的三刀双向直流继电器都可应用。灵敏的可将R\(_{K}\)调大一些,反之可将RK减小,这就能使栅极上所加的控制负压和继电器所需的屏流变化互相配合。

(5)装机时应注意的部分。注意各元件的合理安排,接线应短捷。在继电器各接点上几条引线要使用屏蔽线。对讲机最好放在甲乙两方的是间地点,以求得到最大的通话距离和相似的音量。高速两个控制音量的电位器以得到所需的音量和合适的灵敏度。

扬声器要装在开口不大的木箱里,以使只有“讲话人”对它发话时对讲机的控制管才起作用,而室内其他杂声则不易起作用。架喇叭传送线时应注意远离电力线,和不与它平行,最好使用屏蔽线。输出变压器的外壳也要加以屏蔽

此机如配置适当的线间变压器,通话距离可增至数百米。(王懋诩)