CN105187081A - 一种车载对讲机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗干扰能力强，可靠性高、性能卓越的车载对讲机，其包括主机和手咪，主机包括铝合金外壳及设置于铝合金外壳内的主机电路；主机电路包括PCB板和设置于PCB板上的电路部分，电路部分包括天线端口、低通滤波器、收发射频开关、发射单元、接收单元、VCO和PLL频率合成器单元、音频和信令处理单元、音频功率放大器单元、扬声器、APC自动功率控制单元、显示单元、微处理器、D/A处理器、电源单元和接地系统。本发明于电源输入线、天线转接头、扬声器等采用多种电磁屏蔽和抑制射频干扰措施，能有效降低汽车上各种电磁干扰对车载对讲机的影响，降低各种射频干扰的影响，且具有过压保护、温控保护等功能。

Description

一种车载对讲机

本申请是“一种改进型车载对讲机”的分案申请，原申请的申请号为201410279177.X，申请日为2014.6.20。

技术领域

本发明涉及车载对讲机，具体涉及的是一种抗干扰能力强，可靠性高、性能卓越的改进型车载对讲机。

背景技术

车载对讲机距离远，组网应用距离更远，因此广泛应用在交通运输、社会服务业、救灾抢险、森林防火、应急通信等多个行业，是一种重要的无线通信工具。

汽车上电磁环境复杂，极大影响了车载对讲机的使用性能和使用体验，且不同汽车的电磁环境也不尽相同。电磁干扰一般包括汽车发动机产生的干扰信号，汽车上的电子设备产生的干扰信号，车载对讲机通过天线终端发出去的无线射频反馈回来的信号，以及从电源输入线传导来的外部干扰信号，以上各种干扰信号经电源输入线传导到车载对讲机干扰其正常工作，产生不必要的噪声；另外车载对讲机自身产生的射频干扰信号也会经电源输入线传导出去干扰汽车上的电子设备的正常工作。

现有车载对讲机汽车电源输入电磁干扰抑制，通常在电源输入线接到电路板上的正负极末端进行，即在电路板上正负极输入端的走线上串接磁珠，但是磁珠因为其尺寸大小限制了磁通量大小，对于高频干扰抑制效果不够彻底，造成对车载对讲机还是有较大的干扰。

车载对讲机的射频功率大，极易造成各种射频干扰自身的电路，特别是当天线失配的时候，实际使用中天线损坏失配造成反射功率大，干扰车载对讲机和损坏末级功率管的情况常有发生。

汽车电源电压波动较大，经常电源输入电压过高造成车载对讲机损坏，车载对讲机的额定电压为13.8V，而大货车的电瓶电压是24V，经常出现用在大货车时没有做24V到13.8V的降压，直接将24V接在车载对讲机引起车载对讲机烧坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种车载对讲机，其能有效降低汽车上的各种电磁干扰和射频干扰，保证车载对讲机之间的通话清晰并优化各种射频指标。

本发明的另一目的是提供一种车载对讲机，其能有效提高了车载对讲机的可靠性和实用性，提高用户满意度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种车载对讲机，包括主机和手咪，所述主机包括铝合金外壳及设置于铝合金外壳内的主机电路；所述主机电路包括PCB板和设置于PCB板上的电路部分，电路部分包括天线端口、低通滤波器、收发射频开关、发射单元、接收单元、VCO和PLL频率合成器单元、音频和信令处理单元、音频功率放大器单元、扬声器、APC自动功率控制单元、显示单元、微处理器、D/A处理器、电源单元和接地系统；

所述电源单元的正负极电源输入线上分别穿套有至少两个铁氧体磁环；

所述天线端口具有天线转接头，所述铝合金外壳上开设有安装孔，所述天线转接头穿设于此安装孔内并通过一法兰盘配合螺丝锁在所述铝合金外壳上；所述天接转接头伸入所述铝合金外壳内的一端套设有接地套，此接地套具有两个接地片，此两个接地片分设于所述天线转接头相应端的两侧并分别通过螺丝锁在电路板地网铜箔上，所述天线转接头上的一接地引脚与所述接地套焊接在一起，电路板地网铜箔通过所述接地套、所述天线转接头的所述接地引脚、所述法兰盘及用于锁所述法兰盘的螺丝与所述铝合金外壳相连接形成共地；

所述扬声器上覆盖有防磁盖；

所述APC自动功率控制单元的输入端连接于所述低通滤波器的信号反馈端，所述APC自动功率控制单元的输出端连接至发射单元的控制端，所述微处理器的输出端经所述D/A转换器连接至所述APC自动功率控制单元的控制端。

所述发射单元具有推动功率管和末级功率放大管，所述推动功率管、所述末级功率放大管和所述VCO和PLL频率合成器单元均于所述PCB板上良好接地；且所述推动功率管上覆设有屏蔽盖，所述末级功率放大管上覆设有纯铜镀银的上盖；所述VCO和PLL频率合成器单元中的VCO电路部分外围设有屏蔽框，其上罩设有屏蔽罩。

所述收发射频开关采用东芝高性能射频开关二极管，型号为JDP2S12CR。

所述主机电路的电路部分还包括温控保护单元，所述温控保护单元具有负温度系数电阻和热传导温度控制电路，所述负温度系数电阻安装于所述PCB板上靠近所述发射单元的末级功率放大管的位置，所述负温度系数电阻连接于所述热传导温度控制电路的输入端，所述热传导温度控制电路的输出端连接至所述APC自动功率控制单元的控制端。

所述显示单元中的LCD背光照明驱动电路采用恒流驱动电路。

所述电源单元经两级稳压后为所述微处理器提供工作电源；且所述微处理器的电压检测输入端连接有电压检测电路，所述微处理器的电源控制输出端连接有用以接通或断开所述电源单元的整机电源回路的开关电路。

所述手咪的键盘锁定开关和DTMF锁定开关均采用机械开关并均设置于所述手咪的正面。

所述手咪的PTT按键包括PTT键壳和弹性片，所述PTT键壳具有伸入所述手咪内部并对应所述手咪的发射开关的顶柱，所述弹性片的一端固定于所述手咪内，另一端为自由端并对应伸设于所述顶柱与所述手咪的发射开关之间；所述PTT键壳的一端内沿与所述PCB板相应部位的边沿相对应设置，且两者之间留有控制所述PTT键壳按压量的限位间隙。

所述PTT键壳的内沿与所述PCB板的相应侧边沿之间夹设有弹性缓冲限位垫。

采用上述方案后，本发明的车载对讲机，通过在电源单元的正负极电源输入线上分别穿套有至少两个铁氧体磁环，其磁通量大，对高频电磁干扰有较好的抑制作用，可有效滤除各种从汽车电源输入线传导来的高频电磁干扰声音，实际使用基本听不到从汽车发动机等传来的干扰声音；而且，本发明中对天线转接头进行有效接地，能很好地抑制射频干扰，保证车载对讲机之间的通话清晰；本发明在扬声器上覆盖有防磁盖，将整个扬声器基本密封屏蔽，有效防止喇叭的磁场影响车载对讲机工作和整机性能。本发明中的APC自动功率控制电路能在功率变化特别是天线失配的情况下保护车载对讲机，降低射频干扰。由于采用上述电磁屏蔽和抑制射频干扰措施，本发明的改进型车载对讲机能很好的适用于各种复杂的电磁环境和抑制射频干扰，保证车载对讲机之间的通话清晰并优化各种射频指标。

本发明中，推动功率管、末级功率放大管及VCO和PLL频率合成器单元均于PCB板上良好接地；且推动功率管上覆设有散热屏蔽盖，末级功率放大管的顶面覆设有纯铜镀银的散热屏蔽盖，VCO和PLL频率合成器单元中的VCO电路部分外围设有屏蔽框，其上罩设有屏蔽罩，进一步更好地抑制各种电磁和射频干扰。

本发明中，收发射频开关采用东芝高性能射频开关二极管，型号为JDP2S12CR。该射频开关二极管具有极低的射频导通电阻、低反射电容和高隔离度，极大提升了车载对讲机的射频性能。

本发明中，主机电路设有温控保护单元，其可有效控制车载对讲机的温度，避免过热引起车载对讲机损坏，提高车载对讲机的可靠性和使用寿命。

现有的车载对讲机中，显示单元中的LCD背光照明驱动电路采用恒压方式驱动，背光亮度不能调节可控。本发明中，显示单元中的LCD背光照明驱动电路采用恒流驱动电路，而恒流方式驱动背光的优点是背光亮度受控可变化，器件一致性差影响小，保证良好的背光均匀度，并且能提高器件的使用寿命和可靠性，易于看清LCD上显示的频率和本机当前工作状态。

本发明中，电源单元经两级稳压后为微处理器提供工作电源，有效防止瞬间高压损坏微处理器，提高整机的可靠性和稳定性。且微处理器的电压检测输入端连接有电压检测电路，微处理器的电源控制输出端连接有用以接通或断开电源单元的整机电源回路的开关电路。当输入电源电压过高的时候，微处理器的电源控制输出端将断开电源单元的整机电源回路的供电，实现过压保护，保证车载对讲机输入过高电压时不损坏，提升了可靠性。

本发明中，手咪的键盘锁定开关和DTMF锁定开关均采用机械开关并均设置于手咪的正面，驾驶员易于识别手咪当前的工作状态，有效保证键盘不误操作和驾驶安全。

本发明中，PTT按键结构采用PTT键壳和弹性片配合，并于PTT键壳的一端内沿与所述PCB板相应部位的边沿之间留有限位间隙，使得PTT按键操作舒适性好、弹性好、可靠性高。进一步地，于PTT键壳的内沿与所述PCB板的相应侧边沿之间夹设有弹性缓冲限位垫，更是提高了PTT按键操作舒适性、弹性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的整机电路原理框图；

图2为图1中显示单元的电路原理框图；

图3为图2中显示单元中的背光照明恒流驱动电路的具体电路图；

图4为图1中电源单元的局部电路原理框图；

图5为图4的具体电路图；

图6为本发明中主机的俯视图(省略上盖)；

图7为本发明中主机的俯视图(省略上盖和电路板)；

图8为本发明中主机的后视图；

图9为本发明中手咪的正面结构示意图；

图10为本发明中手咪的PPT按键的结构示意图。

具体实施方式

本发明的一种车载对讲机，包括主机100和手咪200，如图6、图7所示，所述主机包括铝合金外壳101及设置于铝合金外壳101内的主机电路，所述主机电路包括PCB板102和设置于PCB板102上的电路部分。如图1所示，主机电路的电路部分包括天线端口1、低通滤波器2、收发射频开关3、接收单元4、音频和信令处理单元5、音频功率放大器单元6、扬声器7、APC自动功率控制单元8、发射单元9、VCO和PLL频率合成器单元10、微处理器11、显示单元12、D/A转换器13、电源单元14、接地系统15和温控保护单元16。如图9、图10所示，手咪200包括外壳201及设置于外壳201内的手咪电路，手咪电路包括PCB板202和设置于PCB板202上的电路部分。如图1所示，手咪电路的电路部分包括手咪单元17和麦克风18。

本发明中，主机电路和手咪电路的基本电路框架为本领域的公知技术，在此不做详细展开。本发明的主要改进点在于对车载对讲机的各部件进行的细节改进，以改善车载对讲机的性能。具体如下：

如图4、图5、图6所示，电源单元14的正负极电源输入线上分别穿套有至少两个优质铁氧体磁环141。铁氧体磁环的规格以588车载对讲机为例，所采用的铁氧体磁环大小为H8mmxD外8mmxD内4mm，针对不同的车载对讲机铁氧体磁环的数量和大小要根据实际干扰情况调整。铁氧体磁环磁通量大，对高频电磁干扰有较好的抑制作用，本发明在正极和负极电源输入线上均至少穿套有2个优质的铁氧体磁环，能有效防止各种电磁干扰信号通过电源线传导到车载对讲机干扰其的正常工作，实现有效抑制各种高频电磁干扰。

天线端口1具有天线转接头，如图6、图7、图8所示，铝合金外壳101上开设有安装孔，天线转接头1a穿设于此安装孔内并通过一法兰盘1b配合螺丝锁在所述铝合金外壳101上。天接转接头1a伸入所述铝合金外壳101内的一端套设有接地套1c，此接地套1c具有两个接地片1d、1e，两个连接片1d、1e的相应端通过与两者一体相连的连接部连接在一起，此连接部围绕在天线转接头1a的相应端外，两个接地片1d、1e分设于所述天线转接头1a相应端的两侧并分别通过螺丝锁在电路板地网铜箔(图中未示出)上，所述天线转接头1a上的一接地引脚1f与所述接地套1c焊接在一起，电路板地网铜箔通过接地套1c、接地引脚1f、法兰盘1b及用于锁法兰盘1b的螺丝与所述铝合金外壳101相连接形成共地。

扬声器7上覆盖有防磁盖71，将整个扬声器7基本密封屏蔽，有效防止扬声器7的磁场影响车载对讲机工作和整机性能。

APC自动功率控制单元8的输入端连接于低通滤波器2的信号反馈端，所述APC自动功率控制单元8的输出端连接至发射单元的控制端，所述微处理器11的输出端经D/A转换器13连接至所述APC自动功率控制单元8的控制端。APC自动功率控制单元8通过检测发射单元9的未级功率放大器输出的功率变化，并生成相应的电压，反馈到自动功率控制单元8与来自微处理器11并经D/A转换器13转换的参考电压进行比较，得出结果控制发射单元9的推动放大器和未级功率放大器，使发射保持稳定的功率输出，从而能在功率变化特别是天线失配的情况下保护车载对讲机，降低射频干扰。

所述发射单元9具有推动功率管和末级功率放大管，所述推动功率管、所述末级功率放大管及所述VCO和PLL频率合成器单元10均于所述PCB板102上良好接地；且如图6所示，所述推动功率管上覆设有散热屏蔽盖9a，所述末级功率放大管的顶面覆设有纯铜镀银的散热屏蔽盖9b；所述VCO和PLL频率合成器单元中的VCO电路部分外围设有屏蔽框，屏蔽框上罩设有屏蔽盖10a。

具体地，所述末级功率放大管的底面(源极)贴在一纯铜镀银的接地底座上、顶面覆设有纯铜镀银的散热屏蔽盖9b，所述PCB板102上对应于所述末级功率放大管的安装位置开设有通孔，此通孔下方固定有散热平台，所述接地底座嵌在所述通孔内并叠置于此散热平台上，所述PCB板102上对应于所述散热屏蔽盖9b的四个角分别设置有接地焊盘，此四个接地焊盘与所述散热屏蔽盖9b的四个角分别对应焊接在一起；安装时，通过螺栓将散热屏蔽盖9b、接地底座和散热平台锁在一起，从而使得末级功率放大管的源极通过散热屏蔽盖9b、接地底座和螺栓进行可靠接地，实现了源极与PCB板102形成良好共地回路。所述推动功率管的源极焊盘直接焊在PCB板102的接地焊盘上。

VCO电路部分的屏蔽框、屏蔽盖10a及散热屏蔽盖9a的尺寸形状根据不同车载对讲机的具体电路分布采取相应的外形匹配之。纯铜镀银的散热屏蔽盖9b根据对应的末级功率放大管的外形进行匹配之。

所述推动功率管、所述末级功率放大管和所述VCO和PLL频率合成器单元10采取良好的接地措施并配合电磁屏蔽，可以很好的抑制各种电磁和射频干扰，适用各种复杂的电磁环境，保证车载对讲机之间的通话清晰。

本发明中收发射频开关3采用东芝高性能射频开关二极管，型号为JDP2S12CR。该开关二极管具有极低的射频导通电阻、低反射电容和高隔离度，极大提升了车载对讲机的射频性能。

麦克风18采用独立接地方式，有效降低外界噪声干扰。

显示单元12可以根据射频对显示电路的干扰情况决定是否在显示单元的电路板地网铜箔上增加多个接地弹片压到铝合金外壳上，从而实现加强显示单元电路地网的连接，增加接地片后可提高显示单元电路的抗射频干扰能力。

温控保护单元16具有负温度系数电阻161和热传导温度控制电路162，所述负温度系数电阻161安装于所述PCB板102上靠近发射单元9的末级功率放大管的位置，所述负温度系数电阻161连接于所述热传导温度控制电路162的输入端，所述热传导温度控制电路162的输出端连接至所述APC自动功率控制单元8的控制端。温控保护单元16可有效控制车载对讲机的温度，避免过热引起车载对讲机损坏，提高车载对讲机的可靠性和使用寿命。

现有的车载对讲机中，显示单元的LCD照明驱动电路采用恒压方式驱动，背光亮度不能调节可控。如图2、图3所示，本发明中，显示单元12的LCD照明驱动电路采用恒流驱动电路，恒流方式驱动背光的优点是背光亮度受控可变化，器件一致性差影响小，保证良好的背光均匀度，并且能提高器件的使用寿命和可靠性，易于看清LCD上显示的频率和本机当前工作状态。而且采用图3中电路LED照明颜色有三种颜色可选。LCD液晶驱动电路U3采用上海贝岭控制和驱动ICBL55076或BL55077，该IC采用双向二线式串行总线通信，驱动能力强，外围器件少。

如图4、图5所示，所述电源单元14经两级稳压后为所述微处理器11提供工作电源。提供给微处理器11(U2)用的5M电源由两级稳压电路(U1和D4)稳压后供给，当电源接通时，13.8V输入的电源经一个低功耗耐高压的5V三端稳压器(U1)稳压再由第二个5.6V稳压二管(D4)稳压,防止脉冲式高压损坏微处理器，电源经稳压后供给微处理器用，此5M电源一直保持常输出。微处理器11采用双重稳压(稳压器U1和稳压管D4)保护电路，有效防止瞬间高压损坏微处理器，提高整机的可靠性和稳定性，稳压器U1选用低功耗耐高压的CE6275A50或HT7550-1芯片，CE6275A50或HT7550-1低功耗高耐压稳压器关机电流小于10mA，避免长时间汽车未使用将车载电池耗尽。电源单元14还设有过压保护检测，微处理器U2的电压检测输入端(P03)连接有电压检测电路，微处理器U2的电源控制输出端(P20)连接有用以接通或断开电源单元14的整机电源回路的开关电路(Q103、Q100)。工作时，当16.5V或更高的电压被提供给电源电缆，此电压被分压电阻R14、R15、R16分压，分压后的电压经电阻R13输入到微处理器U2的电压检测输入端，稳压二极管D2具有保护微处理器电压检测输入端不会因输入的汽车电源电压过高而损坏其端口的作用。微处理器U2检测所输入的电压是否高于预设值，当高于预设值则判断出车载对讲机输入电压过高，微处理器U2的电源控制输出端输出控制信号使开关管Q100关闭，电源断开，车载对讲机无法开机工作，从而使得当输入电源电压大大高于额定电压13.8V时，车载对讲机不会因输入电压过高而产生损坏，可靠性和稳定性优于同类产品。

如图9所示，手咪200的键盘锁定开关203和DTMF锁定开关204均采用机械开关并均设置于手咪200的正面。驾驶员易于识别手咪当前的工作状态，有效保证键盘不误操作和驾驶安全。

如图10所示，手咪的PTT按键包括PTT键壳205和弹性钢片206，所述PTT键壳205具有伸入所述手咪200内部并对应所述手咪的发射开关207的顶柱208，所述弹性钢片206的下部一体成型有两个安装环206a，通过此两个安装环206a配合螺丝将弹性钢片206的下部锁固于所述手咪200内，弹性钢片206的上端为自由端并对应伸设于所述顶柱208与所述手咪的发射开关207之间；所述PTT键壳205的一端内沿与所述PCB板202相应部位的边沿相对应设置，且两者之间留有控制所述PTT键壳按压量的限位间隙20a。通过上述结构使得PTT按键操作舒适性好、弹性好、可靠性高。并在所述PTT键壳205的内沿与所述PCB板202的相应侧边沿之间夹设有弹性缓冲限位垫209，更是提高了PTT按键的操作舒适性、弹性和可靠性。

Claims (7)

1.一种车载对讲机，包括主机和手咪，所述主机包括铝合金外壳及设置于铝合金外壳内的主机电路；所述主机电路包括PCB板和设置于PCB板上的电路部分，电路部分包括天线端口、低通滤波器、收发射频开关、发射单元、接收单元、VCO和PLL频率合成器单元、音频和信令处理单元、音频功率放大器单元、扬声器、APC自动功率控制单元、显示单元、微处理器、D/A处理器、电源单元和接地系统；其特征在于：

所述电源单元的正负极电源输入线上分别穿套有至少两个铁氧体磁环；

所述天线端口具有天线转接头，所述铝合金外壳上开设有安装孔，所述天线转接头穿设于此安装孔内并通过一法兰盘配合螺丝锁在所述铝合金外壳上；所述天接转接头伸入所述铝合金外壳内的一端套设有接地套，此接地套具有两个接地片，此两个接地片分设于所述天线转接头相应端的两侧并分别通过螺丝锁在电路板地网铜箔上，所述天线转接头上的一接地引脚与所述接地套焊接在一起，电路板地网铜箔通过所述接地套、所述天线转接头的所述接地引脚、所述法兰盘及用于锁所述法兰盘的螺丝与所述铝合金外壳相连接形成共地；

所述扬声器上覆盖有防磁盖；

所述APC自动功率控制单元的输入端连接于所述低通滤波器的信号反馈端，所述APC自动功率控制单元的输出端连接至发射单元的控制端，所述微处理器的输出端经所述D/A转换器连接至所述APC自动功率控制单元的控制端；

所述发射单元具有推动功率管和末级功率放大管，所述推动功率管、所述末级功率放大管和所述VCO和PLL频率合成器单元均于所述PCB板上良好接地；且所述推动功率管上覆设有屏蔽盖，所述末级功率放大管上覆设有纯铜镀银的上盖；所述VCO和PLL频率合成器单元中的VCO电路部分外围设有屏蔽框，其上罩设有屏蔽罩；

所述收发射频开关采用东芝高性能射频开关二极管，型号为JDP2S12CR。

2.根据权利要求1所述的一种车载对讲机，其特征在于：所述主机电路的电路部分还包括温控保护单元，所述温控保护单元具有负温度系数电阻和热传导温度控制电路，所述负温度系数电阻安装于所述PCB板上靠近所述发射单元的末级功率放大管的位置，所述负温度系数电阻连接于所述热传导温度控制电路的输入端，所述热传导温度控制电路的输出端连接至所述APC自动功率控制单元的控制端。

3.根据权利要求1所述的一种车载对讲机，其特征在于：所述显示单元中的LCD背光照明驱动电路采用恒流驱动电路。

4.根据权利要求1所述的一种车载对讲机，其特征在于：所述电源单元经两级稳压后为所述微处理器提供工作电源；且所述微处理器的电压检测输入端连接有电压检测电路，所述微处理器的电源控制输出端连接有用以接通或断开所述电源单元的整机电源回路的开关电路。

5.根据权利要求1所述的一种车载对讲机，其特征在于：所述手咪的键盘锁定开关和DTMF锁定开关均采用机械开关并均设置于所述手咪的正面。

6.根据权利要求1所述的一种车载对讲机，其特征在于：所述手咪的PTT按键包括PTT键壳和弹性片，所述PTT键壳具有伸入所述手咪内部并对应所述手咪的发射开关的顶柱，所述弹性片的一端固定于所述手咪内，另一端为自由端并对应伸设于所述顶柱与所述手咪的发射开关之间；所述PTT键壳的一端内沿与所述PCB板相应部位的边沿相对应设置，且两者之间留有控制所述PTT键壳按压量的限位间隙。

7.根据权利要求6所述的一种车载对讲机，其特征在于：所述PTT键壳的内沿与所述PCB板的相应侧边沿之间夹设有弹性缓冲限位垫。