一种机载通信电台与机内通话器的音频信号匹配器的制作方法

本实用新型属于机载电子设备技术领域，具体涉及一种机载通信电台与机内通话器的音频信号匹配器。

背景技术：

机载通信电台、机内通话器是飞机上的重要通信设备，其中机载通信电台用于完成飞机与地面(舰面)之间、飞机与飞机之间的通信联络，机内通话器用于完成飞机机组成员之间的内部通话联络，并对通信电台等机载电子设备的音频信号进行控制管理。机载通信电台包括超短波电台和短波电台，其中超短波电台工作在甚高频(vhf)、超高频(uhf)频段，用于在近距离范围内实现对外通信联络；短波电台工作在高频(hf)频段，用于在中、远距离范围内实现对外通信联络。

在多机组成员的飞机上，通信电台(超短波电台、短波电台)与机内通话器之间存在音频信号交联关系。目前，无专门的数据规范标准对机载通信电台、机内通话器的音频输入/输出信号特性数据进行约定，不同型号的超短波电台、短波电台和机内通话器，其音频输入/输出接口信号的特性数据(阻抗值、电压幅度值等)并不一定相同(若不相同，称为音频信号不匹配)，在飞机上装机应用时，存在通信电台与机内通话器之间音频信号的匹配性分析、论证和匹配电路设计(需要时)问题。通常，机内通话器设备的生产厂家根据装机的通信电台产品的音频输入/输出信号的阻抗值、幅度值等数据，来适应性地确定自身的音频信号特性数据(与通信电台产品的音频输入/输出信号的阻抗值、幅度值相同)，解决机载通信电台与机内通话器二者之间的音频信号匹配问题。

上述方案必然带来这样的问题：当飞机的原有通信电台(超短波电台、短波电台)需要升级换装为新型通信电台，而机上的机内通话器仍沿用、保持不变时，就需要对新装通信电台与飞机原机的机内通话器之间的音频信号匹配性进行分析、论证，如果新装通信电台与飞机原机的机内通话器之间的音频信号不匹配，则需要进行音频信号匹配电路设计和音频信号匹配器部件的研制工作，实现新装通信电台与飞机原机的机内通话器之间的音频信号匹配功能，而设计新的音频信号匹配电路和研制新的音频信号匹配器费时费力，增加成本。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种机载通信电台与机内通话器的音频信号匹配器，以解决目前机载通信电台、机内通话器的音频输入/输出接口信号无数据规范标准约定，不同型号的通信电台(超短波电台、短波电台)和机内通话器，其音频输入/输出接口信号的特性数据(阻抗值、幅度值等)不相同，当飞机的原有通信电台(超短波电台、短波电台)升级换装为新型通信电台，而机上的机内通话器仍保持不变时，机内通话器的音频输入/输出信号与新装电台收发机的音频输出/输入信号存在特性数据(阻抗值、幅度值等)不匹配，需要进行音频信号匹配电路设计和音频信号匹配器部件研制的问题。

本实用新型提供的一种机载通信电台与机内通话器的音频信号匹配器，包括电台发信号处理电路、电台收信号处理电路和信号转接线路，所述电台发信号处理电路用于通信电台接收机音频输出信号到机内通话器耳机音频输入信号的平衡信号转非平衡信号、功率放大和阻抗匹配，所述电台收信号处理电路用于机内通话器话筒音频输出信号到通信电台发射机音频输入信号的幅度放大、非平衡信号转平衡信号和阻抗匹配，所述信号转接线路用于外部接口信号到电台发信号处理电路和电台收信号处理电路的信号转接。

优选的，所述电台发信号处理电路包括依次连接的平衡信号转非平衡信号电路、功率放大电路、阻抗匹配电路。

优选的，所述电台收信号处理电路包括依次连接的运算放大电路、非平衡信号转平衡信号及阻抗匹配电路，以及供电电路。

优选的，所述信号转接线路包括19芯信号转接插座和55芯信号转接插座。

优选的，参照说明书附图图3，所述平衡信号转非平衡信号电路由电阻r1、电阻r2、变压器t1、电位器rp1组成，所述变压器t1的1端连接电阻r1、4端连接电阻r2、5端连接电位器rp1的1脚、8端接地，所述电位器rp1的3脚接地、2脚接电阻r3的一端；所述功率放大电路由电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、变压器t2、电容c1、电容c2、电容c3、三极管q1、三极管q2组成，所述变压器t2的1端接电阻r3的另一端、4端接地，所述变压器t2的5端分别连接电阻r7、电容c3的一端以及三极管q1的基极，所述变压器t2的8端分别连接电阻r7、电容c3的另一端以及三极管q2的基极，所述变压器t2的6端分别连接电阻r5、电阻r6的一端，所述电阻r5的另一端接28v电源，所述电阻r6的另一端连接电阻r4的一端，所述电阻r4的另一端接地，所述电容c1、电容c2的一端分别接28v电源，另一端分别接地，所述三极管q1的发射极连接电阻r8、电阻r10的一端，所述三极管q2的发射极连接电阻r9的一端以及电阻r10的另一端，所述电阻r8、电阻r9的另一端连接28v电源；所述阻抗匹配电路由变压器t3、电容c4组成，所述变压器t3的1端连接三极管q1的集电极、4端连接三极管q2的集电极、2端接地、5端连接电容c4的一端、8端接地，电容c4的另一端接地。

优选的，参照说明书附图图6，所述运算放大电路包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、运算放大器u1a，所述运算放大器u1a的第1引脚分别连接电阻r5、电容c3、电容c4的一端，所述运算放大器u1a的第2引脚连接电阻r1的一端以及电容c3、电阻r5的另一端，所述运算放大器u1a的第3引脚连接电阻r2的一端，所述运算放大器u1a的第4引脚接地、第8引脚连接12v电源，所述电阻r1的另一端连接电容c1，所述电阻r2的另一端连接电阻r3、电阻r4、电容c2，所述电阻r3的另一端接12v电源，所述电阻r4、电容c2的另一端均接地；所述非平衡信号转平衡信号及阻抗匹配电路包括变压器t1，所述变压器t1的1端与电容c4连接、4端接地，所述变压器t1的5端、8端作为输出端。

优选的，参照说明书附图图7，所述供电电路包括12v电源电路和3v机内通话器话筒供电电路，所述12v电源电路包括二极管v1、电阻r12、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、稳压器d1，所述二极管v1正极端接28v电源，负极端接电阻r12，所述电阻r12另一端接电容c5、电容c6以及稳压器d1的第1引脚，所述稳压器d1的第2引脚接地、第3引脚连接电容c7、电容c8，所述电容c5、电容c6、电容c7、电容c8的另一端均接地。

优选的，参照说明书附图图7，所述3v机内通话器话筒供电电路包括电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14、电阻r13、电阻r14、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电感l1、稳压器d2，所述电容c9的一端、电容c10的一端、稳压器d2的第1引脚均接12v电源，所述稳压器d2的第2引脚连接电容c11、电容c12、电感l1，所述稳压器d2的第3引脚接地，所述电感l1的另一端连接电容c13、电容c14、电阻r13、电阻r14，所述电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14、电阻r13的另一端均接地，所述电阻r14另一端接电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电容c1，所述电阻r6另一端接机内通话器话筒1输出、电阻r7另一端接机内通话器话筒2输出、电阻r8另一端接机内通话器话筒3输出、电阻r9另一端接机内通话器话筒4输出、电阻r10另一端接机内通话器话筒5输出、电阻r11另一端接机内通话器话筒6输出。

本实用新型的有益效果：在飞机通信电台(超短波电台、短波电台)升级换装时，无需重新设计通信电台与机内通话器之间的音频信号匹配电路，直接将通信电台和机内通话器与本实用新型的音频信号匹配器连接即可实现音频信号匹配，节省电路设计成本，提高工作效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的连接关系示意图；

图2为电台发信号处理电路功能模块组成图；

图3为电台发信号处理电路电路图；

图4为实施例电台发信号处理电路电路图；

图5为电台收信号处理电路功能模块组成图；

图6为电台收信号处理电路电路图；

图7为实施例电台收信号处理电路电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，不能理解为对本实用新型具体保护范围的限定。

本实施例以将运输型飞机上原有2部接收机音频输出信号为7.07/500ω(平衡)，发射机音频输入信号为(100～200)mv/500ω(平衡)的短波电台升级换装为接收机音频输出信号为7.8v/600ω(平衡)，发射机音频输入信号为780mv/600ω(平衡)的短波电台，或者将原有2部接收机音频输出信号为7.07v/500ω(平衡)，发射机音频输入信号为(100～200)mv/500ω(平衡)的超短波电台升级换装为接收机音频输出信号为7.8v/600ω(平衡)，发射机音频输入信号为780mv/600ω(平衡)的超短波电台，而机上的机内通话器保持不变，机内通话器耳机音频输入信号为(45～60)v/20kω(非平衡)，话筒音频输出信号为500mv/150ω(非平衡)为例来解释说明本专利的机载通信电台与机内通话器的音频信号匹配器。

本实施例的机载通信电台与机内通话器的音频信号匹配器需要设计2路“7.8v/600ω(平衡)转(45～60)v/20kω(非平衡)音频信号匹配电路”，完成短波电台或者超短波电台的接收机音频输出信号与机内通话器的耳机音频输入信号幅度与阻抗相匹配；还需要设计2路“500mv/150ω(非平衡)转780mv/600ω(平衡)音频信号匹配电路”，完成机内通话器的话筒音频输出信号与短波电台或者超短波电台的发射机音频输入信号幅度与阻抗相匹配。

实施例

本实施例的机载通信电台与机内通话器的音频信号匹配器包含两路7.8v/600ω(平衡)转(45～60)v/20kω(非平衡)音频信号匹配电路和两路500mv/150ω(非平衡)转780mv/600ω(平衡)音频信号匹配电路，使用本实施例的机载通信电台与机内通话器的音频信号匹配器即可满足2部短波电台或者2部超短波电台升级换装需求。

参照图1，本实施例的音频信号匹配器与两部通信电台(短波电台或超短波电台)连接，与机内通话器的六个机通控制盒连接，所述音频信号匹配器包括两路电台发信号处理电路，即两路7.8v/600ω(平衡)转(45～60)v/20kω(非平衡)音频信号匹配电路，两路电台收信号处理电路，即两路500mv/150ω(非平衡)转780mv/600ω(平衡)音频信号匹配电路，和信号转接线路。所述信号转接线路包括19芯信号转接插座和55芯信号转接插座，19芯信号转接插座接口定义如表1所示：

表1音频匹配器19芯信号插座接口定义表

55芯信号转接插座接口定义如表2所示：

表2音频匹配器55芯信号插座接口定义表

参照图2，由于输入信号是7.8v/600ω平衡信号，而输出信号是(45～60)v/20kω非平衡信号，因此电路中首先需要设计平衡信号转非平衡信号电路；由于运输型飞机上是多机组乘员，需要多副耳机负载同时工作，所以需要设计音频信号功率放大电路，用于对音频信号进行功率放大；由于音频功率放大电路的输出阻抗需要与耳机阻抗进行匹配、实现功率的有效传输，因此需要设计阻抗匹配电路。所以电台发信号处理电路包括依次连接的平衡信号转非平衡信号电路、功率放大电路、阻抗匹配电路。

参照图4，本实施例的一路平衡信号转非平衡信号电路由电阻r1、电阻r2、变压器t1、电位器rp1组成，所述变压器t1的1端连接电阻r1、4端连接电阻r2、5端连接电位器rp1的1脚、8端接地，所述电位器rp1的3脚接地、2脚接电阻r3的一端。

本实施例的另一路平衡信号转非平衡信号电路由电阻2r1、电阻2r2、变压器2t1、电位器2rp1组成，所述变压器2t1的1端连接电阻2r1、4端连接电阻2r2、5端连接电位器2rp1的1脚、8端接地，所述电位器2rp1的3脚接地、2脚接电阻2r3的一端。

本实施例的一路功率放大电路由电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、变压器t2、电容c1、电容c2、电容c3、三极管q1、三极管q2组成，所述变压器t2的1端接电阻r3的另一端、4端接地，所述变压器t2的5端分别连接电阻r7、电容c3的一端以及三极管q1的基极，所述变压器t2的8端分别连接电阻r7、电容c3的另一端以及三极管q2的基极，所述变压器t2的6端分别连接电阻r5、电阻r6的一端，所述电阻r5的另一端接28v电源，所述电阻r6的另一端连接电阻r4的一端，所述电阻r4的另一端接地，所述电容c1、电容c2的一端分别接28v电源，另一端分别接地，所述三极管q1的发射极连接电阻r8、电阻r10的一端，所述三极管q2的发射极连接电阻r9的一端以及电阻r10的另一端，所述电阻r8、电阻r9的另一端连接28v电源。

本实施例的另一路功率放大电路由电阻2r3、电阻2r4、电阻2r5、电阻2r6、电阻2r7、电阻2r8、电阻2r9、电阻2r10、变压器2t2、电容2c1、电容2c2、电容2c3、三极管2q1、三极管2q2组成，所述变压器2t2的1端接电阻2r3的另一端、4端接地，所述变压器2t2的5端分别连接电阻2r7、电容2c3的一端以及三极管2q1的基极，所述变压器2t2的8端分别连接电阻2r7、电容2c3的另一端以及三极管2q2的基极，所述变压器2t2的6端分别连接电阻2r5、电阻2r6的一端，所述电阻2r5的另一端接28v电源，所述电阻2r6的另一端连接电阻2r4的一端，所述电阻2r4的另一端接地，所述电容2c1、电容2c2的一端分别接28v电源，另一端分别接地，所述三极管2q1的发射极连接电阻2r8、电阻2r10的一端，所述三极管2q2的发射极连接电阻2r9的一端以及电阻2r10的另一端，所述电阻2r8、电阻2r9的另一端连接28v电源。

本实施例的一路阻抗匹配电路由变压器t3、电容c4组成，所述变压器t3的1端连接三极管q1的集电极、4端连接三极管q2的集电极、2端接地、5端连接电容c4的一端、8端接地，电容c4的另一端接地。

本实施例的另一路阻抗匹配电路由变压器2t3、电容2c4组成，所述变压器2t3的1端连接三极管2q1的集电极、4端连接三极管2q2的集电极、2端接地、5端连接电容2c4的一端、8端接地，电容2c4的另一端接地。

短波电台或者超短波电台接收机输出的7.8v/600ω平衡信号，经变压器t1/2t1转为非平衡信号，经电位器rp1/2rp1进行幅度调节后，送入由t2/2t2、q1/2q1及q2/2q2组成的otl音频功率放大电路进行音频信号功率放大，最后经耳机变压器t3/2t3转换为(45～60)v/20kω非平衡信号进行输出。

otl功率放大电路是对称的电路结构形式，q1、q2管/2q1、2q2管的电特性完全相同，当输入信号电压为0时，由于q1、q2管/2q1、2q2管的发射极电压为0，所以二者均处于截止状态，此时电源提供的功率为0；当输入信号使变压器t2/2t2的次级电压极性上“-”、下“+”时，q1/2q1管导通，q2/2q2管截止，当输入信号使变压器t2/2t2的次级电压极性上“+”、下“-”时，q2/2q2管导通，q1/2q1管截止，负载上获得正弦波电压，从而获得交流功率。同类型管子q1、q2/2q1、2q2在电路中交替导通的方式称为推挽工作方式。该功率放大电路采用了变压器耦合的输出方式，在实现音频功率放大的同时也实现了阻抗匹配。

参照图5，由于输入信号是500mv/150ω非平衡信号，而输出信号是780mv/600ω平衡信号，首先利用运算放大电路实现音频信号幅度放大；由于输入信号是500mv/150ω非平衡信号，运算放大电路输出信号也是非平衡信号，而最终负载要求的是780mv/600ω平衡信号，因此电路中需要设计非平衡信号转平衡信号电路；由于输入信号的阻抗为150ω，而最终要求的输出信号阻抗为600ω，因此，电路中需要设计阻抗匹配电路，用于对音频输入、输出信号进行阻抗匹配。

参照图7，本实施例的一路运算放大电路包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、运算放大器u1a，所述运算放大器u1a的第1引脚分别连接电阻r5、电容c3、电容c4的一端，所述运算放大器u1a的第2引脚连接电阻r1的一端以及电容c3、电阻r5的另一端，所述运算放大器u1a的第3引脚连接电阻r2的一端，所述运算放大器u1a的第4引脚接地、第8引脚连接12v电源，所述电阻r1的另一端连接电容c1，所述电阻r2的另一端连接电阻r3、电阻r4、电容c2，所述电阻r3的另一端接12v电源，所述电阻r4、电容c2的另一端均接地。

本实施例的另一路运算放大电路包括电容2c1、电容2c2、电容2c3、电容2c4、电阻2r1、电阻2r2、电阻2r3、电阻2r4、电阻2r5、运算放大器u1b，所述运算放大器u1b的第1引脚分别连接电阻2r5、电容2c3、电容2c4的一端，所述运算放大器u1b的第2引脚连接电阻2r1的一端以及电容2c3、电阻2r5的另一端，所述运算放大器u1b的第3引脚连接电阻2r2的一端，所述运算放大器u1b的第4引脚接地、第8引脚连接12v电源，所述电阻2r1的另一端连接电容2c1，所述电阻2r2的另一端连接电阻2r3、电阻2r4、电容2c2，所述电阻2r3的另一端接12v电源，所述电阻2r4、电容2c2的另一端均接地。

本实施例的一路非平衡信号转平衡信号及阻抗匹配电路包括变压器t1，所述变压器t1的1端与电容c4连接、4端接地，所述变压器t1的5端、8端作为输出端。

本实施例的另一路非平衡信号转平衡信号及阻抗匹配电路包括变压器2t1，所述变压器2t1的1端与电容2c4连接、4端接地，所述变压器2t1的5端、8端作为输出端。

机内通话器话筒输出的500mv/150ω非平衡信号，首先经由f1558运算放大器和c1、c3、c4、r1、r5/2c1、2c3、2c4、2r1、2r5等器件组成的运算放大电路进行音频信号的幅度放大，然后，通过变压器t1/2t1将放大后的非平衡信号转换为平衡信号，并进行阻抗匹配，将信号输出阻抗变换为600ω，最终输出780mv/600ω平衡信号。

参照图7，所述电台收信号处理电路还包括供电电路，本实施例的供电电路包括两路12v电源电路和两路3v机内通话器话筒供电电路，所述12v电源电路用于给f1558运算放大器提供工作电压，所述一路12v电源电路包括二极管v1、电阻r12、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、稳压器d1，所述二极管v1正极端接28v电源，负极端接电阻r12，所述电阻r12另一端接电容c5、电容c6以及稳压器d1的第1引脚，所述稳压管的第2引脚接地、第3引脚连接电容c7、电容c8，所述电容c5、电容c6、电容c7、电容c8的另一端均接地。

所述另一路12v电源电路包括二极管2v1、电阻2r12、电容2c5、电容2c6、电容2c7、电容2c8、稳压器2d1，所述二极管2v1正极端接28v电源，负极端接电阻2r12，所述电阻2r12另一端接电容2c5、电容2c6以及稳压器2d1的第1引脚，所述稳压器2d1的第2引脚接地、第3引脚连接电容2c7、电容2c8，所述电容2c5、电容2c6、电容2c7、电容2c8的另一端均接地。

所述3v机内通话器话筒供电电路用于给机内通话器的话筒提供工作电压，本实施例的一路3v机通话筒供电电路包括电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14、电阻r13、电阻r14、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电感l1、稳压器d2，所述电容c9的一端、电容c10的一端、稳压器d2的第1引脚均接12v电源，所述稳压器d2的第2引脚连接电容c11、电容c12、电感l1，所述稳压器d2的第3引脚接地，所述电感l1的另一端连接电容c13、电容c14、电阻r13、电阻r14，所述电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14、电阻r13的另一端均接地，所述电阻r14另一端接电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电容c1，所述电阻r6另一端接机通话筒1输出、电阻r7另一端接机通话筒2输出、电阻r8另一端接机通话筒3输出、电阻r9另一端接机通话筒4输出、电阻r10另一端接机通话筒5输出、电阻r11另一端接机通话筒6输出。

本实施例的另一路3v机通话筒供电电路包括电容2c9、电容2c10、电容2c11、电容2c12、电容2c13、电容2c14、电阻2r13、电阻2r14、电阻2r6、电阻2r7、电阻2r8、电阻2r9、电阻2r10、电阻2r11、电感2l1、稳压器2d2，所述电容2c9的一端、电容2c10的一端、稳压器2d2的第1引脚均接12v电源，所述稳压器2d2的第2引脚连接电容2c11、电容2c12、电感2l1，所述稳压器2d2的第3引脚接地，所述电感2l1的另一端连接电容2c13、电容2c14、电阻2r13、电阻2r14，所述电容2c9、电容2c10、电容2c11、电容2c12、电容2c13、电容2c14、电阻2r13的另一端均接地，所述电阻2r14另一端接电阻2r6、电阻2r7、电阻2r8、电阻2r9、电阻2r10、电阻2r11、电容2c1，所述电阻2r6另一端接机通话筒1输出、电阻2r7另一端接机通话筒2输出、电阻2r8另一端接机通话筒3输出、电阻2r9另一端接机通话筒4输出、电阻2r10另一端接机通话筒5输出、电阻2r11另一端接机通话筒6输出。