無線話筒制作課程設(shè)計

1、通信電子線路課程設(shè)計小組成員： 2009111221柳 城 2009111222梅亞敏 一、課題簡介（1）課程介紹：高頻電子線路是一門理論性、工程性和實踐性都很強的課程。學生通過本課程的學習，不但應(yīng)該掌握必要的基礎(chǔ)理論知識，而且還應(yīng)在分析問題、解決問題和實際動手能力等方面得到鍛煉和提高。對于這些能力的培養(yǎng)，理論教學與實踐教學環(huán)節(jié)必須密切聯(lián)系、互相配合，才會取得比較好的效果。高頻課程設(shè)計是作為高頻電子線路課程的重要組成部分，目的是使學生進一步理解課程內(nèi)容，基本掌握高頻電子線路設(shè)計和調(diào)試的方法，增加模擬電路應(yīng)用知識，培養(yǎng)學生實際動手能力以及分析、解決問題的能力。按照本學科教學培養(yǎng)計劃要求，在學完專

2、業(yè)基礎(chǔ)課電路與電子技術(shù)后，應(yīng)安排課程設(shè)計教學實踐項目，其目的是使學生更好地鞏固和加深對專業(yè)基礎(chǔ)知識的理解，學會設(shè)計中、小型電子線路的方法，獨立完成調(diào)試過程，增強學生理論聯(lián)系實際的能力，提高學生電路分析和設(shè)計能力。通過實踐教學引導學生在理論指導下有所創(chuàng)新，為專業(yè)課的學習和日后工程實踐奠定基礎(chǔ)。（2）無線話筒使用的頻段：無線電波可以在空間自由傳播，不受用途和地域限制，因此造成各種無線電設(shè)備的頻率交叉重疊。如果不加以規(guī)定和約束，不可避免地會產(chǎn)生相互干擾，影響正常的通信。為此，世界上無線頻率管理部門對無線電頻率的使用范圍作了統(tǒng)一規(guī)定，使它們之間的相互影響降到最低。無線話筒使用頻率為88mhz-108m

3、hz。（3）各頻段無線電波的傳播特性自由空間電磁波的傳播衰減包括距離衰減（衰減量與距離的平方成正比）、傳播媒體的吸收（空氣、人體和墻體等）和金屬結(jié)構(gòu)物的反射。頻率越高，傳播媒體的吸收越大，金屬物體的反射越強（即阻止電磁波傳播的能力越強）。二、原理圖的設(shè)計（1）電路原理圖：（2）fm無線話筒原理：mic先將自然界的聲音信號變成音頻電信號,經(jīng)c2耦合給q的基極進行調(diào)制,當有聲音信號的時候,三極管的結(jié)電容會發(fā)生變化振蕩頻率發(fā)生變化,完成頻率調(diào)制,即調(diào)頻.再經(jīng)c8耦合給高頻調(diào)諧放大電路對已調(diào)制的高頻信號放大,再通過c12、l3和天線tx向外發(fā)射頻率隨聲音信號變化而變化的高頻電磁波。其中r1為話筒mic

4、的偏置電阻,一般在2k5.6k選取,r4為集電極電阻.r5為基極電阻,給q1提供偏置電流.r6為發(fā)射極電阻,起穩(wěn)定q1直流工作點的作用;q2,r7,r8,c4,c5,l1,c6,c7組成高頻振蕩電路,r7給q2基極提供偏流,c5和l1振蕩回路,改變其值可以改變發(fā)射頻率,c4為反饋電容,r8起穩(wěn)定q2直流工作點作用,c7隔直流通交流電容;q3,r9,r10,l2,c10,c11組成高頻功率放大電路.r9給功率管q3提供基極電流, c10和l2放大調(diào)諧回路,和振蕩回路c5和l1調(diào)諧在同一頻點時獲得最大輸出功率,發(fā)射距離最遠。我們將發(fā)射頻率設(shè)計在fm收音機波段,因此可以配合任何fm收音機接收到該高頻

5、信號,并從該高頻信號還原出聲音信號,從而完成各種用途。三、具體電路選擇（1）1話筒mic：駐極體小話筒，靈敏度非常高，可以采集微弱的聲音信號。話筒底部有兩個接點，用兩根粗銅絲焊牢在pcb印制電路板上。駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、電聲性能好、價格低的特點，廣泛用于盒式錄音機、無線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒。由于輸入和輸出阻抗很高，所以要在這種話筒外殼內(nèi)設(shè)置一個場效應(yīng)管作為阻抗轉(zhuǎn)換器，為此駐極體電容式話筒在工作時需要直流工作電壓。駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、電聲性能好、價格低的特點，廣泛用于盒式錄音機、無線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒。由于輸入和輸出阻抗很高，所以

6、要在這種話筒外殼內(nèi)設(shè)置一個場效應(yīng)管作為阻抗轉(zhuǎn)換器，為此駐極體電容式話筒在工作時需要直流工作電壓。并且，外圍電路中需要有相應(yīng)的偏置電阻為其提供偏置。（2）高頻振蕩調(diào)制電路：該部分由晶體管vt2、電阻r5電感l(wèi)1電容c2、c11、c12等組成。其功能是產(chǎn)生高頻載波信號并進行調(diào)制。l1和c2構(gòu)成lc諧振回路。該回路具有選頻作用，其頻率由公式計算得出：f = 1/ 2*(lc)-1/2經(jīng)c1耦合過來的信號加在vt2基極上，通過基極上變化的電壓改變be結(jié)電容，而實現(xiàn)對載波的調(diào)制。由集電極輸出經(jīng)c3耦合到下一級進行功率放大。高頻振蕩調(diào)制電路（3）功率放大電路：電路由q3、c3、l2、c5組成，該部分電路為

7、自偏壓電路，無需給b極加偏置電壓，高頻信號由c3耦合經(jīng)自偏壓電阻r7加到b上放大，電路工作在c類狀態(tài)。l2和c3組成選頻電路，使其諧振在前一級的工作頻率上，c5為輸出電容，輸出高頻信號。（4）天線:對于天線來說，只須設(shè)置一根電線（線狀天線）。一般天線的長度設(shè)定為電波波長的1/2（為了在天線上產(chǎn)生駐波）。如果載波頻率為80mhz，那么波長為： 式中，c是電波的速度（光速）。所以天線的長度為1.9m。但是，這個電路中如果接1.9m的天線的話，會發(fā)射很強的電波，有可能超出電波法所規(guī)定的范圍。所以把天線的長度限制在30cm的程度。（5）最終電路圖：話筒mic可以采集外界的聲音信號，這里我們用的是駐極體

8、小話筒，靈敏度非常高，可以采集微弱的聲音，同時這種話筒工作時必須要有直流偏壓才能工作，電阻r4可以提供一定的直流偏壓，r4的阻值越大，話筒采集聲音的靈敏度越弱。電阻越小話筒的靈敏度越高，話筒采集到的交流聲音信號通過低頻放大后耦合到vt2三極管的基極進行頻率調(diào)制。三極管q2采用9018和電容c2、c3、c11組成一個電容三點式的振蕩器，由三極管q2集電極的負載c2、l1組成一個諧振器，通過c11正反饋電容形成三點式諧振振蕩器原理，諧振頻率就是調(diào)頻話筒的發(fā)射頻率，實際上是一個以諧振頻率為基準的高頻振蕩器。通過調(diào)整圖中元件l1的參數(shù)可以使發(fā)射頻率可以在90mhz左右，正好覆蓋調(diào)頻收音機的接收頻率，通

9、過調(diào)整l1的數(shù)值（拉伸或者壓縮線圈l1）可以方便地改變發(fā)射頻率，避開調(diào)頻電臺。發(fā)射信號通過c13耦合到高頻放大器，由高頻放大器進行諧振放大后再通過天線上再發(fā)射出去(實際電路設(shè)計中我們在功放之前加了射極跟隨器)。由于高頻振蕩器和高頻放大器互相獨立使得發(fā)射頻率和發(fā)射功率都十分穩(wěn)定。c13將頻率調(diào)制好的載波信號傳遞到q3進行高頻放大，仔細調(diào)整l2的值（拉伸或者壓縮線圈l2）可使輸出功率最大！距離最遠，整個工作電流最小。（6）pcb板圖：四、電路仿真將一級放大輸出和二級放大輸出拆分開來：然后對其用protel軟件進行仿真得到：這里用函數(shù)信號發(fā)生器代替信號源及麥克風。如圖2.51，用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個正

10、弦信號加入到話筒輸入端，看產(chǎn)生的波形。仿真結(jié)果如圖所示，由于某些原因，參數(shù)設(shè)置問題只能看到大概的有些頻率變化，而不能看到很完美的波形。（實物已經(jīng)走出來了，但按照實物圖仿真還存在一些問題）五、實物寫真（1）實物圖：調(diào)頻fm 87.5 歡迎收聽！（2）手工寫真：（3）焊工說明:1.電阻陶瓷電容不用分正負極,但是必須注意電阻值和電容量；2.板上的話筒有正負極之分,和鋁制外殼相連接的一極為負極,另一極為正極.為了便于安裝,先加焊兩只引腳；3.三極管的三只管腳功能完全不同,一定要分清楚；4.元件包中有銅線制作的線圈,它的外面有一層絕緣漆.它是一個關(guān)鍵的元件,調(diào)節(jié)線圈間距可以改變發(fā)射頻率和距離。l1的匝距

11、變近和換容量大一點的電容會使發(fā)射頻率變低;要使發(fā)射頻率變高,就需要采取相反的措施.和l1并聯(lián)的電容變化范圍不可以太大或太小,否則發(fā)射頻率會偏到離譜.甚至不會產(chǎn)生高頻發(fā)射信號(不起振)；5.元件包中含有電路板插針,安裝在關(guān)鍵點后,可以用來和電子實驗套件靈活的配合使用,從而可以做范圍更廣的電子實驗；6.元件位置不能裝錯,焊接時間最好控制在23秒,力求元件安放到位并且美觀,多次檢查無誤后即可通電調(diào)試,使用。六、課程總結(jié)經(jīng)過這段時間，我們組的兩個人終于完成這次無線話筒的課程設(shè)計任務(wù)。我們首先查閱了大量的書本資料，接著又上網(wǎng)搜集了許多有用信息。當最終的電路方案設(shè)計出來以后，我們請教了信息學院的幾位學長，他們的一個小小指點就給我們很大啟示和靈感，對我們的實驗圖提出了很多有價值的建議。，當實物做出來之后，并在fm87.5收聽到我們自己的電臺時，心中感到萬分的喜悅。通過