通信原理課程設計無線話筒和無線遙控門鈴的制作

1、通信電子線路課程設計 系 別 2010 級 通信工程 專業(yè) 101307* 班 題 目 無線話筒和無線遙控門鈴的制作 姓 名 學號 101307412 同組成員 指導教師 張松煒 趙成 馬鵬閣 王娜 2012年12月19日任 務 書一題目：1. 無線話筒的設計與實現(xiàn) 2. 無線遙控門鈴的設計與實現(xiàn)安排： 分組:每組2人 第1題，每人做1個 第2題，每組做1個（包括發(fā)射機和接收機） 每組自備5號電池6節(jié) 自備FM收音機二設計要求題目1：無線話筒的設計與實現(xiàn) 要求一:1. 在FM收音機中接收到（即無線話筒的發(fā)射信號應能落在88MHz108MHz頻段內）；2. 聲音沒有明顯失真。要求二：1. 發(fā)射的

2、距離室內達到20米以上；2. 發(fā)射的距離室外空曠處達到50100米。題目2：無線遙控門鈴的設計與實現(xiàn) 要求：1. 發(fā)射的距離室內達到20米以上；2. 發(fā)射的距離室外空曠處達到50100米；3. 發(fā)射機與接收機要能配合工作。三時間進度安排：本設計持續(xù) 10 天（兩周），分為三個階段。第一個階段：做“無線話筒的設計與實現(xiàn)”第 1-2 天：理解題目，準備參考資料，理解原理，設計完成相應硬件電路第 3-4 天：制作電路，進行調試，達到設計目標； 第二個階段：第 5-6 天：理解題目，準備參考資料，理解原理，設計完成相應硬件電路。第 7-8 天：制作電路，進行調試，達到設計目標； 第三個階段：第 9 1

3、0天：驗收合格后進行答辯。 題目1：無線話筒一、設計目的：將聲音信號變成無線電波信號，通過無線方式將聲音在另一地點用普通FM收音機就可以將聲音還原，既具有趣味性，又可以學習電子技術，還可以提高實踐動手能力。二、所用儀器，儀表：萬用表，電烙鐵，錫，調頻耳機，示波器，電池，鑷子，螺絲刀3、 技術指標：頻率范圍：80MHz108MHz （按電路圖參數(shù)，只調整線圈匝距）工作電壓：1.5V 9V 發(fā)射半徑：大于100米（V電壓，普通收音機接收，無線話筒天線為50cm長的細導線，在開闊地區(qū)做的實驗）四、電路原理圖及工作原理：6668166336633MIC先將自然界的聲音信號變成音頻電信號，經(jīng)C2耦合給Q

4、的基極進行調制，當有聲音信號的時候，三極管的結電容會發(fā)生變化振蕩頻率發(fā)生變化，完成頻率調制，即調頻。再經(jīng)C8耦合給高頻調諧放大電路對已調制的高頻信號放大，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、R

5、10、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放大調諧回路，和振蕩回路C5和L1調諧在同一頻點時獲得最大輸出功率，發(fā)射距離最遠。當我們將發(fā)射頻率調節(jié)到FM收音機波段內時，就可以配合帶FM波段的收音機接收到該高頻信號，并從該高頻信號還原出聲音信號，從而完成各種用途。五、裝配說明：對照原理圖，印刷電路板及元件清單分清各元件，不要急于動手。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不要搞錯。2、板上的話筒有正負極性之分，和鋁制外殼相連接的一極為負極，另一極為正極。為了能裝上線路板，請先加焊兩只腳。3、三極管的三只管腳功能完全不同，一定要分清楚

6、。4、元件包中有銅線制作的線圈，它的外面有一層絕緣漆。它是一個關鍵的元件，調節(jié)線圈間距可以改變發(fā)射頻率和距離。5、元件包中含有電路板插針，安裝在關鍵點后，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、元件位置請不要裝錯，焊接時間最好控制在2-3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試、使用。六、調試方法及步驟：先找來FM收（錄）音機，打開電源和音量，將頻率調在100MHz左右無電臺的地方。給無線話筒電路板通上電源，對準收音機，用螺絲刀（有條件者請用無感螺絲刀，或者參見網(wǎng)站自制）調節(jié)振蕩線圈L1的稀疏（線圈匝間距離），直到收音機傳出尖叫聲。這時再慢慢移開

7、話筒和收音機距離，同時適當調節(jié)收音機（或者話筒板）的音量、調諧旋鈕，直到聲音最清晰、距離又最遠為止。建議上述步驟分別在88MHz、98MHz、108MHz附近都試試，這樣即使無線話筒發(fā)射頻率存在較大偏差，收音機也能夠收到。如果收音機仍不能收到，請檢查元件有沒有裝錯，元件有沒有損壞，電源是否正常。無線話筒線圈L1匝間距離變近和換容量大一點的電容關聯(lián)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和太小，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）。如果你想要更遠的傳輸距商，請給收音機和無線話筒增加更好的天線，并適當升高無線話筒的電源電壓。

8、調節(jié)無線話筒中的L2、L3匝間距離可以使距離會達到最遠。選用靈敏度更高、選擇性更強的高檔收音機可以進行更遠距離接收。7、 設計目標完成情況： 利用FM收音機在93.9M，清晰地收到話筒中的聲音，然后增大收音機與話筒的距離，測量其最大距離，室內大約為30多米，室外達到90多米，基本達到要求。八、結果分析：當使用無線話筒出現(xiàn)無聲或者其它聲音不正常的現(xiàn)象時，首先要判斷故障是無線話筒系統(tǒng)本身，還是擴音系統(tǒng)?？蓳Q用已知正常的話筒對擴音機進行試驗，若是正常，說明的確是無線話筒系統(tǒng)有故障；若故障不變，那是擴音系統(tǒng)有故障。 可以用另一支相同型號與頻點的正常話筒測試，若是使用正常，表示原先話筒有故障；或以另一臺

9、相同型號與頻點的收音機測試，若可正常使用則表示原先接收機為故障。 故障1：故障現(xiàn)象：無電源顯示。 修改：檢查供電系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)電源未通，查看電池接觸片焊接有問題。 原因：焊錫虛焊。 解決辦法：重新焊接，故障消除。 原因：SW1接觸不良。 解決辦法：更換SW1，問題解決。 故障2：故障現(xiàn)象：電源顯示正常，話筒無聲。 修改：電源顯示正常，首先檢查振蕩電路部份，測試Q3電壓，發(fā)現(xiàn)集電極無電壓，說明放大器未起到作用，替換Q3。 電源顯示正常，首先檢查振蕩部份，測試Q3電壓，電壓正常，若無振蕩，替換L2 ，接收機輸出正常。 原因：L2 器件失效， 解決辦法：更換L2 ，問題解決。 電源顯示正常，首先檢查振蕩

10、部份，振蕩正常，接收機無輸出，替換L3，接收機輸出正常。 原因：L3器件失效，無線話筒因多次摔落或碰撞，容易引起晶振損壞。 解決辦法：更換L3，問題解決。故障3：使用時有雜音，信噪比低。 修改：發(fā)射頻率穩(wěn)定準確，供電基本正常，接收本振頻率也穩(wěn)定準確，這說明該機高頻部分基本正常，問題應在音頻處理和解調部分。用示波器沿信號通路檢測，當檢測波形異常，則故障應在在該電容，取下印制板察看，發(fā)現(xiàn)電容有只腳虛焊，重新焊接后正常。 原因：電容有只腳虛焊，引起供電不正常，形成工作時，信號失真。 解決辦法：補焊電容，問題解決。 故障4：故障現(xiàn)象：無線話筒聲音失真。 修改：聲音失真，引起的原因較多，前提接收正常，首

11、先檢查供電部分，電池電壓不夠很容易引起聲音失真和噪聲，在電池供電正常的前提下，應重點檢查MIC，。 原因：MIC是精密器件，使用時不夠小心，摔落、碰撞，很容易造成無聲，或聲小或聲音不正常，凡是摔過的話筒出現(xiàn)音質不對，首先應考慮更換話筒。 解決辦法：更換MIC，問題解決 題目2：基于PT2262 無線遙控發(fā)射機的設計與實現(xiàn)1 設計目的：通過該課程的學習，可使我們的綜合能力、實驗技術、創(chuàng)新思想得到全面提升。通過課程設計，使我們增強對通信電子技術的理解，學會查尋資料、比較方案,學會通信電路的設計、計算；進一步提高分析解決實際問題的能力、創(chuàng)造一個動腦動手、獨立開展電路實驗的機會，鍛煉分析、解決通信電子

12、電路問題的實際本領，真正實現(xiàn)由課本知識向實際能力的轉化；通過典型電路的設計與制作，加深對基本原理的了解，增強我們的實踐動手能力2 所用儀器及材料清單：5號電池 示波器 電烙鐵 鑷子 焊錫 螺絲刀 萬用表3 工作原理無線遙控門鈴電路由編碼信號發(fā)射和接收兩部分組成其可靠性、抗干擾性優(yōu)于傳統(tǒng)門鈴正得到越來越多的廣泛應用。傳統(tǒng)的門鈴都為有線門鈴使用方便極大地方便了大家的生活。當發(fā)射器發(fā)射信號時接收器接到所發(fā)射的信號并將該信號轉變?yōu)殡妷褐递斎氲芥i存器里鎖存再通過接收器外圍的控制電路控制繼電器動作使部件工作。 當發(fā)射器發(fā)射信號時接收器接到所發(fā)射的信號并將該信號轉變?yōu)殡妷褐递斎氲芥i存器里鎖存再通過接收器外圍

13、的控制電路控制繼電器動作使部件工作。發(fā)射器由調制振蕩級和高頻振蕩級兩級組成。接收板由超再生振蕩接收器完成接受信號功能，再經(jīng)選頻、放大、整形后使得喇叭發(fā)聲。當有人按下發(fā)射板開關時，發(fā)射器開始工作，發(fā)射出電磁波信號；接收板產(chǎn)生諧振，經(jīng)整形、推挽放大使音樂響起。4 硬件電路及分析：發(fā)射器開關按下時，反相器1和2及相關元件組成振蕩發(fā)生器，產(chǎn)生32.768KHz低頻信號。過程：反相器1的1腳開始為低電平，2腳就是高電平，4腳也為高電平。2腳的高電平經(jīng)R2對晶體X1充電，充電電流經(jīng)R2-X1-反相器2的4腳到負極。充電時間由X1決定，等效電容為200P。由于X1的充電，X1上的電壓逐漸上升，當升至反相器1

14、的翻轉電平時，2腳就由原來的高電平轉為低電平，4腳也同時轉為低電平。X1開始放電，放電通路為R2-反相器1的2腳-負極。放電后X1上的電位降低，到一定程度時1腳降為低電平了，輸出端又翻轉成高電平，再次對X1充電，至此已完成一個充放電過程，即一個振蕩周期，4腳輸出一次低高變化的電平。之后振蕩一直持續(xù)下去，反相器2的4腳就會一直輸出高低不斷變化的電平信號。這個信號的頻率由晶體決定，為32.768kHz。這個過程在電路實際工作時完成得極快。反相器1和反相器2用于產(chǎn)生振蕩信號，反相器3-6并聯(lián)使用，構成輸出控制，能提供20-30mA的灌入電流。反相器3-6的輸出端接在發(fā)射管Q1的發(fā)射極對Q1進行調幅，

15、向外發(fā)射電磁波。7腳輸出一串數(shù)字編碼信號，經(jīng)Q1放大后由L1向外發(fā)射。D1為LED信號發(fā)射指示。Q1、L1、C3和C1電容組成高頻振蕩器，振蕩頻率由印刷電感L和C3及三極管的集電結電容C2決定。一般為200-270MHz。Q1的發(fā)射極如果直接接在負極時就能產(chǎn)生等幅高頻波，再接在反相器的輸出端就使輸出受32.768KHz振蕩信號調制，通過印刷電感L發(fā)射信號。按鍵每按一次就發(fā)射一次。Q3、L2、C4、C16為超再生振蕩接收器，L2為繞制線圈，在直徑5mm的骨架上繞制，用0.51漆包線繞3圈，骨架中間用銅芯調節(jié)。當L2的振蕩頻率與發(fā)射端相同時，產(chǎn)生諧振，Q3的超再生信號就受發(fā)射端的調幅信號控制，L1

16、為色環(huán)電感，阻止高頻信號通過。超再生振蕩電路具有自檢波功能，檢波后的調制信號在R14上產(chǎn)生壓降，經(jīng)R3、C7送入TC4069進行放大，整形再放大，這由三個反相器13和12、11和10、1和2(三級高增益放大器)完成，C8濾波濾除檢波后的高頻雜波，使用檢波后的有用信號信噪比最大。經(jīng)三極放大后的調制信號與發(fā)射端（低頻32.768KHz）同頻， X1在電路中起選頻作用，同頻率的信號能順利通過，免除了許多不需要的各種外界信號的干擾，選頻后的信號送入Q2放大整形，該信號的幅度還較低，經(jīng)最后兩級開路反相放大后輸出等幅方波信號。R21限流，C11濾波，對方波進行平滑濾波，并有數(shù)十毫秒的延時，也能消除外界尖脈

17、沖對觸發(fā)電路的干擾，本電路采用TQ33A1系列三種聲音可選擇，雙音叮咚，西敏寺，愛麗斯。K1是樂曲選擇開關，音樂信號經(jīng)Q1放大推動喇叭發(fā)出優(yōu)美的門鈴音樂聲5 調試方法及步驟：發(fā)射電路和接收電路的安裝完成后，要認真檢查電路有無錯焊,漏焊，短路等不正?，F(xiàn)象，并及時更正。然后先測試近距離的實驗，在近距離多次按下發(fā)射器按鍵，如果門鈴能夠發(fā)聲，說明電路基本正常。這時進行遠距離實驗，本電路的遙控距離應該可以達到20到30米。如果只在近距離發(fā)聲或者不發(fā)聲則應該檢查相關電路。6 結果及分析：經(jīng)過忙碌的焊接及調試，發(fā)射器和接收器都能正常工作，但匹配時距離只能達到十米。自己調試時，用螺絲刀轉動線圈，然后可增加距離

18、，只是在下一刻就不行了。焊接的并不完美，且調試時線圈并不匹配。還需要改進。7 總結：通過這次實踐，通過組裝、調試制作套件使我們快速步入電子設計的大門。制作過程是一個考驗人耐心的過程，不能有絲毫的急躁、馬虎，對電路的調試要一步一步來，不能急躁。通過認真的分析和調試，幾經(jīng)矯正與修改，最終總算是完成了所想要的結果。查找資料時，也了解了一些常見器件的基本原理，通過努力，認真分析電路，把電路的原理搞懂才是真正的明白：看事物不能表面，要深入其理制作過程是一個考驗人耐心的過程，不能有絲毫的急躁、馬虎，對電路的調試要一步一步來，不能急躁。焊盤很小，焊時可能會出現(xiàn)虛焊甚至可能造成焊盤銅片脫落的后果。焊功不好還有可能影響整個電路的穩(wěn)定性，可能造成中心頻率不穩(wěn)定，部分技術指標難以達標。 在整個電路課程設計過程中我們不斷地在遇到問題和解決問題之中盤旋。例如在硬件制作，電路板的焊接上慢慢元件連接起來的時候，手里握著電焊鐵，喜悅溢于言表。本次課程設計，使我發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到