調(diào)頻無(wú)線話筒課程設(shè)計(jì)

1、目錄摘要11. 緒論22. 設(shè)計(jì)方案22.1 設(shè)計(jì)方案23.系統(tǒng)設(shè)計(jì)及元件選擇23.1 駐極體話筒（音頻收集及放大）23.2 振蕩以及調(diào)頻發(fā)射33.3 系統(tǒng)總電路及原理54. 電路仿真65. 實(shí)物的制作與調(diào)試76.心得與體會(huì)10參考文獻(xiàn)11附錄12摘要 無(wú)線話筒它就是一種通過(guò)無(wú)線電波傳輸聲音的設(shè)備。焊制電路板上的電子元件話筒將自然界的聲音信號(hào)變成音頻電信號(hào)，然后去調(diào)制振蕩器產(chǎn)生的高頻信號(hào)。最后，高頻信號(hào)通過(guò)天線發(fā)射到空中，調(diào)頻的信號(hào)設(shè)置在fm波段，這樣就可以用收音機(jī)幾首調(diào)試。 關(guān)鍵詞：無(wú)線調(diào)頻話筒、電路分析、仿真、實(shí)物調(diào)試1. 緒論對(duì)于現(xiàn)在而言越來(lái)越多的產(chǎn)品都向無(wú)線過(guò)度，有線的東西越來(lái)越跟不上

2、時(shí)代的發(fā)展，而對(duì)于話筒這種小范圍的家用電器產(chǎn)品也不例外，無(wú)線話筒也越來(lái)越受到k歌達(dá)人們以及電視主持人的愛好。但針對(duì)目前市場(chǎng)上無(wú)線話筒魚龍混雜，一般消費(fèi)者消費(fèi)又無(wú)法分別的現(xiàn)狀，所以這次課程設(shè)計(jì)專門要設(shè)計(jì)一款無(wú)線話筒，明白其工作原理，以鞏固剛學(xué)完的高頻相關(guān)知識(shí)，同時(shí)提高電子制作的愛好。2. 設(shè)計(jì)方案2.1 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)無(wú)線話筒的方案很多，這里無(wú)線話筒就相當(dāng)于一個(gè)小型的語(yǔ)音調(diào)頻發(fā)射，它主要包括音頻收集，音頻放大，載波振蕩，調(diào)制電路，還有天線發(fā)射幾部分。由于無(wú)線話筒并不需要很大的距離，所以功率放大的部分就不用加了，圖2.1是大概的一個(gè)系統(tǒng)的總框圖。 音頻收集 音頻放大 調(diào)頻 本地振蕩 圖2.1 系統(tǒng)框

3、圖3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)及元件選擇3.1 駐極體話筒（音頻收集及放大）我們需要做的是一個(gè)無(wú)線話筒，則音頻信號(hào)的收集是必不可少的。由于一般的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)很微弱，那就要考慮到放大的問題，這樣才能使電路更靈敏。但是我們?yōu)榱撕?jiǎn)化電路，這里就采用了駐極體話筒，駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電聲性能好、價(jià)格低的特點(diǎn)，被廣泛用于盒式、無(wú)線話筒及聲控等電路中。圖3.1為駐極體話筒的外形，內(nèi)部，以及電路符號(hào)。圖b 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖c 原理圖符號(hào)圖a 外形圖3.1 a圖為駐極體話筒外形，b圖為駐極體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，c圖為原理圖符號(hào) 如圖可見駐極體話筒本身內(nèi)部實(shí)際藏有一枚fet，fet將話筒前振膜之電容變化放大，所以這也就是駐

4、極體話筒很靈敏的原因。因此，如果選用了駐極體話筒，音頻收集以及音頻放大的部分就用駐極體話筒就可以完成，大大的節(jié)省了材料和成本，并且駐極體話筒工作在0.5-1.5v之間，可以直接往基極與發(fā)射極上接就可工作。3.2 振蕩以及調(diào)頻發(fā)射根據(jù)天線理論可知，天線長(zhǎng)度達(dá)到輻射波長(zhǎng)的時(shí)才能達(dá)到一定的輻射效率，所以一般的語(yǔ)音要輻射出去就必須要架設(shè)很長(zhǎng)的天線，這是極不明智的，對(duì)于無(wú)線話筒這樣的小東西就更不現(xiàn)實(shí)了，所以我們需要把信號(hào)調(diào)制到高頻上去，那這就需要用到振蕩器，也就是本地振蕩，簡(jiǎn)稱本振，產(chǎn)生一個(gè)高頻振蕩，然后用調(diào)制的方法將音頻信號(hào)調(diào)制到高頻，然后發(fā)射出去。圖3.2 振蕩調(diào)頻發(fā)射電路如圖3.2就是我們的一個(gè)振

5、蕩調(diào)頻以及發(fā)射電路，由于無(wú)線話筒主要在室內(nèi)工作，所以不需要太大功率，也就不需要專門的功率放大了。r1為偏置電阻，主要讓三極管工作在一定區(qū)域，由于我們采用的是3v的電壓，而且要求工作電流在1015mv，所以采用了2k的電阻，去掉發(fā)射結(jié)的壓降，讓工作電流在10-15mv這樣，達(dá)到比較大的輻射效率。三極管我們就采用了9018，這個(gè)一個(gè)性能比較好的高頻管，查表可知，完全夠我們所要求的90mhz，并且噪聲小，用來(lái)處理語(yǔ)音類的東西還是比較好的。圖3.3 等效高頻電路圖3.4 電感計(jì)算如圖3.3是電路的等效高頻電路，圖中為集電極與發(fā)射極間的電容，為發(fā)射結(jié)的結(jié)電容，可見電路可看成一個(gè)一般的電容三點(diǎn)式振蕩器，反

6、饋主要由和組成，而和構(gòu)成振蕩回路，確定主要的工作振蕩頻率。 由，且，為90mhz左右，這樣就可以確定電感了，由于電感元件不好買，并且振蕩的中心頻率還受到三極管內(nèi)部的影響，所以會(huì)產(chǎn)生不準(zhǔn)的，并且為了后面測(cè)試時(shí)候方便調(diào)試，我們選擇了自己繞電感，從網(wǎng)上下載了一個(gè)算自己繞電感值的軟件，計(jì)算如圖3.4。由計(jì)算公式得，頻率大概在95mhz左右，不過(guò)不要緊，后期可以作微調(diào)，微調(diào)也很簡(jiǎn)單，把電感線圈拉長(zhǎng)則電感值減小，則頻率增大，壓縮線圈電感值就增大，則頻率減小。3.3 系統(tǒng)總電路及原理 如圖3.5為設(shè)計(jì)的總電路圖，采用了3v電源供電，即兩個(gè)干電池即可驅(qū)動(dòng)工作，為話筒開關(guān)，則為工作指示燈，是其工作偏置電阻，是過(guò)

7、濾電容。在此電路中，我們不采用一般的變?nèi)荻O管進(jìn)行調(diào)頻，這樣會(huì)使電路變得更加復(fù)雜，我們采用了簡(jiǎn)單實(shí)用的方法，那就是根據(jù)了三極管發(fā)射極pn結(jié)的電容效應(yīng)，即會(huì)隨著輸入的語(yǔ)音信號(hào)的改變而同步改變大小，從而改變整個(gè)回路的電容值，類似于變?nèi)荻O管，這樣就改變了整個(gè)電路的工作頻率，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。由于駐極體話筒工作在0.5-1.5v之間，所以我們直接把駐極體接在三級(jí)管的基極和發(fā)射機(jī)之間，使得語(yǔ)音信號(hào)直接輸入三極管調(diào)頻發(fā)射出去。該無(wú)線話筒具有使用電壓低、受話靈敏、制作簡(jiǎn)易的特點(diǎn)，能拾取距話筒0.5m以外的輕微講話聲，在無(wú)干擾的情況下理論有效距離20m左右，符合課設(shè)的基本要求。圖3.5 總電路圖4. 電路仿真電

8、路仿真采用了multisim12，剛發(fā)布沒幾天的軟件就下載安裝了，遺憾的是沒有9018這個(gè)管子，只有采用與其性能相近的代替了，仿真電路圖如圖4.1。圖4.1 仿真電路圖由于找不到9018仿真，所以出來(lái)的波形不是很好，但是還是有波的，頻率也還是有的，說(shuō)明電路還是起振了的，也就是說(shuō)實(shí)際上是能工作的。示波器所測(cè)如圖4.2，頻率計(jì)所測(cè)如圖4.3。故仿真只能當(dāng)做參考，也不可以全信，主要理論上可以的話，經(jīng)過(guò)實(shí)踐做出電路來(lái)如果可以的話那就是好用的。圖4.2 示波器波形 圖4.3 頻率計(jì)頻率5. 實(shí)物的制作與調(diào)試 由于電路不是很復(fù)雜，所以焊制起來(lái)也不是很困難，所以電路很快就焊制好了，如圖5.1就是焊好的電路。

9、電感我們用了自制的線圈代替，按照前面的計(jì)算，我們用0.8毫米的漆包線在合適的圖5.1 實(shí)物圖筆上密繞6圈。用小刀將線圈兩端刮去漆皮后鍍錫，點(diǎn)上一些石蠟油固定線圈然后抽出筆，形成空心線圈，然后拉伸成需要的長(zhǎng)度，線圈也可見圖5.1。天線就用了一般的導(dǎo)線替用，如果按照最佳輻射效率來(lái)算，90mhz頻率的天線在83cm左右，這天線也還是比較長(zhǎng)的，對(duì)于我們也不太必要，由于我們無(wú)線話筒主要在室內(nèi)或者不遠(yuǎn)距離使用，也不需要太大的距離，所以我們天線取10cm到15cm就能得到一定的效果，就實(shí)用價(jià)值來(lái)說(shuō)而且還比較好裝配。然后就是測(cè)試階段了，由于是調(diào)頻電路，并且在90mhz左右，所以測(cè)試起來(lái)還是比較好測(cè)試的，就用一

10、般的收音機(jī)當(dāng)做接收就可以了。把焊好的電路接上兩個(gè)電池，也就是3v，就可以進(jìn)行測(cè)試了。打開收音機(jī)，將頻率調(diào)至90mhz到100mhz間任意的一個(gè)頻率,最好是找有頻道的，然后輕輕的彈一下電感線圈，看是否會(huì)有信號(hào)的波動(dòng)，若有則說(shuō)明振蕩器起振正常了，因?yàn)閷?duì)于做好點(diǎn)電路的工作頻率我們尚不清楚，而且起不起振也不是很清楚，如果沒起振那就檢查是不是電路的問題了。然后就是尋找工作頻率了，就要在80mhz到110mhz間慢慢調(diào)大尋找，按照我調(diào)的經(jīng)驗(yàn)是這樣的，當(dāng)調(diào)到一個(gè)地方有很大的噪聲，接著載調(diào)大或調(diào)小一點(diǎn)然后噪聲突然沒了，很安靜的，雜聲很小，那差不多就是這個(gè)頻率了，這時(shí)可以碰一碰天線，若信號(hào)有干擾，那么頻率就找對(duì)

11、了，說(shuō)明振蕩部分是工作正常的，有載波。這個(gè)時(shí)候就可以向話筒吹氣或者說(shuō)話，看收音機(jī)有沒有反應(yīng)，有反正就說(shuō)明話筒部分也正常，若沒反應(yīng)，則是話筒部分的問題，檢測(cè)一下是不是接反了或者其他原因。測(cè)試能工作后就是性能測(cè)試了。打開手機(jī)放歌然后放在實(shí)物旁邊，用收音機(jī)找準(zhǔn)頻率聽得很清晰后，手持收音機(jī)慢慢遠(yuǎn)離實(shí)物，當(dāng)逐漸聽不清楚所放音樂或者竄到其他臺(tái)時(shí)停下來(lái)，看看能工作的距離，實(shí)測(cè)大概在7-10米這樣還是比較清晰的，也符合了所要求的3米。因?yàn)槲覀兯蟮念l率在90mhz左右，而我們剛剛測(cè)的頻率并不一定都在90mhz，并且90mhz本身頻段是沒有頻道的，所以我們要再跳到90mhz再測(cè)一遍。由于我們的電感是線圈，所以

12、調(diào)起來(lái)還是比較好調(diào)的。如果之前的頻率大于了90mhz，那么我們就將線圈壓縮一點(diǎn)，增大電感，將頻率降低，然后慢慢調(diào)至90mhz左右。反之，如果之前是小于90mhz的，我們就將線圈拉長(zhǎng)一點(diǎn)，也慢慢的調(diào)至90mhz。然后再進(jìn)行測(cè)試一遍，方法和之前相同。這次測(cè)得和上次測(cè)的結(jié)果都差不多，在7-10米能穩(wěn)定接收。至此所有的測(cè)試調(diào)試工作也已經(jīng)完成了，課程設(shè)計(jì)也進(jìn)入了總結(jié)階段。6.心得與體會(huì)通過(guò)將近一個(gè)禮拜的課設(shè)，從剛開始的理論驗(yàn)證、計(jì)算機(jī)仿真、實(shí)物搭建以及最后的電路調(diào)試，我們一步一個(gè)腳印扎扎實(shí)實(shí)的踩下去，我們深知，要想成功并不是一蹴而就的，要反復(fù)論證，反復(fù)實(shí)踐才會(huì)出真知。也是由于我們的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，終于在最后的

13、時(shí)刻，成功了，雖然這句話說(shuō)得很輕松，但是上面去加注了我們的多少汗水，當(dāng)拿著收音機(jī)聽到自己做出來(lái)的東西的那一刻，不知有多激動(dòng)，什么汗水不汗水的都值了。每一個(gè)電子設(shè)計(jì)愛好者都會(huì)有這樣的經(jīng)歷，從開始時(shí)的不斷失敗到逐漸得心應(yīng)手，到最后的設(shè)計(jì)制作成功，其中的滋味是沒有制作經(jīng)歷的人所無(wú)法領(lǐng)會(huì)的。課程設(shè)計(jì)確實(shí)是件很鍛煉人東西，它讓我們知道了書本的東西并不是死的，而是活生生的，給了我們將理論融入實(shí)踐的機(jī)會(huì)。本次的課程設(shè)計(jì)，一方面加強(qiáng)了課本上理論知識(shí)的鞏固，另一方面鍛煉了自己的動(dòng)手的能力，將理論與實(shí)踐相結(jié)合最終做出實(shí)物是件快樂并且有極大收獲的事情。 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我們?cè)鰪?qiáng)了對(duì)通信電子技術(shù)的理解，學(xué)會(huì)查尋資料比較

14、方案，學(xué)會(huì)通信電路的設(shè)計(jì)計(jì)算；進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問題的能力，創(chuàng)造一個(gè)動(dòng)腦動(dòng)手獨(dú)立開展電路實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，鍛煉分析解決通信電子電路問題的實(shí)際本領(lǐng)，真正實(shí)現(xiàn)由課本知識(shí)向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；通過(guò)典型電路的設(shè)計(jì)與制作，加深對(duì)基本原理的了解，增強(qiáng)了實(shí)踐能力。我才了解到我們所學(xué)的只是原來(lái)是如此地貼近我們，其實(shí)他們就在我們身邊，就在我們身邊或大或小的地方，甚至是我們不能發(fā)現(xiàn)的地方，而并不是我原先所想象的那樣遙不可及，總是好像在那種大房子里面的大機(jī)器才會(huì)用到這些東西，感覺那些是科學(xué)家做的事情，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是天方夜譚。而如今，我才知道了這一切。我才會(huì)，并有這樣的動(dòng)力將我所學(xué)的知識(shí)來(lái)賦予實(shí)踐。參考文獻(xiàn)1. 陳永泰，劉泉. 通信電子線路原理與應(yīng)用. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社 20112. 鈴木憲治. 高頻電路設(shè)計(jì)與制作. 北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2005.43. 謝自美. 電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試. 武漢