無線話筒制作課程設(shè)計

1、<p>　　通信電子線路課程設(shè)計</p><p><b>　　一、課題簡介</b></p><p><b>　?。?）課程介紹：</b></p><p>　　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，不但應該掌握必要的基礎(chǔ)理論知識，而且還應在分析問題、解決問題和實際動手能力等方面

2、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。</p><p>　　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，在學完專業(yè)基礎(chǔ)課電路與電子技術(shù)后，應安排課程設(shè)計教學實踐項目，其目的是使學

3、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)。</p><p>　?。?）無線話筒使用的頻段：</p><p>　　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

4、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-108MHZ。</p><p>　　（3）各頻段無線電波的傳播特性</p><p>　　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

5、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）。</p><p><b>　　二、原理圖的設(shè)計</b></p><p><b>　?。?）電路原理圖：</b></p><p>　　（2）FM無線話筒原理：</p><p>　　MIC先將自然界的聲音信號變成音頻電信號,經(jīng)C

6、2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。</p><p>　　其中R1為話筒MIC的偏置電阻,一般在2kΩ~5.6kΩ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

7、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。</p><p>

8、　　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信號,并從該高頻信號還原出聲音信號,從而完成各種用途。</p><p><b>　　三、具體電路選擇</b></p><p>　?。?）1話筒MIC：</p><p>　　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

9、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，所以要在這種話筒外殼內(nèi)設(shè)置一個

10、場效應管作為阻抗轉(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的偏置電阻為其提供偏置。</p><p>　?。?）高頻振蕩調(diào)制電路：</p><p>　　該部分由晶體管VT2、電阻R5電感L1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：</p>&l

11、t;p>　　f = 1/ [2π*(LC)-1/2]</p><p>　　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。</p><p><b>　　高頻振蕩調(diào)制電路</b></p><p>　　（3）功率放大電路：</p><

12、p>　　電路由Q3、C3、L2、C5組成，該部分電路為自偏壓電路，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。</p><p><b>　?。?）天線:</b></p><p>　　對于天線來說，只須設(shè)置一根電線（線狀天線）。一般天線

13、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λ為：</p><p>　　式中，c是電波的速度（＝光速）。所以天線的長度為1.9m。</p><p>　　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。</p><p><b>　?。?

14、）最終電路圖：</b></p><p>　　話筒MIC可以采集外界的聲音信號，這里我們用的是駐極體小話筒，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。</p><p>　

15、　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

16、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。</p><p><b>　?。?）PCB板圖：</b></p>

17、<p><b>　　四、電路仿真</b></p><p>　　將一級放大輸出和二級放大輸出拆分開來：</p><p>　　然后對其用protel軟件進行仿真得到：</p><p>　　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)生一個正弦信號加入到話筒輸入端，看產(chǎn)生的波形。</p><p&

18、gt;　　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。</p><p>　?。▽嵨镆呀?jīng)走出來了，但按照實物圖仿真還存在一些問題）</p><p><b>　　五、實物寫真</b></p><p><b>　?。?）實物圖：</b></p><p>

19、　　調(diào)頻FM 87.5 歡迎收聽！</p><p><b>　?。?）手工寫真：</b></p><p><b>　?。?）焊工說明:</b></p><p>　　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；</p><p>　　2.板上的話筒有正負極之分,和鋁制外殼相連接的一極

20、為負極,另一極為正極.為了便于安裝,先加焊兩只引腳；</p><p>　　3.三極管的三只管腳功能完全不同,一定要分清楚；</p><p>　　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)

21、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)；</p><p>　　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；</p><p>　　6.元件位置不能裝錯,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(diào)試,使用。</p><p><b>　　六、課程

22、總結(jié)</b></p><p>　　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。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。</p>&l

23、t;p>　　通過課程設(shè)計，我們增強了對通信電子技術(shù)的理解，學會查尋資料﹑比較方案，學會通信電路的設(shè)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﹑解決通信電子電路問題的實際本領(lǐng)，真正實現(xiàn)由課本知識向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；通過典型電路的設(shè)計與制作以及電路板的焊接，加深我們對基本原理的了解，增強了實踐能力。</p><p>　　感謝xx老師的指導和深切關(guān)懷！ </