无线话筒实验报告.doc

无线话筒大型实验报告1、 实验目的1.巩固理论知识，提高实际动手能力和分析能力；2.掌握调频发射机整机电路的设计和调试方法，以及高频电路的调试中常见故障的分析与排除；3.学会如何将高频单元电路组合起来满足工程实际要求的整机电路的设计与调试技术。二、实验仪器与工具1.直流稳压电源 一台2.数字万用表 一台3.示波器（100MHz） 一台4.调频收音机（87-108MHz） 一台5.烙铁、镊子、斜口钳三、实验原理及设计1.调频无线话筒的组成音频放大高频振荡与频率调制缓冲隔离高频功放 对于小功率的调频无线话筒，设计时在保证技术指标的前提下，应力求电路简单、性能稳定可靠。单元电路的级数尽可能少，以减小级间的相互感应、干扰和自激。本实验中采用的调频发射系统如下： 调制 信号图中的高频功放在发射功率较小时可工作于甲类状态（丙类状态要求有较大的功率激励）。主要技术指标：发射功率PA：一般是指发射机输送到天线上的功率。只有当天线的长度L和发射频率的波长可以比拟时，天线才能有效地将信号发射出去。工作频率或波段：发射机的工作频率是指其载波频率，应依据调制方式，在国家有关部门所规定的范围内选取。调频广播频段规定为87MHz108MHz。总效率：总效率=发射的总功率消耗的总功率输出阻抗：对调频广播而言，一般要求输出阻抗为50欧姆，对电视差转而言一般要求75欧姆。残波辐射：残波辐射是指杂波功率与有效输出功率之比。信杂比：信杂比是指已调波在规定的频偏情况下经理想解调后又用信号功率和载波功率之比。失真度：失真度是指已调波在规定的频偏情况下经理想解调后输出单音频信号的失真度。频率响应：频率响应是指已调波在规定的频偏情况下经理想解调后输出音频的幅频响应。2. 原理图音频放大电路部分原理分析：由话筒M1、负载电阻R15和耦合电容C14等组成，其功能是将声音转换为电信号并进行音频放大。话筒内部有一个场效应管作信号放大，因此拾音灵敏度较高，输出音频信号较大，用于音频输入。声音信号引起的话筒内部场效应管漏极电流的变化，通过负载电阻R15得到相应的电压信号；C14、C15和R14组成去耦电路；C16是隔直电容，C17是旁路电容，滤掉交流并提高放大倍数；R14为降压电阻,分得1V电压；T4和R16,R17,R18,R19,R20构成一个音频放大电路，将输入音频信号放大10倍左右。理论上来讲，若在R14右端加一8V的直流电压，则话筒正极电压约为5.65V，T4基极电压约为2.7V，集电极电压约为5.5V，发射极电压约为2V。在话筒正极加一频率为1KHz、峰峰值200mV的正弦波信号，则在音频输出得到放大十倍的信号，即频率为1KHz、峰峰值为2V的正弦信号。四、实验步骤 1.分析参考电路原理，按照实际布局进行改进。 2.根据焊板的大小以及各个元器件之间的相互影响对所有元件进行布局设计，画出布局图。 3.按照布局图分块将电路进行焊接、调试 音频放大部分：焊接完毕后测量三极管T4的静态工作点，测量音频放大倍数（约十倍）确认无误后进行高频振荡部分的焊接。 将高频振荡与频率调制以及缓冲隔离部分焊接完毕后接通电源，测量三极管T1的静态工作点，测量无误后用示波器在跳线帽1脚处观察是否有振荡波形，调节L1将频率改变至89.5KHz左右。 焊接高频功放部分，测量T3的静态工作点。调节L3，改变振荡幅度使其达到最大。 全部焊接完毕后接通电源，再反复调节L1和L3使振荡稳定且幅度最大。从话筒输入语音信号，用收音机接收观察效果。注意：如果调频收音机收不到话筒的声音，那就仔细调节调频收音机的频率，一直到调频收音机出现刺耳的蜂鸣声，能够接收到话筒的声音为止。 4.根据实际电路板使用Protel99SE画出SCH图以及PCB图。五、实验结果及数据分析 1、音频放大部分:(括号内为理论值)1）加入电压为：8.00V2）麦克风正极电压为：6.39V(5.65V)3) T4的集电极C的电压：5.60V(5.50V) 基极B的电压：2.55V(2.70V) 发射极的电压：1.90V(2.00V)4） 当输入峰峰值为200mV，频率为1KHz的正弦信号时，在T4的集电极处输出为峰峰值为2V，频率为1KHz的正弦波。所以音频放大倍数约为10倍。 2、高频振荡与频率调制部分： 1）T1的集电极C电压：6.80V(6.70V) 基极B的电压：2.90V(3.00V) 发射极的电压：2.20V(2.30V) 2）T2的集电极C电压：8.90V(9.00V) 基极B的电压：5.10V(5.40V) 发射极的电压：4.40V(4.70V) 3）电感L2的电势为：4.10V(4.00V)3. 缓冲隔离和高频功放部分: T3的集电极C电压：8.90V(9.00V) 基极B的电压：2.80V(3.00V) 发射极的电压：2.10V(2.30V)4. T2发射极处输出的振荡幅度为：400mV左右5. T3集电极处输出的振荡幅度为：4.8V左右6. 中心频率为：84.6MHz7. 发射距离：两个阶梯的距离8. Sch原理图PCB印刷线路图9. 实物图6、 新设计的系统原理图原理分析：三极管V1和电感L、电容C4、C5、C6组成一个电容振荡器，R4是V1的基极偏置电阻，给三极管提供基极电流，使V1工作在放大区，R5是直流反馈电阻，稳定三极管工作点。话筒MIC可以采集外界的声音信号，采集到的交流声音信号通过C2耦合和R2匹配后送到三极管的基极，电路中D1和D2两个二极管反向并联，主要起一个双向限幅的功能。电路中发光二极管D3用来指示工作状态，当调频话筒得电工作时就会点亮，R6是发光二极管的限流电阻。C8、C9是电源滤波电容。通过调整L的数值（拉伸或者压缩线圈L）可以改变发射频率，避开调频电台。发射信号通过C7耦合到天线上再发射出去。7、 实验总结通过这次实验让我更加深入掌握了高频的知识，对振荡回路和谐振回路也更加理解了。在实验中，我们组也遇到很多问题。比如，在电路板的布局上，刚开始音频放大部分只是按照参考原理图插好元件，问过老师后才发现并不是那样做，还要考虑到布局的美观以及区域问题，还有元器件不能斜着插在板子上。另外，尽可能的避免跳线，可以在元器件中间跨过去。经过老师的指导以及全组的讨论，终于布完局了。整体上来说布得还可以。布局完接着就是焊接了，要尤其小心元器件之间的桥接，会影响整个电路的工作。在焊接时，由于疏忽，没有将R4接地，导致测试时完全测不出共振波形，仔细检查后才发现这一问题。焊接完就是测试调整了，需调整L1，L3来使振荡稳定且幅度最大。但是我们组调整的频率经常会遇到有电台的频率段，以至于输入声音信号后只能传十几米。经过反反复复将近十次的调整，再调整L3，虽然振幅不是最大，但得到的频率比较稳定且没有别的电台，终于无线话筒实验成功了。 在制作无线话筒过程中