调频无线话筒鲁伟.doc

调频无线话筒设计鲁伟 李倩 余冬斌一.设计说明：无线话筒在现实生活中应用十分广泛，我国的调频收音机的接收范围是88MHz到108MHz，根据所学的知识，设计一款简易的调频无线话筒，使工作频段在接收机的接收频段内，在收音机中收听到无线话筒发出的语音信号。二设计要求：1、基本要求（1）频带范围 88MHz 108MHz。（2）话筒有效工作距离 10米。（3）最大频偏：10KHz。（4）正弦信号失真度小于5%2、发挥部分（1）能在两个以上的频点切换。（2）增加工作频率的显示电路（显示频率与实际频率偏差0.1MHz）。（3）测量出此电路的输入灵敏度。三电路设计1.单元电路选择（框图）该电路涉及到的技术有：高频电容三点式振荡电路，功率放大器（采用共射极接法，增益高，效率高)等，调频发射电路的方框图如下：2.具体电路选择图1-1中，话筒MIC可以采集外界的声音信号，电阻R4可以提供一定的直流偏压，R4的阻值越大，话筒采集声音的灵敏度越弱。电阻越小话筒的灵敏度越高，话筒采集到的交流声音信号通过低频放大后耦合到VT2三极管的基极进行频率调制。三极管VT2采用9018和电容C4、C5、C6组成一个电容三点式的振荡器，由三极管VT2 9018集电极的负载C5、L1组成一个谐振器，通过C4正反馈电容形成三点式谐振振荡器原理，谐振频率就是调频话筒的发射频率，实际上是一个以谐振频率为基准的高频振荡器。通过调整图中元件L1的参数可以使发射频率可以在90MHZ左右，正好覆盖调频收音机的接收频率，通过调整L1的数值（拉伸或者压缩线圈L1）可以方便地改变发射频率，避开调频电台。发射信号通过C7耦合到高频放大器，由高频放大器进行谐振放大后再通过天线上再发射出去(实际电路设计中我们在功放之前加了射极跟随器)。由于高频振荡器和高频放大器互相独立使得发射频率和发射功率都十分稳定。C7将频率调制好的载波信号传递到VT3进行高频放大，仔细调整L2的值（拉伸或者压缩线圈L2）可使输出功率最大！距离最远，整个工作电流最小。对比图2-1可以发现，其一是图2-1中去掉了用作缓冲级的设计跟随器部分，原因是图一中的缓冲器似乎没有起到相关的作用，在虽然在仿真过程中看到了效果，但实际并没有较好的改善；其二是在天线之前加装了第三个电感L3，与C12构成了串联回路，增进了天线发射效果；其三是在MIC旁用一个电位器替换了原有的偏置电阻，让其值大小可调。图1-1对比图2-1可以发现，其一是图2-1中去掉了用作缓冲级的设计跟随器部分，原因是图一中的缓冲器似乎没有起到相关的作用，在虽然在仿真过程中看到了效果，但实际并没有较好的改善；其二是在天线之前加装了第三个电感L3，与C12构成了串联回路，增进了天线发射效果；其三是在MIC旁用一个电位器替换了原有的偏置电阻，让其值大小可调。如图2-1，其中R1为话筒MIC的偏执电阻，R4为集电极电阻，R5为基极电阻，给Q1提供偏置电流。R6为发射极电阻，用于稳定Q1的直流工作点，Q2,R7,R8,C4,C5,L1,C6,C7组成高频振荡电路，R7给Q2提供基极偏置电流，C5和L1形成振荡回路，通过改变其值可以改变发射频率，C4为反馈电容，R8稳定Q2直流工作点，C7隔直通交，Q3,R9,R10,L2,C10,C11组成高频功率放大电路，R9给Q3提供基极电流，C10，L2放大调谐回路，和振荡回路C5、L1调谐在同一频点是获得最大输出功率，发射距离最远。3.元器件说明1) 话筒MIC：我们用的是驻极体小话筒，灵敏度非常高，可以采集微弱的声音信号。话筒底部有两个接点，用两根粗铜丝焊牢在PCB印制电路板上。驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。并且，外围电路中需要有相应的偏置电阻为其提供偏置。2) 高频振荡调制电路：（图1-1为例）该部分由晶体管VT2、电阻R5电感L1电容C4、C5、C6等组成。其功能是产生高频载波信号并进行调制。L1和C5构成LC谐振回路。该回路具有选频作用，其频率由公式计算得出：f = 1/ 2*(LC)-1/2经C3耦合过来的信号加在VT2基极上，通过基极上变化的电压改变be结电容，而实现对载波的调制。由集电极输出经C7耦合到下一级进行功率放大。 3) 功率放大电路：（图1-1为例）电路由R7、VT3、C8、L2、C9、R8组成，该部分电路为自偏压电路，无需给b极加偏置电压，高频信号由C7耦合经自偏压电阻R7加到b上放大，电路工作在C类状态。L2和C8组成选频电路，使其谐振在前一级的工作频率上，C9为输出电容，输出高频信号。 4) 线圈的制作：选频回路的电感L需要自制，用直径0.5mm的导线，在直径为5mm左右的骨架上绕制若干圈，抽去骨架成为空心线圈，并适当拉长即可。图一中，L1与L2都为5圈，图二中L1为5圈，L2与L3为6圈，目的是让话筒频率落在80MHz110MHz。根据电感计算公式可以算出绕线圈数： 圈数 = 电感量* ( 18*圈直径) + ( 40 * 圈长) 圈直径单位分别为毫米和mH。4.元器件清单图1-1 图2-1电阻： 电阻： 10K 三个 2.2K 三个4.7K 一个 33 四个1K 一个 1M 一个68K 一个 22K 二个180欧 一个 470K电位器一个22K 一个3.9K 一个 电容：5.1K 一个 104 四个510欧 一个 681 二个 30 四个电容： 10 二个30pF 六个 103 三个10uF 一个 33U电解电容 一个0.1uF 一个1nF 一个 三极管：100uF 一个 9014 一个 9018 二个三极管： 9018三个 其他：9013一个 驻极体话筒一个 6V稳压源其他： 直径0.5mm漆包线30cm 驻极体话筒一个 导线若干6V稳压源 覆