微型调频无线话筒Word文件下载.docx
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2.1.1原理如下
该电路由三部分组成:
1、音频放大部分;
2、高频振荡部分;
3、稳压部分。
信号有话筒MIC注入三极管VT1的基极,经VT1放大后的音频信号经C2耦合至高频振荡电路VT2基极,然后经天线发射出去。
此电路的工作频率在85~104MHZ之间。
2.1.2原理图如下
原理图2.1
元件的选用,MIC选用高灵敏的驻极体话筒,VT1为9013H,β≥90,L1,L2用∮0.71mm漆包线在普通圆珠笔上分别绕4匝和10匝,C4、C5、C6采用瓷片电容,误差±
5%。
三端稳压器用LM7806电源,用9V电池,电路板可自制。
装配与调试,电路装配较简单,只要元件无损坏,以装即可成功。
电路焊好后,再把天线焊上去,天线用0.5米的收音机天线,调试时把话筒放在音源处,然后人离开话筒5-6米远,打开FM收音机,调节选台按钮,如果收到的是浑浊不清的谐波,可用起子调节振荡线圈L1的间距,L1间距大市频率升高,反之则降低,这时收到的就不是带有谐波的声音了。
若想增大发射功率,可改变发射天线的长度,或将VT2发射管换成34D50三极管,R4电阻换成4.7KΩ,此时发射距离可再增加约100米
2.2方案二
微型调频无线话筒,该电路由音频放大部分、高频振荡部分、稳压部分三部分组成。
声音通过话筒经R1、C1;
R2、C2构成的高、低频容阻滤波器耦合到三极管的基极,由于三极管的正反馈放大作用L1,C3构成的高频振荡器的高频信号经过C4等效反馈到三极管基极。
两信号一同被三极管混频形成高频FM载波(88-108),经C6传输到天线,由电线向周围空间发射FM信号。
其他的元件可按图中参数表示即可。
2.2.2原理图如下
原理图2.2
2.3方案三
2.3.1原理如下
话筒输出的音频信号被低频放大电路(AFAMP:
AudioFrequencyAMP)放大,通过频率调制(以下记做FM:
FrequencyModulation)电路变为FM波。
FM波再进一步经过高频放大电路(RFAMP:
RadioFrequencyAMP)进行功率放大,就可以作为电波由天线飞向天空。
这个框图中最重要的部分就是频率调制电路。
所谓FM就是用调制信号(拟由电波载运的信号)对载波以频率偏移的方式进行调试,如果想用调制信号(在这里就是声音)改变振荡器的振荡频率,就需要用到FM
2.3.2原理图如下
原理图2.3
2.4三个方案的比较
方案一比较简单,浅显易懂,电路连接也比较简单,容易实现,但是使用元件较多,电路有些冗繁,性价比较低,创新性也不足,使用电路原理有些单一。
方案二原理与方案一相同,电路由音频放大部分、高频振荡部分、稳压部分三部分组成。
方案三其原理是输出的音频信号被低频放大电路放大,通过频率调制电路变为FM波。
FM波再进一步经过高频放大电路进行功率放大,调试比较简单,操作不烦琐,简单易懂,容易实现,所需元件较少,性价比较高。
综上所述,我们选择方案三做为我们的课程设计方案
3单元电路设计
3.1功率放大电路
本电路中有低频放大电路和高频放大电路,其原理相同,电路图如下所示,我们之所以选择晶体管而不选择电子管作为高频功放用的电子器件,是因为晶体管和电子管相比,有很多的优点:
体积小,重量轻,耗电少,寿命长等。
晶体管的工作状态有截止、导通和饱和三种状态。
在晶体管不具备工作条件时,它处截止状态,内阻很大,各极电流几乎为0。
当晶体管的发射结加下合适的正向偏置电压、集电结加上反向偏置电压时,晶体管导通,其内阻变小,各电极均有工作电流产生(IE=IB+IC)。
适当增大其发射结的正向偏置电压、使基极电流IB增大时,集电极电流IC和发射极电流IE也会随之增大。
当晶体管发射结的正向偏置电压增大至一定值(硅管等于或略高于0.7V,锗管等于或略高于0.3V0时,晶体管将从导通放大状态进入饱和状态,此时集电极电流IC将处于较大的恒定状态,且已不受基极电流IB控制。
晶体管的导通内阻很小,集电极与发射极之间的电压低于发射结电压,集电结也由反偏状态变为正偏状态。
3.2FM调制电路
振荡电路中使用的线圈是把φ0.8镀锡线绕成内径为5mm、5.5匝的空心线圈(可以将线材用φ5的钻头绕制而成)。
如果没有φ0.8的镀锡线,也可以采用φ0.5以上的软铜线或者漆包线。
上图是共振电路部分的电路图。
所以电路的振荡频率(也就是载波频率)为
式中,
=30pF(由图15.7),微调电容=5pF(认为在0~10pF范围内,取其中间值),所以可以求得为:
实际的电路中,由于的输入电容和布线电容的影响,约为80MHz。
为了求微调电容器所能够改变的的范围,设=0pF(实际上不为零)和=10pF,分别计算得到
就是说,对于83.2MHz,的调整范围大约在+7,-6MHz之间。
当温度变化时,线圈使用的线材会发生伸缩引起电感量的变化,所以振荡频率也会发生变化(比较严格)。
但是这里共振电路使用的电容器具有与线圈相反的温度特性,所以相互抵消。
如果温度升高,线圈的线材收缩,导致电感量增加。
如果采用具有负温度特性的电容器(温度升高时电容量减少),就能够进行温度补偿。
3.3天线
对于天线来说,只须设置一根电线(线状天线)。
一般天线的长度设定为电波波长的1/2(为了在天线上产生驻波)。
如果载波频率为80MHz,那么波长λ为:
式中,c是电波的速度(=光速)。
所以天线的长度为1.9m。
但是,这个电路中如果接1.9m的天线的话,会发射很强的电波,有可能超出电波法所规定的范围。
所以把天线的长度限制在30cm的程度。
3.4总原理图
4.制作与调试
4.1.制作过程的注意事项
1、电阻陶瓷电容不用分正负极,但是必须注意电阻值和电容量不要搞错。
请参见我们电子实验套件中的介绍的有关方法。
2、板上的话筒有正负极性之分,和铝制外壳相连接的一极为负极,另一极为正极。
为了能装上线路板,请先加焊两只脚。
3、三极管的三只管脚功能完全不同,一定要分清楚。
请参见本站电子实验套件、网站等相关电子资料中提供的识别方法。
4、元件包中有铜线制作的线圈,它的外面有一层绝缘漆。
它是一个关键的元件,调节线圈间距可以改变发射频率和距离。
5、元件包中含有电路板插针,安装在关键点后,可以用来和电子实验套件灵活的配合使用,从而可以做范围更广的电子实验。
6、元件位置请不要装错,焊接时间最好控制在2-3秒,力求元件安放到位并且美观,多次检查无误后即可通电调试、使用。
.4.2.调试过程
先找来FM收(录)音机,打开电源和音量,将频率调在100MHz左右无电台的地方。
给无线话筒电路板通上电源,对准收音机,用螺丝刀(有条件者请用无感螺丝刀,或者参见网站自制)调节振荡线圈L1的稀疏(线圈匝间距离),直到收音机传出尖叫声。
这时再慢慢移开话筒和收音机距离,同时适当调节收音机(或者话筒板)的音量、调谐旋钮,直到声音最清晰、距离又最远为止。
上述步骤分别在88MHz、98MHz、108MHz附近都试试,这样即使无线话筒发射频率存在较大偏差,收音机也能够收到。
调整微调电路分别使载波频率为最低值(约75MHz)和最高值(约86MHz)时的集电极波形(未调制)。
可以看出通过调整,基本上像设计要求那样在80+6,-5MHz之间。
如果再采用压缩或拉伸线圈绕线间隔的方法改变电感值,还可以获得更宽的频率变化范围。
的调整要与FM接收机希望接收的频率一致(最初只要与可变范围的中心频率80MHz一致就可以),在无线电接收机的近处(把无线话筒的天线到接收机的天线上)调整,如果接收机调谐(如果接收),就说明与一致。
即使希望设定的频率已经被广播电台使用,根据所谓“如果是同一频率,将选择接收电波强的发射台”的FM广播的性质(FM的选择),只要接收机的附近有无线话筒,它就将被选择接收,就可以进行调整。
反过来,即使是广播电台已经使用的频率,调谐时也许容易消除它的声音。
当然,如果有频率计数器或者测试振荡器(利用共振测定频率的仪器),就可以用它进行准确的调整。
如果希望变更频率偏移,如果使用的话筒输出电平太小,就得不到大的频率偏移。
这时接受到的音量就变小了。
这种情况下,增大与变容二极管串联的电容器的值,就能够得到大的频率偏移。
相反,如果接收到的音量过大,那么只要减小值,使频率偏移变小就可以了。
但是,改变时不仅能使频率偏移,而且连载波频率也都改变了。
所以为了维持当前的频率,还是须同时改变的值。
大体上,当=30pF时,=7pF;
=15pF时=12pF。
4.3.使用的主要仪器和仪表
器件
型号
数量
永久极化电介质电容器话筒
WM063
1
变容二极管
1SV101
1
晶体管
2SC2668
2
电容
22P
15P
10P
3
0.01u
1000P
3P
电阻
2.2K
10K
47K
100K
100
可调变容
开关
5.误差分析
参考文献
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武汉理工大学出版社2002
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