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文檔簡介
1、調(diào)頻無線話筒設計課題:設計調(diào)頻無線話筒,要求:(1)載波頻率90MHz附近,用收音機FM段接收。(2)在聲音被清晰接收的前提下,發(fā)射距離A5m( 3)電源電壓4.5V 。( 4)音質(zhì)清晰,發(fā)射較遠( 5)設計過程中使用仿真軟件進行電路仿真本次課程設計本小組選擇設計制作調(diào)頻無線話筒, 要求是分析高頻發(fā)射系統(tǒng)各功能模塊的工作原理, 提出系統(tǒng)的設計方案, 對電路進行調(diào)試。在此基礎上可進行創(chuàng)新設計,如改善電路性能;故障分析;對系統(tǒng)進行仿真分析等。這是一款微型調(diào)頻無線話筒,發(fā)射頻率在90MH法右,利用FM調(diào)頻收音機可以實現(xiàn)短距離接收。在電路設計的過程中,本小組采用了 protel99SE進行電路仿真。調(diào)
2、頻無線話筒的設計分析仿真與實物結(jié)果1. 調(diào)頻無線發(fā)射機的設計與分析調(diào)頻無線發(fā)射機將聲音信號變成無線電波信號通過無線方式在另一地點用普通的收音機就可以將聲音信號還原。工作原理如下:調(diào)頻無線話筒是一種可以將聲音或者歌聲轉(zhuǎn)換成 88108MHz的無線電波發(fā)射出去, 距離可以達到3050m, 用普通調(diào)頻收音機或者帶收音機功能的手機就可以接收。 將聲音調(diào)制到高頻載波上,可以用調(diào)幅的方法,也可以用調(diào)頻的方法。與調(diào)幅相比,調(diào)頻具 有保真度好,抗干擾性強的優(yōu)點,缺點是占用頻帶較寬。調(diào)頻的 方式一般用于超短波波段。方案選擇:T1T2上圖給出了電路的總體設計,該電路由三部分組成:1、音頻放大部分;2、高頻振蕩部分
3、;3、高頻功率放大器。對于音頻放大器,采用共射極放大器,高頻振蕩采用三點式電感振蕩器,高頻功放采用單調(diào)諧丙類功率放大器。原理圖及分析如下:MIC將自然界的聲音信號變?yōu)橐纛l信號,經(jīng) C2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)電極電容發(fā)生 變化,導致振蕩頻率發(fā)生變化,完成頻率調(diào)制,即調(diào)頻。再經(jīng) C7 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C10,L6和天線向外發(fā)射頻率隨聲音信號變化而變化的高頻電磁波。其中,R1為MIC的偏置電阻,R5為集電極電阻。R4為基極 電阻,給Q1提供偏置電流。R8為射極電阻,起穩(wěn)定 Q1直流工 作點的作用。Q2, R6,R9, C4, C5
4、, C13,C14, C5組成三點式電 容諧振電路,既高頻振蕩電路。 R6給Q2提供偏置C4, L1振蕩 回路,改變其值可以改變發(fā)射頻率,C13為反饋電容,R9起穩(wěn)定 Q2直流工作點作用,C14起隔直通交作用,Q3, R7, R11, L2, C8, C28組成高頻功率放大電路,R7給功率管Q3提供基極電流, C8和L2組成放大調(diào)諧回路,和振蕩回路在同一頻點獲得最大輸出功率,發(fā)射距離最遠。具體電路的選擇:話筒MIC: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
5、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。并且,外圍電路中需要有相應的偏置電阻為其提供偏置。 高頻振蕩調(diào)制電路:Q2, R6,R9, C4, C5, C13,C14, C5組成三點式電容諧振電路。
6、 其功能是產(chǎn)生高頻載波信號并進行調(diào)制。L1和C4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:f = 1/ 2 兀 *(LC)-1/2經(jīng)C3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)C7耦合到下一級進行功率放大。天線對于天線來說,只須設置一根電線(線狀天線)。一般天線的長 度設定為電波波長的1/2(為了在天線上產(chǎn)生駐波)。如果載波頻率為 80MHz,那么波長入為:c 3 108m/s=3.75m80MHz式中,c是電波的速度(=光速)。所以天線的長度為1.9m。但是,這個電路中如果接1.9m的天線的話,會發(fā)射很強的
7、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。2 .仿真結(jié)果:仿真電路圖如下:(1)放大級仿真電路VCC(2)高頻振蕩電路''CCR21>2?ke2a5.1kvccE23M3kC22C27LQOOpXQ21 *2N2218AC24400plOOOpR2610kE24 IkC25800p<L21J 30u11仿真結(jié)果:V0:信號源電壓 V1:小信號放大后電壓V2:高頻振蕩電路 由仿真結(jié)果可知,設計的電路符合要求,能夠正常工作。總的電 路圖仿真如下:仿真結(jié)果如下:由仿真結(jié)果可知,信號源的電壓經(jīng)高頻小信號放大器可以放大, 雖然理論計算可以保證電路的正常工作,但是仿真結(jié)果還是有一 定誤差。三點式電容振蕩器不能起振。3 .在理論和仿真結(jié)果上制作實物:元器件清單規(guī)格數(shù)量電阻2.2K33341M122K2電容10446812304102103133u(電解電容)1三極管9014190182駐極體話筒1干電池1.53漆包線直徑0.5mm30cm導線插包2針13針1電感4.5T15.5T2可調(diào)電阻500K1電路板1元器件清單將電路板焊好后進行調(diào)試,調(diào)試方法如下:整機組裝完畢,檢查無誤后,便可通電調(diào)試。首先檢測電路是否 起振。先找來FM收
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