高频无线话筒课程设计报告-副本.doc

高频无线话筒课程设计报告-副本
通信基本电路课程设计

高频无线话筒课程设计

姓名： 查高孟
学号：311308001111
年级：电信13-4班
专业：电子信息工程

2015年12月16日

18 / 20
摘要：
高频电子线路系统地介绍了通信系统，特别是无线通信系统中的最基本电路与他们的功能，给出了定性与定量分析这些电路性能的方法。这些电路包括了发射机与接收机中的选频放大电路、混频电路、功放电路、振荡电路、调制与解调电路、锁相环电路、自动增益控制电路与频率合成电路。
　　本课程的基本知识教学目标与能力目标是：通过理论和实践教学，使学生了解晶体管工作于高频时的工作原理，特性参数与微变等效电路，掌握高频单元电路的线路组成、基本工作原理、分析方法、技术要求与一些典型集成电路的实际应用，并且具备一定的理论水平和足够的实践技能，以与使用先进仿真软件的能力，为进一步学习、掌握电子、通讯技术的专业知识和职业技能打下基础。
　 高频电子线路是一门理论性、工程性和实践性都很强的课程。学生通过本课程的学习，不但应该掌握必要的基础理论知识，而且还应在分析问题、解决问题和实际动手能力等方面得到锻炼和提高。对于这些能力的培养，理论教学与实践教学环节必须密切联系、互相配合，才会取得比较好的效果。在本课程教学中应从以下几个方面来加强这些能力的培养：
1 ．在分析问题的方法上，由常用基本电路入手，讲清基本原理，然后适当综合，再应用到实用电路的分析中去。
2 ．注意与实践课的配合，在理论课中讲清基本原理、典型电路和基本应用电路，在实践课中学习有关电路的测试、调整的原理和方法以与器件的参数选择等。
3 ．增加必要的例题和实用电路的分析。例题着重于问题的分析过程和解题方法的介绍，对电路实例的分析则力求由浅入深。

关键词: Multisim 无线发射 调制 高频载波

目录：

一：选题意义………………………………………………………………

二：总体方案………………………………………………………………
三：各部分设计与原理分析………………………………………………
四：参数选择………………………………………………………………
五：实验结果………………………………………………………………
六：结论……………………………………………………………………
七：心得体会………………………………………………………………
八：参考文献………………………………………………………………
附录

一：选题意义

针对目前市场上无线话筒鱼龙混杂，一般消费者消费又无法分别的现状，这次课程设计专门要设计一款无线话筒，这款话筒采用调频的方法发射信号，频率比较稳定，发射距离比较远，可以满足各种不同的需求，而且在设计过程中非常重视性价比，这主要是为低端消费者考虑的。
如果本次课程设计可以成功，不仅可以使我们更好地理解调频无线话筒的原理，也会增加我们探索无线电的兴趣。如果设计不成功或达不到要求，本次课程设计也会使我们明白实践与理论的结合需要多加练习，从而认识到自己的不足，在以后的学习中加强实践。总之，这次课程设计会帮我们提高很多。
下面是无线话筒在生活中的常见用途：
1、无线话筒： 用户在唱歌、讲话或者表演时可以360度的任意转动和移动，不会有电线绊脚、扯后腿。
2、无线广播： 老师在讲课时进行现场转播，可以无数学生用收音机收叫讲课，大大的增加了听课人数。
3、无线叫卖器： 在街上推销商品时，用无线话筒叫卖具有一定新颖性，会收到比普通话筒好的广告效果。
4、无线助听器： 具有比较好的隐蔽性和安全性，可在远处用收音机耳机收听。
5、无线抱警器： 实现一定距离的无人值守。例如可以在二楼监听一楼之门锁声音，起防盗报警器的作用。
6、无线电子门铃：由于可无线传播声音，因此也可以无线传播门铃声音，配对还可以改装成无线对讲机。
7、无线电子乐器： 将口琴、二胡、吉它等乐器声音用收音机接收，或用功放扩大播出，可更好欣赏音乐。
8、电子助听器： 通过调节收音机或者话筒的音量，将声音放大后再送入耳机，可以有效的改善老人听力。
9、声控小彩灯： 将大功率功放输出端的音箱改接成瓦数相当的6V,12V汽车电灯泡，调节音量合造位置。
10、小型广播电台:适合学校工厂等单位自行举办各种节目，可以播放音乐、新闻、通知等，用收音机听。
11、电视伴音转发器：看电视时用耳机听可不影响别人睡觉，但受耳机线长控制.本装置则可以不受此限制。

二：总体方案

1：利用NI Multisim 10可以实现计算机仿真设计与虚拟实验。
利用NI Multisim 10仿真，和传统的电子电路设计与实验方法相比，具有如下优点：
（1）设计与实验可以同步进行，可以边设计边实验，修改调试方便；
（2）设计和实验用的元器件与测试仪器仪齐全，可以完成各种类型的电路设计与实验；
（3）可方便对电路参数进行测试和分析；
（4）可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图；
（5）实验中不消耗实际的元器件，实验所需元器件的种类和数量不受限制，实验成本低，实验速度快，效率高；
（6）设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。
因此我们决定先用NI Multisim 10进行仿真。
2：网上购买元器件。
3：根据原理图，焊接电路板。利用所买到的元器件与电路板，用电烙铁与焊锡进行焊接。
4：分析各部分原理，然后进行实物调试。这项任务至少需要两人协作来完成，一人负责对着制作的话筒进行说话，另一人拿着收音机进行调试，挑选出合适的频段，从而将说话人说的话放大后播出。

三：各部分设计与原理分析

什么是无线话筒？简单地说，它就是一种通过无线电波或其它的方式传输声音的设备。这种设备或电路就其原理而言，在很多产品中以各种形式或名称存在着，如双工的EarMark无线耳机HS-4系列型号就是其中之一。
电路板上的电子元件话筒（咪头）先将自然界的声音信号变成音频电信号，这个电信号会去调制电子振荡器产生的高频信号。最后，高频信号通过天线发射到空中。
我们将发射频率设计在FM收音机波段，因此可以配合任何FM收音机接收到该高频信号，并从该高频信号还原出声音信号，从而完成各种用途。
下面是具体的各部分电路设计与原理分析：

高频总原理图：

图3.1

相关元器件作用：
1.高频三极管V1和电容C3、C5、C6组成一个电容三点式的振荡器
2. C4、L组成一个谐振器：谐振频率就是调频话筒的发射频率，根据图中元件的参数发射频率可以在88～108MHZ之间，正好覆盖调频收音机的接收频率，通过调整L的数值（拉伸或者压缩线圈L）可以方便地改变发射频率，避开调频电台。发射信号通过C4耦合到天线上再发射出去。
3. R4是V1的基极偏置电阻，给三极管提供一定的基极电流，使V1工作在放大区。
4.频三极管V1和电容C3、C5、C6组成一个电容三点式的振荡器。
5. C4、L组成一个谐振器：谐振频率就是调频话筒的发射频率，根据图中元件的参数发射频率可以在88～108MHZ之间，正好覆盖调频收音机的接收频率，通过调整L的数值（拉伸或者压缩线圈L）可以方便地改变发射频率，避开调频电台。发射信号通过C4耦合到天线上再发射出去。
6. R4是V1的基极偏置电阻，给三极管提供一定的基极电流，使V1工作在放大区。
7.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，二极管的导通电压只有0.7V，如果信号电压超过0.7V就会被二极管导通分流，这样可以确保声音信号的幅度可以限制在正负0.7V之间。
8.CK是外部信号输出插座，可以将电视机耳机插座或者随身听耳机插座等外部声音信号源通过专用的连接线引入调频发射机，外部声音信号通过R1衰减和D1、D2限幅后送到三极管基极进行频率调制。
9.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，二极管的导通电压只有0.7V，如果信号电压超过0.7V就会被二极管导通分流，这样可以确保声音信号的幅度可以限制在正负0.7V之间，过强的声音信号会使三极管过调制，产生声音失真甚至无法正常工作。
10.CK是外部信号输出插座，可以将电视机耳机插座或者随身听耳机插座等外部声音信号源通过专用的连接线引入调频发射机，外部声音信号通过R1衰减和D1、D2限幅后送到三极管基极进行频率调制。

四：参数选择

通过查找资料，我们可以了解到无线话筒要想做成功，必须满足以下参数：
1，额定电压3.0V，电流3~5mA；
2，输出频率90MHz左右（或谐波在90MHz左右）；
3，用FM收音机可以可靠收听；
4，接收距离不得小于3米
5，采用电抗管或变容二极管调频；
下面是元器件清单：

元器件清单：

图4.1

五：实验结果

下面是利用Multisim 10仿真的结果与实物截图：

利用Multisim 10绘制的原理图：

图5.1

输入信号波形：

图5.2

无线话筒发射的高频载波信号所在的频段：

图5.3

示波器显示的波形:

图5.4

六：结论

七：心得体会

这个无线发射机项目到这里就结束了，这个课题让我们遇到了不少困难，但我们获益匪浅，最起码的我们知道了要独立的学会去查资料，独立去完成对讲机和PPT、产品说明书，心得体会。让我们明白在制作对讲机时一定要亲力亲为,务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,弄明白,这样,留下的印象才够深刻,记得才牢固,否则,过后不久你就会忘得一干二净。体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手，亲自开动脑筋，亲自去请教别人才能得到提高的。起码经过PPT的训练，我对简易调频发射的原理有了更深刻的理解，到现在还印在我的脑海里面，这也算是一样不少的收获。
这次无线发射机焊接培养了我们的动手能力，就像在生活中遇到一些小事情就需要自己动手解决，不要害怕麻烦。我的小伙伴也吸取了这次经验告诉我下次她一定要仔细仔细再仔细，这些对我们都是一些在课本上学不到的东西，我相信这对我们日后的学习甚至是人生都会有有着不小的影响。另外我和我的小伙伴十分感谢张老师让我们有这次机会，不仅可以认识到自己的不足，还可以在项目中发现乐趣，最重要的是提高了我们的自主学习能力处理事物的能力，还增加了对办公软件的应用能力，让我们在不知不觉中成长着。
本以为这次设计实践挺简单的，可是当自己亲自动手弄的时候，问题就开始一个接着出现，通过自己所查的资料，就让人感觉到头疼，因为上面有好多比较专业的知识，而且还是自己不知道的，为了能让自己更好的阅读懂，不得不扩充自己的知识面，光是看资料就让自己头痛了一周，不过收获还是不小的，最明显的就是自己的专业知识得到了巩固。
下面是我这次设计的收获总结：
1：专业知识得到加强。通过这次课程设计，我逐渐将课堂上一些不理解的内容搞懂了，并且对这些知识的理解也更深刻了，这将为我以后的专业学习和生活奠定下良好的基础。
2：动手能力得到培养。在设计的过程中，很多事情都要亲力亲为，有时候会为了一个简单的问题而查好多资料，这也使我的动手能力在无形中得到了锻炼，从而增强了动手能力。
3：合作能力得到提升。在和大家一起做设计的过程中，我们彼此分工，把一个大任务分成许多小任务，在彼此合作的过程中，提升了团队协作的能力，培养了同学之间的默契，增进了同学之间的感情。

八：参考文献

1．张肃文.《高频电子线路》第五版[M].高等教育出版社.2013.11
2．《高频电子线路实验与课程设计》杨翠娥 哈尔滨工程大学出版社
3.李银花，电子线路设计指导，北京：航空航天大学出版社
4.朱力恒，电子技术仿真实验教程，北京：电子工业出版社
5.全国大学生电子设计大赛获奖作品精选，北京理工大学出版社
6.王志纲，现代电子线路（下册），北京：清华大学出版社