调频无线话筒仿真及制作.docVIP

调频无线话筒设计 课题： 设计调频无线话筒，要求： （1）载波频率90MHz附近，用收音机FM段接收。 （2）在声音被清晰接收的前提下，发射距离≥5m （3）电源电压4.5V。 （4）音质清晰，发射较远 （5）设计过程中使用仿真软件进行电路仿真 本次课程设计本小组选择设计制作调频无线话筒，要求是分析高频发射系统各功能模块的工作原理，提出系统的设计方案，对电路进行调试。在此基础上可进行创新设计，如改善电路性能；故障分析；对系统进行仿真分析等。这是一款微型调频无线话筒，发射频率在90MHz左右，利用FM调频收音机可以实现短距离接收。在电路设计的过程中，本小组采用了protel99SE进行电路仿真。 调频无线话筒的设计分析仿真与实物结果 调频无线发射机的设计与分析 调频无线发射机将声音信号变成无线电波信号通过无线方式在另一地点用普通的收音机就可以将声音信号还原。工作原理如下： 调频无线话筒是一种可以将声音或者歌声转换成88~108MHz的无线电波发射出去，距离可以达到30~50m，用普通调频收音机或者带收音机功能的手机就可以接收。将声音调制到高频载波上，可以用调幅的方法，也可以用调频的方法。与调幅相比，调频具有保真度好，抗干扰性强的优点，缺点是占用频带较宽。调频的方式一般用于超短波波段。 方案选择： 上图给出了电路的总体设计，该电路由三部分组成：1、音频放大部分；2、高频振荡部分；3、高频功率放大器。 对于音频放大器，采用共射极放大器，高频振荡采用三点式电感振荡器，高频功放采用单调谐丙类功率放大器。 原理图及分析如下： MIC将自然界的声音信号变为音频信号，经C2耦合给Q的基极进行调制，当有声音信号的时候，三极管的结电极电容发生变化，导致振荡频率发生变化，完成频率调制，即调频。再经C7 耦合给高频调谐放大电路对已调制的高频信号放大，再通过C10，L6和天线向外发射频率随声音信号变化而变化的高频电磁波。 其中，R1为MIC的偏置电阻，R5为集电极电阻。R4为基极电阻，给Q1提供偏置电流。R8为射极电阻，起稳定Q1 直流工作点的作用。Q2，R6,R9，C4，C5，C13,C14，C5组成三点式电容谐振电路，既高频振荡电路。R6给Q2提供偏置C4，L1振荡回路，改变其值可以改变发射频率，C13为反馈电容，R9起稳定Q2直流工作点作用，C14起隔直通交作用，Q3，R7，R11，L2，C8，C28组成高频功率放大电路，R7给功率管Q3提供基极电流，C8和L2组成放大调谐回路，和振荡回路在同一频点获得最大输出功率，发射距离最远。 具体电路的选择： 话筒MIC： 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。 高频振荡调制电路： Q2，R6,R9，C4，C5，C13,C14，C5组成三点式电容谐振电路。其功能是产生高频载波信号并进行调制。L1和C4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/ [2π*(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。 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。 2. 仿真结果： 仿真电路图如下： (1)放大级仿真电路 （2）高频振荡电路 仿真结果： V0：信号源电压 V1：小信号放大后电压 V2：高频振荡电路 由仿真结果可知，设计的电路符合要求，能够正常工作。总的电路图仿真如下： 仿真结果如下： 由仿真结果可知，信号源的电压经高频小信号放大器可以放大， 虽然理论计算可以保证电路的正常工作，但是仿真结果还是有一定误差。三点式电容振荡器不能起振。 3.在理论和仿真结果上制