簡易無線話筒實訓論文

1、編號： 無線通信實訓說明書題 目： 簡易無線話筒 院 （系）：桂林電子科技大學職業(yè)技術(shù)學院 專 業(yè)： 通信技術(shù) 學生姓名： XXX 學 號： 13122102XX 指導教師單位：桂林電子科技大學職業(yè)技術(shù)學院 姓 名： 周雪寒 題目類型： 理論研究 實驗研究 工程設(shè)計 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā)2014年12月27日摘 要無線話筒，簡單地說，它就是一種通過無線電波或其它的方式傳輸聲音的設(shè)備。這種設(shè)備或電路就其原理而言，在很多產(chǎn)品中以各種形式或名稱存在著，如雙工的EarMark無線耳機HS-4系列型號就是其中之一。電路板上的電子元件話筒（咪頭）先將自然界的聲音信號變成音頻電信號，這個電信號會去調(diào)制電子

2、振蕩器產(chǎn)生的高頻信號。最后，高頻信號通過天線發(fā)射到空中。 我們將發(fā)射頻率設(shè)計在FM收音機波段，因此可以配合任何FM收音機接收到該高頻信號，并從該高頻信號還原出聲音信號，從而完成各種用途。早期的無線話筒是采用FM調(diào)頻來實現(xiàn)的，后來采用石英晶體振蕩器產(chǎn)生發(fā)射與接收精確穩(wěn)定的固定頻率，這種話筒及接收機只固定單一個頻率配對使用?，F(xiàn)在專業(yè)的無線話筒都是采用頻率合成方式，可以在預(yù)設(shè)的帶寬內(nèi)任意切換所希望的工作頻道，從而達到避免受環(huán)境干擾又能實現(xiàn)同時使用多支無線話筒。無線話筒實際上就是一臺小功率的無線電高頻發(fā)射機，因其具有體積小、重量輕、電路簡單，成本低、無電纜傳送等特點，因而得到了靈活廣泛的應(yīng)用

3、。 無線話筒按調(diào)制方式可分為調(diào)頻式和調(diào)幅式，前者由于具有通頻帶寬、動態(tài)范圍大、傳輸距離遠和抗擾性強等特點，所以應(yīng)用較多。簡易無線話筒的設(shè)計與實現(xiàn)結(jié)合了高頻電子技術(shù)、電子線路設(shè)計、模擬電子技術(shù)等知識點，設(shè)計及實現(xiàn)這個實用性很強的課題，既可以在實踐中鞏固許多知識點，又可以根據(jù)自己的興趣開發(fā)新功能，從而學習到新的知識點。關(guān)鍵詞:無線話筒原理，電路設(shè)計，電路調(diào)試 目錄1.緒論11.1無線話筒的技術(shù)發(fā)展12.無線話筒系統(tǒng)概述13.電路設(shè)計及元器件選擇33.1 電路工作原理33.2 PCB設(shè)計44.電路安裝與調(diào)試55.參考文獻5附錄61.緒論1.1無線話筒的技術(shù)發(fā)展無線話筒從最初簡易的

4、一個無線調(diào)頻發(fā)射器和無線調(diào)頻接收器到目前的采用專用的PLL（頻率鎖相環(huán)）技術(shù)，大約經(jīng)歷了三個階段。1.簡易調(diào)頻發(fā)射與接收當時，人們?yōu)榱藬[脫話筒線纜的羈絆，想到了類似于調(diào)頻廣播的發(fā)射接收原理，通過話筒的換能原理及音頻調(diào)制放大發(fā)射過程，然后通過調(diào)頻收音機或?qū)Ｓ媒邮諜C（特殊頻點）接收、放音?？梢韵胍姡湟糍|(zhì)、穩(wěn)定性、抗干擾能力等均不能滿足實際使用的需要。2.石英振蕩的調(diào)頻發(fā)射與接收由于采用電子電路產(chǎn)生的RC或LC振蕩，其振蕩頻率的穩(wěn)定性受到環(huán)境的影響是很大的，其頻率也不可能很高，一般只能在二、三百兆赫以下，在這樣的頻段，極易受到其它信號的干擾，此時便出現(xiàn)了采用石英振蕩體的發(fā)射與接收電路。大家知道，石

5、英晶體的振蕩頻率是非常穩(wěn)定的，由它組成的無線話筒發(fā)射與接收器，工作起來就穩(wěn)定多了，同時，其工作頻率可在V段（30MHZ-250MHZ），U段（200-1000MHZ）內(nèi)，外界干擾信號不嚴重，給無線話筒的使用帶來了較好的效果。在使用上，由于石英晶體的振蕩頻率不可調(diào)，因此對于一套無線話筒來講，其接收和發(fā)射頻率是固定的，且要求一一對應(yīng)，不怎么方便，假如在某地剛好在這一頻點上存在干擾，該無線話筒就無法使用了。3.采用PLL接收的無線話筒PLL是頻率相位鎖定環(huán)路的英文字頭縮寫，在無線話筒的發(fā)射接收中，采用頻率合成的方式，可以在一個頻帶內(nèi)，滿意地接收信號，在此頻帶內(nèi)，還可以任意切換工作頻道。理論上，在一個

6、24MHZ的頻帶內(nèi)，如果以1MHZ作為頻道解析度，則可以切換25個頻道；如果以125KHZ，則可以切換193個頻道，至于頻道數(shù)的多少與接收機的頻寬及頻道解析度有關(guān)。2.無線話筒系統(tǒng)概述無線話筒的分類方式很多，比方說根據(jù)發(fā)射使用頻率分類或無線話筒的接收方式來分類等。就這一問題我們簡單的看看無線話筒的具體分類。首先看看按照發(fā)射使用頻率分類 如果按照這一方式可以分為：FM無線話筒VHF無線話筒 FM無線話筒：工作原理的利用FM收音機來接收，這一無線話筒的特點是系統(tǒng)簡單，成本低廉，但是現(xiàn)在已經(jīng)被淘汰了，原因是使用效果不佳，不能滿足專業(yè)品質(zhì)的要求。VHF無線話筒：這一無線話筒又可分為

7、低頻及高頻段兩類型，現(xiàn)在人們常常使用的是高頻段的無線話筒，高頻段的無線話筒的特點是頻率較高，使用天線較短，甚至可以設(shè)計成隱藏式天線，方便，安全又美觀，受電器的雜波干擾又大為減少，電路設(shè)計極為成熟，零件普及價格低廉，現(xiàn)在這樣的無線話筒已經(jīng)是當今市場上的熱門機種。再就是按照接收方式分類 按照這一方式分類通常分為兩類：自動選訊接收無線話筒非自動選訊無線話筒自動選訊接收無線話筒：這一話筒由于電波輿中會產(chǎn)生“死角”的物理現(xiàn)象使接收機的聲音輸出，產(chǎn)生斷斷續(xù)續(xù)或不穩(wěn)定的缺點，為了解決這種缺陷，專業(yè)用的機種必須采用雙天線及雙調(diào)諧器的“自動選訊接收”方式來改善。非自動選訊無線話筒：這一話筒由于機型的電

8、路設(shè)計復雜精密，裝配較難，成本較高，一般低價的機型就沒有采用自動選訊的設(shè)計，所以也無法消除無線話筒在使用中產(chǎn)生聲音中斷的缺點。所以這樣的一般不適合專業(yè)場合使用。還有就是按照無線話筒的振蕩方式分類，按照這一方式通常也分為兩類：石英鎖定相位鎖定頻率合成 石英鎖定的特點是它是以石英振蕩器產(chǎn)生發(fā)射與接收精確穩(wěn)定的固定頻率，電路簡單，成本低廉，是當今無線話筒的標準電路設(shè)計。這種類型的話筒及接收機只固定單一個頻率配對使用，因此無法改變或調(diào)整使用頻率。 相位鎖定頻率合成的特點：這一話筒是采用的PLL的電路設(shè)來避免無線話筒在使用中遇到其他訊號的干擾而無法使用，或為了同時使用多支話筒的場合，

9、需要隨時方便又快速的改變頻道這一功能。最后一種分類方式是按接收機頻道數(shù)分類這一分類中常?？煞譃槿N即：單頻道雙頻道多頻道單頻道：它是在一個接收機的機箱內(nèi)只裝配一個頻道的非自動選訊或自動選訊接收機。這一種有價格便宜使用方便等特點。雙頻道它是在一個接收機的機箱內(nèi)，裝配兩個頻道的非自動選訊或自動選訊接收機。這一種一般成本低并且設(shè)計簡單。多頻道它是在一個接收機的機箱內(nèi)，裝配四個頻道以上的接收機，大都采用模組化接收模組的機構(gòu)設(shè)計。這樣的無線話筒一般適用在裝架式專業(yè)機種的使用場合。3.電路設(shè)計及元器件選擇3.1 電路工作原理圖1 系統(tǒng)組成框圖圖2 原理圖MIC是駐極體話筒，它的作用就是感應(yīng)空氣中聲波的微弱

10、振動，并輸出跟聲音變化規(guī)律一樣的電信號。本站選用的是靈敏度較高的話筒，一般可以輸出幾十毫伏以上的音頻信號，這個信號足以調(diào)制下一級的高頻振蕩信號的頻率。注意：話筒有正負極之分，一般和外殼相通的是負極。 R1是MIC駐極話筒的偏置電阻，有了這個電阻，話筒才能輸出音頻信號，這是因為MIC話筒內(nèi)部本身有一極場效應(yīng)管放大電路，用來阻抗匹配和提高輸出能力等作用。 C5是音頻信號耦合電容，將話筒感應(yīng)輸出的聲音電信號專遞到下一級。 C2是Q9018的基極濾波電容，一方面濾除高頻雜音，另一方面讓Q9018的高頻電位為0，對50MHz以上的高頻電路來說，Q9018是一個共基極放大電路，這是最后能形成振蕩的基礎(chǔ)。因

11、為振蕩電路的基礎(chǔ)條件就是必須具備一定的增益，再就是具備合適相位的反饋（一般是正反饋）。 R2是Q9018的基極偏置電阻，給Q提供一個較小的基極電流，Q將會有一個較大的發(fā)射極電流到過R3。由于R2、R3中的電流作用會在各自電阻上產(chǎn)生壓降并互相影響，結(jié)果會自動穩(wěn)定在某一數(shù)值狀態(tài)，這就是書上講的射極跟隨器。 R3是Q9018的發(fā)射極電阻，這里起穩(wěn)定直流工作點作用，和C3還組成了高頻信號負載電阻作用，也是整個高頻振蕩回路的一部分。 C8和L組成并聯(lián)諧振回路，起到選擇振蕩頻率的主要作用，改變C8的容量或者改變L的形狀（包括圈數(shù)），可以方便的改變發(fā)射頻率。 C7是高頻信號輸出耦合電容，目的是為了讓高頻信號

12、變成無線電波幅射到天空中。因此，天線最好堅直向上，長度最好等于無線電波頻率波長（或者整數(shù)倍），四周應(yīng)該開闊，不要有金屬物阻擋。說明：波長等于頻率的倒數(shù)，頻率變化，波長也會變化，再說，天線具體的長度還與電路輸出阻抗、天線粗細等等有關(guān)，在本電路中用一根插針作天線。 C6是反饋電容，電路起振的關(guān)鍵元件就是它了。分析本電路的高頻狀態(tài)時，集電極是輸出，發(fā)射極是輸入，輸出信號通過C6加到輸入端，產(chǎn)生強烈的正反饋，自然就產(chǎn)生振蕩了。這實際上也就是書中所說的電容三點式振蕩電路。 C1、C4是電源濾波電容，給交流信號提供回路，減小電源的交流內(nèi)阻。 X1是信號輸出端，X2是電源輸入端。3.2 PCB設(shè)計圖3 PC

13、B絲印層及轉(zhuǎn)印圖盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布和相互電磁干擾. 某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路.帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方。按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局.元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB 上盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù).一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列.這樣，不但美觀而且裝焊容易易于批量生產(chǎn)。輸入輸出端用的導線應(yīng)盡量避免相鄰平

14、行.最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合。電容引線不能太長，尤其是高頻旁路電容不能有引線。4.電路安裝與調(diào)試所有零件都焊接完畢后，最好先用肉眼檢視一切焊接點，是否有假焊，或者焊料用得太多而造成與臨近短路，徹底查清楚后，才可進行校準和測試性能，尋找該訊號。最好令發(fā)射機與收音機保持一定距離，以防止檢拾到任何諧波或者側(cè)波。如收音機未能檢到載波，表示頻率可能太低，將振蕩線圈稍為拉長，及再次嘗試。如果采用包錫銅線繞制線圈，注意圖與圈之間不應(yīng)彼此碰到。如采用漆皮銅線，則須要知道圈的連通性，可用萬用表之低阻擋去量度它，或者量度電路電流，應(yīng)約46mA。一旦檢到載波，將發(fā)射器擺放在一部時鐘的側(cè)近，檢查電路之靈敏度，收音機應(yīng)發(fā)出清楚而強大的"滴嗒"聲。話筒之負載電阻（R1）決定靈敏度，可將之減至10K或者加至47K，視所需求的靈敏度而定。要確定發(fā)射的頻率完全遠離開本地任何FM廣播電臺，因為電臺發(fā)出的訊號強大，當您測試距離時，會遮蓋發(fā)射器。 將線圈壓縮，頻率便降低；將之拉長，頻率便增加，這樣免用到微調(diào)電容，節(jié)省造價。本機的頻率為89.4MHz。5.參考文獻1徐正惠.高頻電子技術(shù)M