调频无线话筒..

吉林建筑大学电气与计算机学院射频通信电路课程设计报告设计题目：调频无线话筒的设计专业班级：信工121学生姓名：12学号：100212112指导教师：杨佳王超设计时间：2015.11.30－2015.12.11目录教师评语：成绩评阅教师日期一、设计的作用、目的.................................................................................................................1二、课程设计基本要求...................................................................................................................1三、设计题目及内容.......................................................................................................................1四、整体设计方案...........................................................................................................................24.1方案选择............................................................................................................................24.2工作原理.............................................................................................................................2五、各单元电路设计.....................................................................................................................55.1驻极体话筒各项性能........................................................................................................55.2本地振荡电路....................................................................................................................55.3音频放大器.........................................................................................................................65.4倍频缓冲电路....................................................................................................................75.5倍频放大.............................................................................................................................8六、仿真与分析.............................................................................................................................106.1Multisim介绍................................................................................................................106.2音频放大仿真...................................................................................................................126.3调制仿真波形...................................................................................................................136.4本地振荡器仿真...............................................................................................................146.5倍频放大仿真...................................................................................................................156.6仿真注意事项...................................................................................................................16七、心得体会...............................................................................................................................18八、参考文献.................................................................................................................................19附录一（电路原理图）.................................................................................................................20附录二（仿真电路图）.................................................................................................................21I摘要随着无线电技术的不断发展，无线话筒已经成为人们生活中所必不可少的器件，有着极为广泛的应用。无线调频话筒的原理是将声波信号通过麦克风化为音频电信号，通过改变电容来改变高频振荡器的输出频率，产生调频波，而调频具有保真度好，抗干扰性强的优点，最后通过高频功率放大与选频之后由天线辐射，用普通收音机或者带收音机功能的手机就可以接收。调频无线话筒总体包括音频收集，音频放大，本地振荡，倍频，调频5个部分。此次简易无线话筒的设计和实现结合了射频通信电路、高频电子线路设计、模拟电子技术等知识点的结合，然后再运用Multisim软件进行仿真测试。关键词：无线调频话筒、电路分析、仿真1一、设计的作用、目的课程设计是理论学习的延伸，是掌握所学知识的一种重要手段，对于贯彻理论联系实际、提高学习质量、塑造自身能力等于有特殊作用。本次课程设计一方面通过对射频通信系统的设计，使我们加深对理论知识的理解，同时增强其逻辑思维能力，另一方面对课堂所学理论知识作一个总结和补充。二、课程设计基本要求通过课程设计各环节的实践，应使学生达到如下要求：1.掌握调频发射机的工作原理及具体实现方法；2.掌握调频接收机的工作原理及具体实现方法；3.掌握MULTISIM的电路系统仿真。三、设计题目及内容1.设计题目：调频无线话筒的设计设计内容：设计一个简易调频无线话筒，具体要求如下：1)电路发射频率在80-108MHz之间，用收音机FM段接收；2)在声音被清晰接收的前提下，发射距离不小于1m；3)天线阻抗为75Ω；4)输出功率大于200mW；5)中心频率稳定度不低于1/1000；使用Multisim进行仿真。2四、整体设计方案4.1方案选择无线话筒按调制方式可分为调频式和调幅式，由于调频式无线话筒具有通频带宽、动态范围大、传输距离远和抗干扰性强等特点，所以应用较多。我选择了设计并制作调频式无线话筒。调频无线话筒的原理是将声波信号通过麦克风转化为音频电信号，通过改变结电容来改变高频振荡器的输出频率，产生调频波，通过高频放大与选频，最终由天线辐射。初步设计框图如图4.1所示4.2工作原理什么是无线话筒？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。这种调频话筒的调频原理是通过改变三极管的基极和发射极之间电容来实现调频的，当声音电压信号加到三极管的基极上时，三极管的基极和发射极之间音频收集音频放大大倍频放大本地振荡调频3电容会随着声音电压信号大小发生同步的变化，同时使三极管的发射频率发生变化，实现频率调制。话筒MIC可以采集外界的声音信号，这里我们用的是驻极体小话筒，灵敏度非常高，可以采集微弱的声音，同时这种话筒工作时必须要有直流偏压才能工作，电阻R3可以提供一定的直流偏压，R3的阻值越大，话筒采集声音的灵敏度越弱。电阻越小话筒的灵敏度越高，话筒采集到的交流声音信号通过C2耦合和R2匹配后送到三极管的基极，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。(1)电容三点式振荡器电容三点式振荡器也称为“考毕兹”振荡器,该种振荡器由电感和两个电容构成振荡回路,由其中的一个电容提供正反馈。其工作过程是振荡器接通电源后，由于电路中的电流从无到有变化，将产生脉动信号，因任一脉冲信号包含有许多不同频率的谐波，因振荡器电路中有一个LC谐振回路，具有选频作用，当LC谐振回路的固有频率与某一谐波频率相等时，电路产生谐振。虽然脉动的信号很微小，通过电路放大及正反馈使振荡幅度不断增大。当增大到一定程度时，导致晶体管进入非线性区域，产生自给偏压，使放大器的放大倍数减小，最后达到平衡，即AF=1，振荡幅度就不再增大了。于是使振荡器只有在某一频率时才能满足振荡条件，于是得到单一频率的振荡信号输出振荡频率为这种电路的优点是输出波形好、振荡频率可达90MHz以上。。适宜于作固定的振荡器。相比之下该电路较容易制作，由于其振荡频率可达到上90MHZ,所以可以用来制作成无线电发射电路，可以用来制作无线