无线话筒实验报告讲解

无线话筒实验报告一、实验目的1.了解无线话筒的构造与工作原理；2.掌握调频发射机整机电路的设计与调试方法,以及高频电路的调试中常见故障的分析与排除;3.以小功率调频发射机为例，学会如何将高频单元电路组合起来实现满足工程要求的整机电路的设计与调试技术；4.巩固理论知识，提高实际动手能力和分析能力;5.增强与同学之间的交流与合作能力。二、实验仪器与工具(1)直流稳压电源一台;(2)数字万用表一只;(3)示波器(≥100MHz)一台;(4)调频收音机(87~108Hz)一台;(5)烙铁,镊子,斜口钳若干；三、系统原理分析调频系统的组成：对于小功率的调频无线话筒，设计时在保证技术指标的前提下，应力求电路简单、性能稳定可靠。单元电路的级数尽可能少，以减小级间的相互感应、干扰和自激。本实验设计中采用的调频发射系统如下:音频放大→高频振荡与频率调制→缓冲隔离→高频功放图中的高频功放在发射功率较小时可工作于甲类状态（丙类状态要求有较大的功率激励）。主要技术指标：●发射功率PA：一般是指发射机输送到天线上的功率。只有当天线的长度L和发射频率的波长可以比拟时，天线才能有效地将信号发射出去。●工作频率或波段：发射机的工作频率是指其载波频率，应依据调制方式，在国家有关部门所规定的范围内选取。调频广播频段规定为87MHz~108MHz。●总效率：总效率=发射的总功率／消耗的总功率●输出阻抗：对调频广播而言，一般要求输出阻抗为50欧姆，对电视差转而言一般要求75欧姆●残波辐射：残波辐射是指杂波功率与有效输出功率之比●信杂比：信杂比是指已调波在规定的频偏情况下经理想解调后又用信号功率和载波功率之比●失真度：失真度是指已调波在规定的频偏情况下经理想解调后输出单音频信号的失真度●频率响应：频率响应是指已调波在规定的频偏情况下经理想解调后输出音频的幅频响应四、电路原理分析1.实验电路原理图如下：1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:6-Jun-2004SheetofFile:G:\Hans\Work\工大学院\教学\通信电子线路大型实验\FMNEW.ddbDrawnBy:T19018R1*20KR210KC3100pC256pR42KR32KC11000pC427pL13.5T,φ3C510pCx1BB910L247uHC71000pR6*10KR58KC810pT29018R88KR712KR91KC91000pT39018R11*20KR1010KC111000pC1068pR12510C194.7pJ2ANTL447uHC120.01uC130.01u12J1+9VR133.3KD1LEDC1810uT49013R17*20KR1610KR19510R18*750M1MICROPHONEC17100uR15*4.7KC1610uR14200C14100uC150.01uL33.5T,φ312JP1JP12JP2JPI=0.5mAVpp=100mVC643p12JP3JPR2051Vcc1=8Vf=89.5MHzL=75cm//上面这张图是为了让大家能看清里面有哪些原件！！！2.电路原理分析：(1)音频放大电路部分：由驻极体话筒M1、负载电阻R15和耦合电容C14等组成，其功能是拾取声音转换为电信号并进行音频放大。驻极体话筒内部有一个场效应管作信号放大，因此拾音灵敏度较高，输出音频信号较大，用于音频输入。声音信号引起的驻极体话筒内部场效应管漏极电流的变化，通过负载电阻R15得到相应的电压信号，C14、C15和R14组成去耦电路（由于共用同一电源，所以去耦电路消除前后两级的互相影响）。C16是隔直电容，C17是旁路电容，R14为降压电阻,分得1V电压，T4和R16,R17,R18,R19,R20构成一个音频放大电路将输入音频信号放大10倍左右。（2）高频振荡与频率调制部分T1和C1,C2,C3构成电容反馈式三端振荡器，产生高频载波并进行调制发射；L1和C5,C6,CX1,L2,C7构成谐振回路,具有选频作用，通过改变L1的大小来改变谐振频率；R1、R2、R3、R4、R5和R6作为偏置电阻，提供静态工作电压。（3）缓冲隔离和高频功放部分T2、R7、R8和R9构成跟随器,起到缓冲隔离的作用;L4、C12和C13构成去耦电路;T3、R12和C11构成高频功放,C10和L3构成选频回路,通过改变L3大小改变输出功率，调节滤波器的中心频率。五、实验步骤1.对参考电路进行原理分析、依据实际可行性对其进行改进2.根据焊板的大小以及各个元器件之间的相互影响对所有元件进行布局设计，画出布局图。3.按照布局图分块将电路进行焊接、调试①音频放大部分：焊接完毕后测量三极管T4的静态工作点，测量音频放大倍数（约十倍）确认无误后进行高频振荡部分的焊接。②将高频振荡，与频率调制以及缓冲隔离部分焊接完毕后接通电源，测量三极管T1的静态工作点，测量无误后用示波器在跳线帽1脚处观察是否有振荡波形，调节L1将频率改变至89.5KHz左右。③焊接高频功放部分，测量T3的静态工作点。调节L3，改变振荡幅度使其达到最大。④全部焊接完毕后接通电源，再反复调节L1和L3使振荡稳定且幅度最大。从话筒输入语音信号，用接收机接收观察效果。注意：如果调频收音机还是收不到话筒的声音，那就仔细调节调频收音机的频率，一直到调频收音机能够接收到话筒的声音为止。1)4.根据实际电路板使用Protel99SE画出SCH以及PCB图。六、实验结果及数据分析1、音频放大部分:1）加入电压为：8.96V2）麦克风正极电压为：6.72V3)T4的集电极C的电压：5.49V基极B的电压：2.50V发射极的电压：1.84V4）当输入峰峰值为82.4mV，频率为1KHz的正弦信号时，在T4的集电极处输出为峰峰值为850mV，频率为1KHz的正弦波。所以音频放大倍数几乎可认为是10倍。2、高频振荡与频率调制部分1）T1的集电极C电压：6.72V基极B的电压：2.92V发射极的电压：2.20V2）T2的集电极C电压：8.90V基极B的电压：5.17V发射极的电压：4.73V3）电感L2的电势为：4V3.缓冲隔离和高频功放部分T3的集电极C电压：8.90V基极B的电压：2.70V发射极的电压：2.05V4.T2发射极处输出的振荡幅度为：280mV5.T3集电极处输出的振荡幅度为：2V6.中心频率为：86.9MHz7.发射距离：50米左右8.实物图：七、SCH及PCB设计1.原理图:2.PCB图：八、新系统的设计与分析（1）电路原理图：（2）电路原理分析：外界声波通过话筒MIC转变为音频电压信号，经过C1耦合至由VT1组成的微音放大电路放大后，经C2加至电容三点式高频振荡器振荡管VT2基极，使其c-b结电容变化，振荡频率随之改变，实现频率调制。调制后的高频信号经C7耦合到发射天线ANT，并向外辐射。L1、C4为调谐回路。改变L1的匝数与间距可改变工作频率。VT2管构成高频放大器，还有缓冲作用，隔离了天线对高频振荡器的影响，使频率更加稳定。九、实验总结：通过这次实验让我更加深入了解高频的知识，对振荡回路和谐振回路也更加清晰了。在实验中，我们组也遇到够很多问题。比如第一次，在电路板上插元件，起初我们认为只要把电路整理出来，然后按照电路图插上元件就好了。但是问过老师才发现原来并不那么容易。每个元件有它的形状，实物所占的空间并不是和图中的一样，况且最好是能分布在一块长方形区域，除了考虑空间的局限性外还要考虑美观，特别是电阻电容的排列，还要考虑焊接能不能实现问题。记得第一次，由于心急，也没有经验，不仅把三极管接反了，而且浪费的空间也大。在老师的指导下，我们重新排列元件，虽然没有同理想中那么好，但是的确比先前有进步。虽然重新插了两回，第三回终于成功了，而接下来布局问题，也仿佛懂了点门路，就不会同第一次那样茫然无措了。在焊接时由于一时的疏忽，我们不小心把10K和51欧姆的电阻互换了，导致怎么也测量不出T1的发射级和基极的电压，为了寻找这个错误花了很长时间，我们也领悟到细节的重要性。也正是这个错误，让我们几个更加小心，为了避免犯同样的错误，每次都要检查两次。通过这次实验，我深刻地意识到团体合作的重要性和计划安排的重要性，还有就是要不耻下问。就像我们不知道变容二极管的正负性一样，不懂电阻横竖放置对高频电路的影响，不明白为什么振荡幅度小，问了才知道：原来可以用万用表来测变容二极管的正负性，振荡幅度小时因为振荡回路绕线长。让我最痛苦的却又倍感收获的就是画PCB板。由于Protel99SE的知识的不扎实和生疏，基本什么都不知道。当时我询问了很多人，几乎都不会。在没有办法的情况下，只有靠自己。于是我花了三个晚上的时间看书，看视频教程，一边熟悉软件。在自认为差不多时，就上手了，但是让我头痛的是我的电脑只有一个默认的库，这就让元件封装成了问题。在导入时有107个错误，我还记得当时的不安与急躁。想想上学期收音机实验，我的耐力和冲劲似乎是不到黄河心不死。我重复地播视频，思考，试验，尝试自己做封装，经过两天半的摸索，我的PCB电路图终于出炉了，终于没有错误了，当时对话框弹出那一刻，让我兴奋地不得了。通过这次经历，让我深刻体会到钻研的甘甜，独立思考的宝贵，也许没有这番折腾不会让我对这个软件印象深刻，对它一些名词有深刻地理解。从中我也明白，理论必须联系实际，而且要思考，不能依葫芦画瓢，没有不可能的事，只有愿不愿意而已。人类最宝贵的能力就是学习，最难得的才能就是思考，通过这次，我想我会更加珍惜它们，好好发挥它们。