电子线路设计课程设计-无线调频话筒.doc

——无线调频话筒系 部：电气与信息工程系专 业：电子信息工程班 级：电信 0403 班姓 名： 指导老师：时 间：2006 年 12 月前 言1科技不断发展，技术不断提高我们作为新一代的技术人才必须掌握先进技术，利用我们所有的机会不断加强自身的素质，不断提升自己的能力，强化自己的实践能力适应社会此时，我们应把握住学校提供给我们的学习条件，提高综合素质为能成为社会的有用人才而努力奋斗，要克服设计过程中的各种困难要会触类旁通，举一反三此次设计是一次很好的实验及检验我们的能力这设计的内容很具有代表性，通用性，应查阅各方资料完全掌握老师和同学们的帮助是必不可少的总而言之这是我们共同努力下的结果但是其中也有错误和缺点，望老师批评指正通过本次的课程设计，使我们对课本知识有了更深的理解，且有利于融会贯通本文档包括方案的论证，原理的说明，主电路的元件选择及保护电路的设计，调试方法，波形图等内容本次设计分成三个阶段完成：一、根据课题，查找资料；二、参数的计算；三、电路的调试2006 年 12 月2目 录一．前言…………………………………………………………………………………1二.设计任务说明………………………………………………………………………3三.方案选择…………………………………………………………………4四.原理说明…………………………………………………………………64.1 工作原理………………………………………………………………64.2 电路原理……………………………………………………………7五．Protel 原理图………………………………………………………………………8六.PCB 图………………………………………………………………………………9七. Proteus 仿真图……………………………………………………………………10八. 仿真波形…………………………………………………………………………11九.元件清单…………………………………………………………………12十．电路的安装和调试………………………………………………………………13 十一．误差分析………………………………………………………………………17十二.设计总结………………………………………………………………………18十三.参考文献………………………………………………………………………193设计任务说明一、设计目的：1.掌握调频发射电路的设计方法和调试辩方法;2.了解高频电路的调试中常见故障的分析与排除;3.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。

二、设计要求：1. 频率范围：88KHZ—108KHZ；发射距离:不限2.技术要求：A．电路能把调制信号按一定频率发射出去；B．输出信号的频率要求可调；C．拟定测试方案和设计步骤；D．根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图；E．双面板上安装电路；F．测量发射频率和发射距离；H．写出设计性报告4方案选择无线调频话筒其实就是一个调频发射机调频系统由于高频振荡器输出的振幅不变,因而具有较强的抗干扰能力与较高的效率振荡器是用来产生信号的电路,用于产生一定频率和幅度的信号根据振荡器的不同可构成不同方案的调频系统有基于 RC 振荡器的，有基于 LC 振荡器的在 RC 振荡器中因三极管的连接方法不同，又可组成共基极、共集电极、共射极 现制定二种种方案如下方案一：把调频系统主要分为两级，一级是音频放大器，另一级是 RF振荡器音频放大级是由一共射极晶体管电路担任，其增益约 20 至50，将放大的信号送往振荡级的基极振荡级工作于约 88MHz 的频率，这频率由振荡线圈和电容器调整的，该频率也决定于晶体管、回输电容及还有少数偏压元件方案二： 用高频三极管和三个电容构成一个电容三点式高频振荡器，5信号不经过放大直接加在高频三极管的基极上。

集电极的负载 C4、L 组成一个谐振器，谐振频率就是调频话筒的发射频率，改变 C4、L 即可改变调频话筒的发射频率根据设计要求和应用范围等多种原因来分析：方案二所用元件较少，电路较为简单，设计、制作成本相对来说较低方案一所需元件比方案二多，电路复杂，设计、制作、调试过程相对而言要难一点，因而成本自然相对高些，但考虑到采集到的信号可能比较弱，如果不经过放大电路的放大，信号可能在噪音中和干扰中消失综合上叙所比较我选择第一种方案6原理说明4.1 调频系统工作原理因为本设计所要求的发射距离不限，发射频率在 88KHz 至108KHz，不是很高因此晶体管的参量影响及电路的分布参数的影响不会很大，所以我把整机电路设计得较为简单电路组成框图如下：高频振荡 缓冲隔离 倍频频率调制高频功放调制信号下面是各组成部分的作用： 高频振荡 产生频率 88KHz 至 108KHz 的高频振荡信号发射机的频率稳定度由该级决定 缓冲隔离级 将振荡级与功放级隔离，以减小功放级对振荡级的影响因为功放级输出信号较大，为减小级间相互影响，通常在中间插入缓冲隔离级 倍频 为高频功放提供激励功率如果发射功率不大，且振荡7级的输出功率能够满足未级功放的输入要求，则功率激励级可以省去。

 高频功放 将前级送来的信号放大，使负载（天线）上获得满足要求的发射功率 4．2 电路原理电源接通时，1nF 基极电容器通过 22K 电阻逐渐充电，而 18pF则经振荡线圈的 470Ω 电阻充电，但更加之快，47pF 电容也充电（基两端虽仅得小的电压） ，线圈产生磁场基极电压渐渐上升时，晶体管导通，并有效地将内阻并接在18pF 两侧当 1nF 电容充电至该极的工作电压时，就会发生好几个杂乱的周波，故此，我假定讨论在靠近工作电压之时基极电压继续上升，18pF 电容试图阻止射极用压的移动，到电容器内的能量耗尽及再不阻止射级移动之时，基一射极电压降低，晶体管截止，流入线圈的电流也停止，磁场衰溃磁场衰溃，产生一个相反方向的电压，集极电压反过来从原本的 2.9V 上升至超过 3V，并以相反方向 47pF 电容充电，这电压也影响到对 18pF 电容充电，及 470Ω 射极电阻上的电压使到晶体管进入更深的截止18pF 电容充电时，射电压下跌，并跌到使晶体管开始导通，电流流入线圈，与磁场衰溃对抗线圈上的电压反转，形成集极电压下降，这个变化通过 18pF 电容传送到射极上，结果晶体管进入更深的导通，把 18pF 电容短路，8周期再重复。

故此，VT2 在此形成一个振荡，产生 88MHz 的交流信号放大之音频号经 0.1uF 电容溃入到 VT2 的基极，改变振荡频率，产生所需的 FM 信号Protel 原理图9PCB 图10Proteus 仿真图11仿真波形1. 假如输入波形为幅度 V=1V;频率 F=1KHz其输出波形如下:2. 假如输入波形为幅度 V=500mV;频率 F=500Hz其输出波形如下:1213元件清单名称原理图中序号库名 封装名 数值C1 Capacitor RAD-0.1 223C2 Capacitor RAD-0.1 105C3 Capacitor RAD-0.1 102C4 Capacitor RAD-0.1 47C5 Capacitor RAD-0.1 18电容C6 Capacitor RAD-0.1 223发光二极管 D1 Typical RED GaAs LED LED-1 LED1电源 Dc1 Multicell Battery BAT-2 Battery天线 E1 Generic Antenna PIN1 Antenna开关K1Single-Pole, Single-Throw Switch SPST-2 SW-SPST电感 L1 Adjustable Inductor AXIAL-0.8 6T信号输入端 MK1 Microphone PIN2 MicR1 Resistor AXIAL-0.3 22KR2 Resistor AXIAL-0.3 1MR3 Resistor AXIAL-0.3 10KR4 Resistor AXIAL-0.3 22KR5 Resistor AXIAL-0.3 470电阻R6 Resistor AXIAL-0.3 1KVT1NPN Bipolar Transistor BCY-W3 9014三极管VT2NPN Bipolar Transistor BCY-W3 901414电路的安装我的设计其实就是一个调频发射系统,根据设计思路和设计的原理图以及所绘制的 PCB 图,在单面板上放置元件。

在正式安装电路板时，前面还有几个环节做首先是要把画好的 PCB 图拿到打印机上打印在转印纸上转印纸的目的就是画好的线路图转印到带有覆铜的单面板接着就是把转印好的电路板腐蚀，腐蚀也就是把没有覆电路线的铜腐蚀掉，剩下来的就是那电路线了完成上述的环节后就可以焊接电路了把买来的零件和需要用到的的工具放在工作台上，就开始焊接电路板了因为是单面板所以不要考虑过孔的问题，不然就先得解决过孔也就是先焊过孔再焊元件，不然等元件焊完了再来焊过孔就焊不了了零件安放位置是在底板，先从小器件开始先从电阻，跟着电容，晶体管，线圈和信号输入端即话筒要保持高度到最少限度晶体管的管脚应尽量插入底板以至三极管的高度没有突出15电路的调试电路是安装完了，能不能实现功能，就要慢慢来调试了调试也是对所设计的电路的一种检测，看它是不是正确的调试也是对 PCB 图的检测如果你电路设计对了，却偏偏在PCB 图上出错，使你的电路也不能完成功能所有的零件都焊接完毕后，最好先用肉眼检视一切焊接点，是否有假焊，或者焊料用得太多而造成与临近短路，彻底查清楚，才可进行校准和测试性能，测试步骤是加一条短的天线于底板的 A 点上调谐一部 FM 收音机于整个波段上，寻找该信号最好令发射机和收音机保持一定距离，以防止检拾到任何谐波或者侧波。

如收音机未能检到载波，表示频率可能太低，奖振荡线圈稍为拉长，及再次尝试如果采用包锡铜线绕制线圈，注意图与圈之间不应彼此碰到如采用漆皮铜线，则须要知道圈的连通性，可用万用表之低阻挡去量度它，或者量度电路电流，应约 4－6mA一旦检到载波，将窃听器摆放在一部时钟的侧近，检查电路之灵敏度，收音机应发出清楚而强大的"滴嗒"声，电路应比您的耳朵更为灵敏话筒之负载电阻（R1）决定灵敏度，可将之减至 10K 或者加至 47K，视所需求的灵敏度而定16要确定发射之频率完全远离开您本地任何 FM 广播屯台，因为电台发出之讯号强大，当您测试距离时，会遮盖窃听器将线圈压缩，频率便降低；将之拉长，频率便增加在 FM 接收机上不能接收到窃听器发出来之载波，首先应假定频率低于正常 88－108MHzFM 波段，这是最有可能的原因测量电路之电流，若有 4－6mA，表示电路是正在工作，稍为将线圈拉长，并扫描整个波段，当接触底板上任何元件时，只能用一支非金属的螺丝起子，并且离开电池，因为您手上皮肤引起的电容效应会导致电路明显地失调，并且可能完全停止输出还有，维持 3V 电源也很重要，并要将电池贴近底板用万用表作直流电压测量，看振荡管 Q2 是否有正确的值压。

量度基极电压和射极电压，一部普通的万用表由于其对电路作用，会指示此两点都是 2V 左右，只有高阻抗的电表，如 FET 电压表，才指示射极有 2V 及基极有 2.5V若此两测试点均有电压存在，对假定晶体管正常工作，但有可能发射错误频率其他简单的事情如底板上铜箔短路断裂、焊接点差劣若只收到载波但没有纯音汛号，则故障在音频级或者话筒上所谓有载波没有纯音是在调谐收音机至一处，收到的是寂静一片，没有17沙沙声，但也听不到发射机发出的纯音讯号。