无线话筒设计综述

1、信息职业技术学院毕业设计说明书 （ 论文 ）设计题目 : 无线电话筒的设计专业 :应用电子技术班 级 :应电 08-2学号 :0818084姓名 :孙述云指导教师 : 王 萍二一年十二月二十三日信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学生姓名学号 班级 8-2 专业 应用电子技术设计（或论文）题目无线电话筒的设计指导教师姓名职称工作单位及所从事专业联系方式备注讲师四19设计内容：1. 电路由分立元件构成，发射距离为 10米以上；2. 采用收音机接收信号；3. 整机体积应尽量小。设计要求 :1. 完成电路设计方案的选择并设计电路；2. 整机电路原理分析并正确选择电路元件；3. 绘制整机电路原理图并

2、进行电路仿真或实物制作；4. 撰写较详细的设计说明书。进度安排：第 23 周：消化课题，收集相关资料，选择参考方案；第 45 周：初步确定设计方案并熟悉部分器件的用途；第 6 7 周：划分功能模块，设计单元电路；第 89 周：分析电路原理，基本完成设计过程，撰写设计说明书初稿；第 1011 周：修改、完善并调试设计电路，进行电路仿真或实物制作；第 1213 周：按毕业设计的各项要求整理设计说明书并修改、完善，检查定稿；第 14 周：熟悉设计全过程，准备答辩。第 15 周：答辩。主要参考文献、资料 （ 写清楚参考文献名称、作者、出版单位）：1 姜邈 .电子线路课程设计指导书 . 北京:高等教育出

3、版社， 19962 谢嘉奎 .电子线路（第 4 版）.北京 :高等教育出版社， 19993 童诗白 .华成英 .模拟电子技术基础（第 3 版）. 北京: 高等教育出版社， 20014 康华光 .电子技术基础（第 4版）.北京: 高等教育出版社， 19995 林玉江 .模拟电子技术基础 .哈尔滨 :哈尔滨工业大学出版社， 19976 陆跃 .开关电容网络 . 成都:电子科技大学出版社， 1989审 批 意 见教研室负责人：年月日备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。四川信息职业技术学院毕业设计说明书（ 论文）目录摘 要 1第 1 章 绪论 21.1 无线电的发展 21

4、.2 无线话筒的构造 21.3 无线话筒的类型 21.3.1 调幅无线话筒 21.3.2 调频无线话筒 3第 2 章 无线电话筒的组成与框图 4第 3 章 单元电路设计 53.1 前置放大电路的设计 53.1.1 前置放大电路 53.1.2 工作原理 53.1.3 参数计算 73.2 高频振荡电路的设计 73.2.1 电感三点式振荡器 83.2.2 电容三点式振荡器 93.2.3 工作原理 103.2.4 参数计算 113.3 功率放大电路 133.3.1 三极管的选择 133.4 其他元件的选择 14第 4 章 整机电路及工作原理 15第 5 章 系统仿真与测试 17总 结 20参考文献 2

5、1附录 1 电路原理图 22附录 2 元件明细表 23四川信息职业技术学院毕业设计说明书（ 论文）摘要无线话筒实际是一个微型无线电调频广播系统，它由发射机和接收机两部分组成。 发射机由电容话筒，调频发射电路紧凑地组合在一起，用拖在话筒外的一段软线做发射 天线。无线话筒采用调频的方式调制信号，具有体积小，使用方便的特点。发射功率很 小，接收范围不超过 100 米。本文对调频式的无线话筒进行了研究并设计出一款简单的 无线话筒。无线话筒的设计结合了高频电子技术、电子线路设计、模拟电子技术等知识 点，设计及实现这个实用性很强的课题，既可以在实践中巩固许多知识点，又可以根据 自己的兴趣开发新功能，从而学

6、习到新的知识点。该无线话筒能实现音频信号在 80MHz 103MHz频段内的频率调制，并可以利用调频收音机接收到清楚的话音。关键词 无线电；前置放大电路；高频振荡电路；功率放大电路第 1 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书（ 论文）第 1 章 绪论1.1 无线电的发展无线电是指在自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波，其频率在300GHz以下，下限频率一般情况下是不统一的， 在各种射频规范书中， 常见的有以下三种 （ 3KHz3GH，z 9KHz300GH，z 10KHz300GH）z无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。无线电技术的原理在于导体中电流强弱的改变会产生无线电波

7、。利用这一现象，通 过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电 磁场变化又会在导体中产生电流。通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信 息传递的目的。无线话筒是一个微型无线电发射和接收系统， 教学中教师佩戴微型话筒， 不用导线相连就可以扩音，不受位置和移动的限制，讲授、演讲都很方便。1.2 无线话筒的构造无线话筒实际是一个微型无线电调频广播系统，它由发射机和接收机两部分组成。 发射机由电容话筒，调频发射电路紧凑地组合在一起，用拖在话筒外的一段软线做 发射天线。无线话筒采用调频的方式调制信号，具有体积小，使用方便的特点。发射功 率很小，接收范围不超过 10

8、0 米。无线话筒使用的载波频率在 VHF和 UHF频段内，通常使用在 88MHz110MH之z 间。 较高档的无线话筒载波频率为 135MHz165MH，z这个频段不容易被外界信号干扰，性能 稳定，音质较好。使用 UHF频段的无线话筒通常占用 400MHz和 900MHz这两个频段，其 性能非常稳定，音质极佳，但价格较贵。无线话筒接收机是一个专用的调频接收机，使用 88MHz110MH之z 间的无线话筒， 因为正在调频广播频段的范围内，所以可以利用普通调频收音机来接收。但容易受到调 频广播的干扰，音质稍差，因价格低廉，在教学中仍有一定的使用。1.3 无线话筒的类型1.3.1 调幅无线话筒调幅无

9、线电话筒是利用话筒将声音信号变成音频电信号， 经放大后调制高频振荡信第 2 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书 （ 论文）号的幅度再经天线以电磁波的形式发射出去。调幅无线电话筒采用短波发送。1.3.2 调频无线话筒调频无线电话筒首先将声音通过话筒变成音频电信号， 经放大后调制高频振荡信号的频率，再通过天线将信号以电磁波的形式发射出去。电路形式有：单管无线电话筒，双管无线电话筒和三管无线电话筒三种。选择调频方式的原因：外界干扰少。第 3 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书（ 论文）第 2 章 无线电话筒的组成与框图无线话筒由三部分组成，前置放大器、高频振荡和功率放

10、大器，如图2-1 所示图 2-1 无线话筒电路组成框图话筒 MIC是将自然界的声音转换成电信号，一个无线话筒，则音频信号的收集是必 不可少的。 MIC 是驻极体话筒，它的作用就是感应空气中声波的微弱振动，并输出跟声 音变化规律一样的电信号。我选用的是灵敏度较高的话筒，一般可以输出几十毫伏以上 的音频信号，这个信号足可以调制下一级的高频振荡信号的频率。前置放大电路，它的 作用是实现音频信号的放大，从而获得所需要的功率，以便对高频载波进行调制。在调 频振荡级可选用电感三点式、电容三点式和晶体振荡器产生正弦波电压。我采用的是电 容三点式振荡电路，其作用是产生高频振荡信号，即载波。控制载波的频率，使得

11、载波 的频率随着音频信号的改变而改变，从而实现调频。功率放大电路的作用是通过改变三 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。第 4 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书（ 论文）第 3 章 单元电路设计3.1 前置放大电路的设计3.1.1 前置放大电路图 3-1 前置放大电路原理图前置放大器由三极管 V1 构成，电阻 R4、R5、R6构成偏置电路，为 V1提供合适的静态 值。其中 R1为话筒 MIC的偏置电阻，一般在 2K5.6

12、K选取 。R4为集电极电阻。 R5为基极 电阻，给 V1提供偏置电流。 R6为发射极电阻，起稳定 V1直流工作点的作用； R5 引入电压 并联负反馈，可稳定本级放大的静态值和输出的音频电压信号。放大后的音频信号经 C3 耦合送至高频振荡器进行 FM调制。3.1.2 工作原理前置放大器电路的原理电路图如图 3-1 所示，三极管 V1 是放大电路的核心， 起电流 放大作用。基极回路的电源 VCC通过 R5既保证管子的发射结为正偏，又供给基极合适的 直流电流 I B 。基极电阻 R5既和VCC配合，使电路又一合适偏流 I B，又保证在输入信号作 用下 i B能作相应的变化，否则若 R5=0，则 u

13、BE就不会变化，电路就没有放大作用。集电第 5 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书 （ 论文）极回路的电源 VCC通过 R4使集电结反偏，保证三极管工作在放大区，同时 VCC 也给输出 信号提供能量。集电极电阻 R4的作用是把电流放大转换为电压放大， 从而使电路具有电压放大的能 力，否则若 R4=0则UCE恒等于VCC ，输出电压 uo就等于零，电路将失去电压放大的作用。由于这种电路是依靠电容和信号源及负载相耦合的，因此称为阻容耦合放大电路。 在放大电路中，未加信号时电路各处的电压、电流都是不变的直流，这时称电路的状态 为直流状态或静止工作状态，简称静态。静态时，三极管具有固定

14、的IB,UBE,I C,UCE 它们分别确定输入和输出特性曲线上的一个点，称为静态工作点，简称工作点，常用Q表示。当输入交流信号时，电路中各处的电压、电流是变动的，这时电路处于交流状态或 动态工作状态，简称动态。此电路与共射级基本放大电路原理相似。共射级基本放大原理是在未加输入信号 ui 时，电路的工作状态为静态，其各处的电 压、电流都有固定的静态值，如 I B ,U BE , IC ,U CE输出电压。静态时， VCC通过 Rb和信号 源给C1充电， VCC通过RC再给C2充电，使 C1和C2两端的电压分别为 UBE和UCE。当正弦信号 ui 输入时，发射结两端电压 uBE 等于电容 C1两

15、端电压 U CE 之和，即 uBE 在 静态值 U BE的基础上变化了 ube（ube ui ），则uBE U BE ube U BE ui（ 3-1 ）如果 uBE Uon，ui 且很小，则在 ui 的整个周期内，三极管均工作在输入特性曲线的 线性区域， iB 随u BE的变化而变化。因此， i B也在静态值 I B的基础上变化了 iB ，即 iB I B ib（3-2）由于三极管的电流放大作用，则iC iB I B ib IC ic（3-3）式中 iCiB， ici b 。该式说明，集电极电流 i c也在静态值 IC的基础上叠加了交流分量 i c 。由图可以看出， uCE VCC iC R

16、c 。因此，当ui 0时iC IC ，uCE UCE VCC ICRc； 当ui加入时，由于 iC I C ic，则uCE VCC iC Rc （VCC ICRc ） icRc UCE uce（3-4）式中， uceicRc。该式也表明， uCE也在静态值 U CE基础上变化了 uce。第 6 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书 （ 论文）输出电压 uo等于uCE减去C2两端的电压 UCE，即uo uCE U CE uce ic Rc（3-5）式中负号表明 u o与i c相位相反，或uCE的变化与 iC的变化相反。由于 ic与ib、ui相位 相同，因此 uo与ui 相位相反。只

17、要电路的参数选择适当， uo的幅值将比 ui 的幅值大得 多，从而达到放大的目的。这个电路的基极静态电流 IB Vcc UBE 。由于小信号放电路中 uBE变化不大，故可 Rb近似认为 U BE是已知的：硅管的 UCE 0.6 0.8V ，常取 0.7V；锗管的 UCE 0.1 0.3V ， 常取 0.2V。一般VBB UBE ，则IB Vcc UBE Vcc RbRb可见，这个电路的偏流 I B决定于VCC 和Rb的大小。VCC 当一定时， I B偏流由 Rb决定； 当VCC和 Rb都一定时，偏流 I B就是固定的。3.1.3 参数计算人说出来的语音信号通过 MIC转换为音频电压信号，送到三

18、极管（ V9014）的基级放 大，这个三级管是个高频管（频率在 3MHz以上在以下即是低频了） ，这就是微弱的信号 进行放大后的一级电路。各种小信号低频放大器中，这种电路应用得最为广泛。集电极电流IC 选 0.55mA，I C小，可显著降低噪声，单 IC 过小，管子的 hfe值将显著下降。发射极电阻 Re使电路工作稳定。 这是一种直流电压并联负反馈电路。 其值选几百欧 的居多。实用中 R5可以使三极管的 I C值和VCC值处于合适的位置上， 这时失真最小。 I C和VCC 值太大或太小，都会引起失真。 R5为三极管基极偏流电阻， R5 的阻值越小，则三极管工 作点稳定，但 R5对输入信号的分流

19、作用也大。通常设定 I2为IB 的 1020倍（ I B约几十 至几百 A），I 2确定以后，就可以估算 R5。集电极负载电阻 RC 通常取几百欧至几千欧。 RC 大，则电压增益高。 CE取几十至几百 F。C1C2 取几至几十 F。3.2 高频振荡电路的设计 对于调频振荡器首先应实现高频振荡，然后再实现频率调制。高频自激振荡器有变 压器耦合 LC振荡器、电感三点式振荡器和电容三点式振荡器多种。第 7 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书（ 论文）3.2.1 电感三点式振荡器电感三点式振荡器的特点是：这种电路有较宽的可调频率范围，适合工作于几 KHz 到几 MHz。电感三点式振荡器

20、又称为哈特莱振荡器其电路图如图 3-5 所示。图中，L是具有抽头的电感线圈， L和C组成振荡回路，反馈电压取自 L的一部分 L2 的两端， Cb和Ce均对高频旁路。图 3-5 为该振荡器的交流通路，其中 Rb Rb2 /Rb2。由图可见，管子的输出端和输入端都采用接入 LC 回路的方式。由于三极管的三个电极 分别与电感 L 的三个引出点相接，故称为电感三点式振荡器。电感三点式振荡器特点是容易起振，输出电压较大； C 采用可变电容后容易实现振 荡频率在较宽频段内的调节，且调节频率时基本上不影响反馈系数。但是，由于反馈电 压取自电感 L2 的两端，它对高次谐波的阻抗大，故对 LC回路的高次谐波反馈

21、较强，因而输出电压中谐波成分多， 输出波形差； 此外，由于 L2和 L1的分布电容及管子的输出和 输入电容分别并联于 L2和 L1的两端，使振荡频率较高时 Fu 减小，甚至不满足起振条件。因此，这种振荡器多用在振荡频率在几十兆赫以下的电路中第 8 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书（ 论文）3.2.2 电容三点式振荡器图 3-6 电容三点式振荡器一个调频信号发射机，载波振荡（即俗称本振）模块更是必不可少的。根据电磁场 理论可以知道，通过天线发射的信号需要与天线匹配，即天线的长度要大于信号波长的 四分之一。而音频信号的频带是 20Hz至 20KHz，对应的波长范围是 15 至 1

22、5000Km。制 造出巨大的天线是不合适的， 所以我们需要一个高频载波来将我们的音频信息“装载” 上去，再进行发送。基于这样的理论基础，我设计的是高频三极管V2 与 C4、C5、C7、C8、L1所构成的一个电容三点式振荡器。 R7给V2基极提供偏流， C5和L1振荡回路，改变其值 可以改变发射频率， C4为反馈电容， R8 起稳定 V2直流工作点作用， C7隔直流通交流电容； 通过调整 L 的数值（拉伸或者压缩线圈 L）可以方便地改变发射频率这个模块是对所收 集到的音频信号进行无失真地放大，为下面的调制做准备。因为在自然环境中，由于诸 多因素，所收集到的声音（即音频信号）都经过了很多的干扰，因

23、此其所携带的能量都 是很微弱的，为了使其能够正常的进入调制模块来与本振进行调制，需要将其音频信号 来进行适当的放大来达到相关匹配。另一方面，这个无线话筒也是一个调频发射机，发 出的信号又要经过大自然的无数干扰才会得到接收，若原始信号的能量就不够强烈，那 么接收端的信号就无从谈起了。所以只有对其原始的音频信号进行充分放大，达到相应第 9 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书 （ 论文） 要求之后，再发射出去。接收端才能够正常进行解调恢复原始的音频信号。这里的音频 放大模块采取的是基本的三极管甲类的放大。 R7=22K 是三极管的基极偏置电阻，给三 极管提供电流，使其三极管始终工作在

24、甲类无失真的放大状态，达到最好的放大效果 。 R8=2.2K 是直流反馈电阻，是稳定三极管的工作状态。电容三点式振荡器又称为考毕兹振荡器， 其电路如图所示。图 3-7 中，L 和C1、C2 组成振荡回路，反馈电压取自电容 C2的两端， Cb和Cc 均对高频旁路；高频扼流圈 Lc构 成集电极的直流通路，而对高频信号可视为开路， Lc有时也可用电阻 Rc 代替。可以看 出，管子的输出端和输入端也采用部分接入 LC回路的方式。由于三极管的三个电极分 别与 C1 、 C2 的三个引点相接，故称为电容三点式振荡器。图 3-7 交流通路电容三点式振荡器的优点是：由于反馈电压取自电容C2 的两端，它对高次谐

25、波的阻抗小，故 LC回路中高次谐波反馈很弱，因而输出电压中谐波成分很小，输出波形耗； 由于不稳定电容和外接的回路电容相并联，所以适当加大回路电容量，可减弱不稳定电 容对振荡频率的影响，从而提高频率稳定度；若不外接回路电容，直接利用管子的输入 和输出电容作为回路电容，则振荡频率可以很高，可达几百到上千兆赫。但是，电容三 点式振荡器调节频率不方便，因为若通过改变某一电容来改变振荡频率时，反馈系数也 跟着改变，从而导致振荡器工作状态的变化，因此这个电路只适用于作固频振荡器；另 外，由于受管子输入和输出电容的影响，为保证振荡频率的稳定，振荡频率的提高将受 到限制。根据这三种振荡器的特点及适用范围，显然

26、应选择电容三点式振荡器。3.2.3 工作原理1. 相位平衡条件断开图中的 K 点，对于， L 和C1、C2 构成的并联回路的谐振频率 f 0 ，回路呈纯阻 性，则 Uo即（ Uce）与Ui （ U be）的相位差为 。在忽略回路的损耗、偏置电阻和管子第 10 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书 （ 论文）的输入、输出电阻的情况下，回路在谐振时只有循环电流I1 在流动。在图中所示 I 1的流向情况下， C1两端U o的滞后 I 1的相位为 2；而在C2两端的电压Uf 的规定下，通过C2电流I1的流向应与图中所规定的 I 1流向方向相反，因此U f 和I1 的相位关系，不是滞后 2

27、 ，而是朝超前了 2 。综上所述，反馈一周的相位关系如下：UiUo 2 I1 2 U f因此 AF 2 2 2 ，即Uf 与Ui同相，满足相位平衡条件。该电路也可用 瞬时极性法来判断它满足相位平衡条件，相应的瞬时极性已用（） 、（）标在图中2. 振荡频率f03-6)式中，C C1C2C1C2为回路的总电容12 LCrbe 和rce的影响，实际振荡频率稍高于电容三点式振荡器的振荡频率12 LC3. 起振条件 可以推得，该振荡器得起振条件为 rbe C1rce C2式中， C1 Fu 为反馈系数得模。 C2如果考虑管子得输入电容 Ci和输出电容 Co，由于C1和C2并联， Co和C1并联，因此，若

28、令 C1 C1 Co，C2 C2 Ci ，并用 C 1 、 C 2分别代替上述各式中得 C1和C2，就得考虑管子的输入和输出电容时的起振条件和振荡频率。此时，反馈系数FuC1C回路总电容C C1C2C1 C23.2.4 参数计算 考虑静态工作点的设置，该电路采用分压式电流负反馈偏置，调节上偏流电阻即可 使电路获得合的静态工作点。振荡频率 f0 可用下式计算：第 11 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书（ 论文）3-7)f0 2 LC其中 C是C1、C2 的串联值，即三极管的选择3-8)由于发射频率是 100Mhz左右，因此选用超高频小功率三极管 V9018，V9018 结构：

29、NPN；集电极 -发射极电压 15V；集电极 -基电压 30V；射极-基极电压 5V；集电极电流 0.05A；耗散功率 0.4W；结温 150。特怔频率平均 620MHZ。三级管（V9018） 这是个超高频管，主要用作载频，调频发射电路是将待传送的音频信号通过一定的方式 调制到载波信号上，并放大为额定的功率，然后利用天线以电磁波的方式发射出去。信号波和高频载波的数学表达式如下 :VcVcm cos ctVcm cos 2 fc t3-9)Vs V sm cos st Vsm cos 2 fc t（3-10）其中Vcm 为信号波的最大振幅和 Vsm为载波信号的最大振幅。载波频率 fc 称之为中

30、心频率，随着频率的变化，角频率 也会发生变化，因此 m c cos st这时的频率变化 f 称之为最大频率偏移。经过调频后的信号称之为被调频波Vm，可表示为 :Vm Vcm sin m3-11)被调频波 vm 会随信号波 vs 而变化，其瞬间相位为时间积分。因此，相位角 m可由下式计算：tdt tm m c s sin st 03-12)则被调频波可表示为：Vm Vcm sin m Vcm sin( ct m sin st)3-13)其中m=/ 。s第 12 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书（ 论文）3.3 功率放大电路图 3-8 功率放大电路该电路由三极管 V3、C10、C

31、11、L2、R9、R10 构成调谐功率放大电路，其中 R9为偏置电 阻。R9 给功率管 V3提供基极电流， C10 和 L2 放大调谐回路，和振荡回路 C5和 L1调谐在同 一频点时获得最大输出功率， 发射距离最远。 频率范围： 80MHz103M（Hz按电路图参数， 只调整线圈匝距）工作电压： 1.5V9V发射半径：大于 100米， 4.5V 电压，普通收音机 接收，无线话筒天线为 50cm 长的细导线。要想使三极管具有放大作用，必须发射结处 于正向偏置，集电结处于反向偏置。 C10和L2构成选频回路， 为了实现对载波信号尽可能 地放大，其选频频率应调至载波频率的中点附近。放大后的载波信号经

32、C12、L3 和天线发射出去。将已经放大的音频相关信号和载波振荡产生的高频载波信号进行叠加，发射信 号通过 C12 耦合到天线上再发射出去。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。3.3.1 三极管的选择由于发射频率是 100MHz左右，因此选用超高频小功率三极管 V9018。第 13 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文)V9018 结构： NPN；集电极 -发射极电压 15V；集电

33、极 -基电压 30V；射极-基极电压 5V；集电极电流 0.05A；耗散功率 0.4W；结温 150；特怔频率平均 620MHz。三极管是 调谐功率管。调谐回路通过调整回路的 LC参数，使 LC 谐振频率与需要接收的电台频率 相同，对该频率呈高阻抗，使它能够进入高放级，对其它频率呈低阻抗近似短路，不能 进入高放级，从而达到选择电台的目的。3.4 其他元件的选择 一个无线话筒，则音频信号的收集是必不可少的。本电路中考虑到需要做一个小巧 的无线话筒，因而直接采用的是驻极体小话筒 MIC，它灵敏度极高。据介绍，甚至手表 的嘀嗒的声音也可以被它收集到。 话筒采集到的交流声音信号通过 C2 耦合和 R2

34、匹配后送 到三极管的基极。另外，驻极体话筒内实际藏有一枚 FET，可视之为一级， FET 将话筒 前振膜之电容变化放大，这就是驻极体话筒很灵敏的原因。普通驻极体话筒输出阻抗为2K, 音频信号范围在 2020000Hz范围内，人声音频率范围在 300Hz1000Hz。容抗公式： Zc=1/(2 fc) ，那么电容范围在 0.265uF0.079uF, 因此 C1 选择 0.1uF，即瓷片电容 104。电源电压为两节普通干电池， E=3V。 计算制作电感元件参数的选择最主要是 LC 选频网络的选择。选择发射频率为 100MHz，选择一个标称值 30p 的瓷片电容，由公式f 0 2 LC计算得出 L

35、=0.08452uH。最后绕制了一个骨架直径 3mm，漆包线直径 0.5mm，制作出 4.5 圈的线圈一根、 5.5 圈的线圈两根。第 14 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 4 章 整机电路及工作原理通过设计得到整机电路见附录 1 所示。电路工作原理为： 话筒把声音信号变为电信号后，先经一级音频电压放大再送调制级，这样可以拾取 更远更微弱的声音。振荡调制后的高频信号再经一级调谐功率放大才送天线发射，发射 距离更远及减少手碰天线对振荡级的影响，减少谐波。此无线电话筒主要由基本放大电路、 载波产生电路、 调频波产生电路三个部分构成。 话筒 MIC、电容 C1、电阻

36、R4、R5、R6三极管 V1 组成基本放大电路。话筒可以将话音转换 成音频信号， 信号经过耦合电容 C2传到三极管 V1的基极， 实现音频信号的放大， 从而获 得所需要的功率，以便对高频载波进行调制。高频时，三极管的结电容Cbe 的作用不可忽略。三极管 V2、电感 L、结电容 Cbe、电容 C5，C4 组成了改进型电容三点式高频振荡 电路，产生高频振荡信号，即载波。载波的频率主要由电感L、结电容 Cbe、电容 C4，C5决定。用放大了的音频信号去控制 V2 的结电容 Cbe，便可控制载波的频率，使得载波的 频率随着音频信号的改变而改变， 从而实现调频。调频信号通过电容 C6 传送到发射天线，

37、向外发射 100MHz左右的调频电磁波。 V3、 R9、R10、 L2、C10、 C11组成高频功率放大电路。 R9 给功率管 V3提供基极电流， C10和 L2放大调谐回路，和振荡回路 C5和 L1调谐在同一频 点时获得最大输出功率，发射距离最远。频率范围： 80MHz103MH(z按电路图参数，只 调整线圈匝距)工作电压： 1.5V9V发射半径：大于 100米，4.5V 电压，普通收音机接 收，无线话筒天线为 50cm 长的细导线。要想使三极管具有放大作用，必须发射结处于 正向偏置，集电结处于反向偏置。调频发射电路中，一般音频输入部分的电路通常是驻极体话筒内的场效应晶体管 (FET)将声音

38、通过话筒前的振膜转换成为阻抗的变化，从而控制音频放大级晶体管的工 作状态。音频放大级晶体管的作用，增益约 20 50dB，将放大的信号送往振荡级 (RF) 晶体管的基极。高频振荡电路由振荡线圈 L 和电容 C与振荡级晶体管组成，调频波段的 振荡频率一般为 87.5MHz108MHz。振荡级晶体管会在 L 和 C 的控制下高速导通和截止。 基极输入放大的音频信号，经过振荡级晶体管的放大作用，使音频信号与高频振荡信号 完成调制。特定频率的载波信号通过天线发射出去，可以将信号覆盖一定的范围。范围第 15 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书 （ 论文） 的大小取决于发射的功率。发射的频

39、率取决于振荡电路的振荡频率。电路工作时，随着 振荡级晶体管基极电容 C逐渐充电电位升高，其发射极电容 C则经振荡线圈 L 和电阻 R 充电，其充电时间更短 ; 同时，其集电极电容 C也充电 （其两端虽仅得很小的电压 ）。 同时线圈 L中产生磁场。振荡级晶体管的基极电压逐渐上升时，晶体管振荡级晶体 管导通，并有效地将内阻并接在发射极电容两侧。基极电压继续上升，发射极电容C试图阻止发射极电位的移动。当电容的能量耗尽，不再阻止发射极电位的移动时，基极与 发射极之间电压差降低，晶体管振荡级晶体管截止，流入线圈的电流也停止，同时线圈 中产生一个反向电压，集电极电位在瞬间升高，并以相反方向向集电极电容充电

40、，这时 反向电压也同时对发射极电容 C充电，增大了电阻 R上的电压降，使晶体管进入更深的截 止状态。随着线圈 L上反电势能的消耗，振荡级晶体管的发射极电位下降，使振荡级晶 体管开始导通，电流流入线圈使线圈上的电压再次反转，形成集电极电位下降，并通过 发射极 C传送到射极，使振荡级晶体管饱和导通，周期再开始重复，使振荡级晶体管形 成振荡，产生一定频率的交流信号。来自前级的音频信号经耦合电容注入振荡级晶体管 的基极、改变振荡频率，产生所需的调频信号。按照本电路装好后，频率大概在 83MHz左右，只需把线圈 L的匝距拨开一点，使其振 荡频率工作在 88MHz108MH即z可，就可以配合任何 FM收音

41、机接收到该高频信号，并从该 高频信号还原出声音信号。 另外装有外接音频插座及可调电阻调节输入音频信号的衰减 量。通过设计得出一款强型无线话筒， FM调频工作方式，音质好，用普通的收音机即可 收听。第 16 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书（ 论文）第 5 章 系统仿真与测试详细仿真步骤及仿真效果展示：1. 模拟话筒发出的声音信号，如下图所示2. 滤波后得到的声音信号，如下图所示第 17 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书（ 论文）可以看出，滤波电容对音频信号作用后，没有改变波形。当改变滤波电容器的值的 时候信号发生很大的变形。如下图所示。3. 已经调制的信号，

42、如下图所示第 18 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书（ 论文）可以看出，音频信号已经被调制，但是调频波形受到音频信号干扰发生变形。当改变反馈电容的值的时候可以发现调制信号发生改变。如下图所示第 19 页 共 23 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书（ 论文）总结本次我设计的题目是无线电话筒，该设计从无线电的发展入题 , 采用了总分总 的结构进行介绍的。思路清晰、逻辑合理，将个人所学的专业知识得到了全面的运用， 更提高了个人的专业知识水平。无线电话筒是目前使用最广泛的微型无线电发射和接收系统， 它主要运用的是模拟 电子技术方面的知识，涉及到低频放大电路、高频振荡两个模拟电路，而其中最主要的 元器件是三极管、电容和电阻。本次课程设计的优点是：无线电话筒不用导线相连就可 以扩音，不受位置和移动的限制输出功率大，便于携带等优点。毕业设计是理论和实践的结合。 通过本次毕业设计不仅让我们巩固和加