通信电子线路课程设计报告书

1、 目录1、 题目1、 无线话筒课程设计2、 无线遥控门铃课程设计2、 设计目的及意义2.1、设计前景、用途2.2、设计目的2.3、设计意义3、 设计原理及过程分析3.1、设计原理图及分析3.2、元件的安装及调试3.3、焊接过程中注意事项四、总结五、教师评语 课程设计任务书题 目:调频无线话筒的设计一、性能参数：电源：Vcc=+3V 三极管：2个9018、1个9014 结构：NPN 频率范围：80MHZ108MHZ 工作电压：1.59V 发射半径：大于100米 二、要求完成的主要任务: 设计调频无线话筒，要求：（1）载波频率90MHz附近，用收音机FM段接收。（2）在声音被清晰接收的前提下，发射

2、距离5m（3）电源电压6V。（4）音质清晰，发射较远三、时间安排：1、 理论讲解，老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找 资料； 2、课程设计时间为1周。 （1）确定技术方案、电路，并进行分析计算， 时间1天； （2）选择元器件、安装与调试，或仿真设计与分析，时间 2天； （3）总结结果，写出课程设计报告，时间2天。 无线话筒课程设计1、 设计目的及意义摘要高频电子线路系统地介绍了通信系统，特别是无线通信系统中的最基本电路及他们的功能，给出了定性及定量分析这些电路性能的方法。这些电路包括了发射机及接收机中的选频放大电路、混频电路、功放电路、振荡电路、调制及解调电路、锁相环电路、自动增益控制

3、电路及频率合成电路。本课程设计的基本目标是：通过理论和实践教学，使我们了解晶体管工作于高频时的工作原理，特性参数及微变等效电路，掌握高频单元电路的线路组成、基本工作原理、分析方法、技术要求及一些典型集成电路的实际应用，并且具备一定的理论水平和足够的实践技能，为进一步学习通讯技术的专业知识和职业技能打下基础。关键词：无线调频话筒、仿真、电路分析内容高频电子线路是一门理论性、工程性和实践性都很强的课程。学生通过本课程的学习，不但应该掌握必要的基础理论知识，而且还应在分析问题、解决问题和实际动手能力等方面得到锻炼和提高。对于这些能力的培养，理论教学与实践教学环节必须密切联系、互相配合，才会取得比较好

4、的效果。高频课程设计是作为高频电子线路课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握高频电子线路设计和调试的方法，增加模拟电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。按照本学科教学培养计划要求，在学完专业基础课电路与电子技术后，应安排课程设计教学实践项目，其目的是使学生更好地巩固和加深对专业基础知识的理解，学会设计中、小型电子线路的方法，独立完成调试过程，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。本次课程设计本小组选择设计制作调频无线话筒，要求是分析高频发射系统各功能模块

5、的工作原理，提出系统的设计方案，对电路进行调试。在此基础上可进行创新设计，如改善电路性能；故障分析；对系统进行仿真分析等。这是一款微型调频无线话筒，发射频率在90MHz左右，利用FM调频收音机可以实现短距离接收。2、 设计原理及过程分析（1）电路原理图：（2）FM无线话筒原理：MIC先将自然界的声音信号变成音频电信号,经C2耦合给Q的基极进行调制,当有声音信号的时候,三极管的结电容会发生变化振荡频率发生变化,完成频率调制,即调频.再经C8耦合给高频调谐放大电路对已调制的高频信号放大,再通过C12、L3和天线TX向外发射频率随声音信号变化而变化的高频电磁波。其中R1为话筒MIC的偏置电阻,一般在

6、2k5.6k选取,R4为集电极电阻.R5为基极电阻,给Q1提供偏置电流.R6为发射极电阻,起稳定Q1直流工作点的作用;Q2,R7,R8,C4,C5,L1,C6,C7组成高频振荡电路,R7给Q2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Q2直流工作点作用,C7隔直流通交流电容;Q3,R9,R10,L2,C10,C11组成高频功率放大电路.R9给功率管Q3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。我们将发射频率设计在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

7、号还原出声音信号,从而完成各种用途。（3）话筒MIC：驻极体小话筒，灵敏度非常高，可以采集微弱的声音信号。话筒底部有两个接点，用两根粗铜丝焊牢在PCB印制电路板上。驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作

8、为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。并且，外围电路中需要有相应的偏置电阻为其提供偏置。（4）高频振荡调制电路：该部分由晶体管VT2、电阻R5电感L1电容C2、C11、C12等组成。其功能是产生高频载波信号并进行调制。L1和C2构成LC谐振回路。该回路具有选频作用，其频率由公式计算得出：f = 1/ 2*(LC)-1/2经C1耦合过来的信号加在VT2基极上，通过基极上变化的电压改变be结电容，而实现对载波的调制。由集电极输出经C3耦合到下一级进行功率放大。（5）功率放大电路：电路由Q3、C3、L2、C5组成，该部分电路为自偏压电路，无需给b极加偏置电压，高频信号由C3耦合

9、经自偏压电阻R7加到b上放大，电路工作在C类状态。L2和C3组成选频电路，使其谐振在前一级的工作频率上，C5为输出电容，输出高频信号。（6）天线:对于天线来说，只须设置一根电线（线状天线）。一般天线的长度设定为电波波长的1/2（为了在天线上产生驻波）。如果载波频率为80MHz，那么波长为： 式中，c是电波的速度（光速）。所以天线的长度为1.9m。但是，这个电路中如果接1.9m的天线的话，会发射很强的电波，有可能超出电波法所规定的范围。所以把天线的长度限制在30cm的程度。（7）最终电路图：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

10、筒工作时必须要有直流偏压才能工作，电阻R4可以提供一定的直流偏压，R4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低频放大后耦合到VT2三极管的基极进行频率调制。三极管Q2采用9018和电容C2、C3、C11组成一个电容三点式的振荡器，由三极管Q2集电极的负载C2、L1组成一个谐振器，通过C11正反馈电容形成三点式谐振振荡器原理，谐振频率就是调频话筒的发射频率，实际上是一个以谐振频率为基准的高频振荡器。通过调整图中元件L1的参数可以使发射频率可以在90MHZ左右，正好覆盖调频收音机的接收频率，通过调整L1的数值（拉伸或者压缩线圈L1）可以方便地改

11、变发射频率，避开调频电台。发射信号通过C13耦合到高频放大器，由高频放大器进行谐振放大后再通过天线上再发射出去(实际电路设计中我们在功放之前加了射极跟随器)。由于高频振荡器和高频放大器互相独立使得发射频率和发射功率都十分稳定。C13将频率调制好的载波信号传递到Q3进行高频放大，仔细调整L2的值（拉伸或者压缩线圈L2）可使输出功率最大！距离最远，整个工作电流最小。（8）PCB板图： 调频FM 87.5 欢迎收听！（9）焊工说明:1.电阻陶瓷电容不用分正负极,但是必须注意电阻值和电容量；2.板上的话筒有正负极之分,和铝制外壳相连接的一极为负极,另一极为正极.为了便于安装,先加焊两只引脚；3.三极管

12、的三只管脚功能完全不同,一定要分清楚；4.元件包中有铜线制作的线圈,它的外面有一层绝缘漆.它是一个关键的元件,调节线圈间距可以改变发射频率和距离。L1的匝距变近和换容量大一点的电容会使发射频率变低;要使发射频率变高,就需要采取相反的措施.和L1并联的电容变化范围不可以太大或太小,否则发射频率会偏到离谱.甚至不会产生高频发射信号(不起振)；5.元件包中含有电路板插针,安装在关键点后,可以用来和电子实验套件灵活的配合使用,从而可以做范围更广的电子实验；6.元件位置不能装错,焊接时间最好控制在23秒,力求元件安放到位并且美观,多次检查无误后即可通电调试,使用。三、总结低频小信号部分只是将调制信号不失

13、真的略作放大，直接调频发射系统中，调频振荡器的电路形式主要有晶体振荡器直接调频，电抗管调频、变容二极管调频。晶体振荡器直接调频电路的优点是提高了振荡器中心频率的稳定性；电抗管调频电路与变容二极管调频电路相比，要复杂一些。考虑到本设计任务要求中心频率的稳定性不高，用LC振荡器就可达到。晶体管的工作状态有截止、导通和饱和三种状态。在晶体管不具备工作条件时，它处截止状态，内阻很大，各极电流几乎为0。当晶体管的发射结加下合适的正向偏置电压、集电结加上反向偏置电压时，晶体管导通，其内阻变小，各电极均有工作电流产生（IE=IB+IC）。适当增大其发射结的正向偏置电压、使基极电流IB增大时，集电极电流IC和

14、发射极电流IE也会随之增大。当晶体管发射结的正向偏置电压增大至一定值（硅管等于或略高于0.7V，锗管等于或略高于0.3V0时，晶体管将从导通放大状态进入饱和状态，此时集电极电流IC将处于较大的恒定状态，且已不受基极电流IB控制。晶体管的导通内阻很小，集电极与发射极之间的电压低于发射结电压，集电结也由反偏状态变为正偏状态。高频放大器属于线性放大器。根据电路所需要的电压增益和选择性，来确定电路形式。一般电路形式有单调谐放大器和双调谐放大器。在对放大器选择性要求不高的场合，可以选用单调谐放大器。为提高放大器的电压增益，可以选择多级放大器级联的电路形式。要使负载（天线）上获得令人满意的发射功率，而且整

15、机效率较高，应选择丙类功率放大器。末级功放的功率增益不能太高，否则电路性能不稳定，容易产生自激。因此要根据发射机各部分的作用，适当地合理分配功率增益。要使负载（天线）上获得令人满意的发射功率，而且整机效率较高，应选择丙类高频功率放大器。经过近一周左右的时间，我们组终于完成这次无线话筒的课程设计任务。我们首先查阅了大量的书本资料，接着又上网搜集了许多有用信息，有时候为了找到一个合适的电路而苦恼，有时候又为取得一点成功而由衷的高兴。通过课程设计，我们增强了对通信电子技术的理解，学会查寻资料比较方案，学会通信电路的设计计算；进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手独立开展电路实验的机会，锻

16、炼分析解决通信电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强了实践能力。感谢各位指导老师的淳淳教导和深切关怀！ 无线遥控门铃课程设计报告1、 设计目的及意义随着微电子技术、无线技术和网络技术的飞速发展以及人们生活水平的大幅度提高，人们对居住环境的安全、方便提出了越来越高的要求，尤其是在智能化住宅中，人们迫切需要一种不仅安全可靠、使用方便等优点于一体的智能门铃产品，因此无线遥控音乐门铃系统的设计成为本课题研究的目标。本文介绍了一种新型无线遥控音乐门铃,它采用具有编码功能的遥控发射-接收专用集成电路.结合高音质机电式音乐门铃做声源,

17、成为一种声音动听、门铃按钮与声源之间免去连线、安装方便的新型遥控高音质门铃.这种门铃具有功耗低,电路简单可靠,抗干扰能力强,遥控距离远,电路体积小等优点,其接收电路连同机电式音乐门铃为一体,可以随意放置在室内有220V交流电源的地方,还可变换门铃各种音乐，使声音悦耳动听，满足不同人的生活需要，具有广阔的发展前景. 该无线音乐门铃用HX-2066集成块来作发射和接收主电路，该电路用先进的脉码调制发射及石英晶振稳频技术，接收由解调、放大、整形、声响电路组成，性能稳定，遥控距离远，功耗低等特点。 二、设计原理及过程分析（1）无线门铃的整个结构无线的电子门铃主要包括以下几个主要部分：触发开关，信号发射

18、端，信号接收端，音频功放电路。当客人来到家门口时，按下触发开关时，会使信号发射端发射出一个调频信号，通过信号接收端对调频信号解调，经过解调后的信号通过音频功放电路发出悦耳的音乐声音，提醒主人有客人来访，主人做出抉择：开门与否。原理框图如下图所示。客人触动开关信号发射端信号接收端音频功效信号信号信号（2） 信号发射端的设计本次设计的发射模块采用振荡器产生发射信号，并通过功率放大器放大后发射出去。设计的电路框图如下图所示。实际电路图如下：高频功率放大器用于发射机的末级，将高频信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不

19、干扰相邻信道的通信。为了确保高频功率放大器能够接收到信号的高频率稳定度，在LC谐振电路的输出极加一个射极跟随器作为缓冲器。本设计的发射模块采用LC电容三点式振荡器作为信号的发生器。（3）信号接收端的设计 由图1可以看出来，当客人触发开关后，会使信号发生端产生一个音频信号，之后信号接收端接收音频信号，经过处理给音频功放电路。由于在空间中接收到的都是高频小信号，为将接收到的高频小信号放大，必须采用一个高频小信号放大器，下图为高频小信号放大器接收信号的原理框图。高频小信号放大器分频器蜂鸣器信号信号实际接收电路图如下：高频小信号放大器是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为

20、按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的倍，是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。中间是以六集成度的反相器，反相放大后输出等幅方波信号。最后是以选择播放音乐的部分，每按一次选择一次。（4） 安装及焊接过程 1）元器件的装插焊接应遵循先小后大，先轻后重，先低后高，先里后外的 原则，这样有利于装配顺利进行。 2）在瓷介电容、电解电

21、容及三极管等元件立式安装时，引线不能太长，否 则降低元器件的稳定性；但也不能过短，以免焊接时因过热损坏元器件。 一般要求距离电路板面2mm，并且要注意电解电容的正负极性，不能插 错。 3）集成电路的焊接：TC4096为双列14脚扁平式封装，在焊接时，首先 要弄清引线脚的排列顺序，并与线路板上的焊盘引脚对准，核对无误 后，先焊接1、14脚用于固定IC，然后再重复检查，确认后再焊接其 余脚位。由于IC引线脚较密，焊接完后要检查有无虚焊，连焊等现象， 确保焊接质量。 4）焊锡之前应该先插上电烙铁的插头，给电烙铁加热。 5）焊接时，焊锡与电路板、电烙铁与电路板的夹角最好成45度，这样焊 锡与电烙铁夹角

22、成90度。 6）焊接时，焊锡与电烙铁接触时间不要太长，以免焊锡过多或是造成漏锡； 也不要过短，以免造成虚焊。 7）元件的腿尽量要直，而且不要伸出太长，以1毫米为好，多余的可以剪 掉。 8）焊完时，焊锡最好呈圆滑的圆锥状，而且还要有金属光泽。（5） 调试1、发射调整装上 12v 电池，用万用表测发射电流（电流表跨接再 s 两端），应在 3 到 8mA间，若用手触摸 C2 两端时电流应大幅升高，说明已起振。 也可以借助电视机进行调整，将频道开关置于UHF段的低端13-15频道段，接通发射机的开关S，用无感起子调节C2直到电视屏幕上出现黑白相间的细横条纹，这说明发射机已经调好了。2、接收调整装上3节

23、 5 号电池，测量接收整机电流小于 lmA ，按下发射机开关 S 不放，将发射机放在待调的接收机附近，用无感起子微调 L2 如果调到某点，门铃发出声音，就说明接收机和发射机的频率大致相同；反义微调 L2 直到距离最远即可。（6）故障检查与改进 在调试过程中会遇到很多问题，需要我们进行检查。如当接通接收板电源后，音乐就响起，这时通常是Q2短路使输入信号为高电平，就要检查Q2三个引脚是否搭焊。另外，在调试过程中出现问题，请仔细检查元器件（如三极管极性、集成块缺口方向、音乐芯片焊点等）是否接错，检查是否搭焊、错焊、虚焊等。 对调好的门铃发射接收器，你有可能认为距离还不能达到你的要求，只有几米远，你可以再进行升级。找一段直径0.3-0.6mm的漆包线，一端在L2上绕上一圈，另一端弯成环形一圈，作为外接天线，增强信号接收能力。只要能放入接收盒的外壳不需要很规则，接收板的接收距离就可以增至10-20米远，在家庭使用足足有余。注意了：增加了这个天线后，接收机的频率还要按前面介绍的方法再次进行微调，是微调，因为加了天线会使接收的频率改变一些。（7）安装使用注意事项和其他用途 （1）安装应远离大的金属体， （2）在20米内不要采用相同信道的无线音乐门铃，以免产生串扰； （3）可以加磁控开关或振动传感器作为防盗报警用，如：发射机安装在楼下