无线话筒的设计模电课程设计.docx

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无线话筒的设计模电课程设计

无线话筒的设计（模电课程设计）

模拟电子技术课程设计报告书

课题名称

无线话筒的设计

姓名

学号

院、系、部

专业

指导教师

年月日

一、设计任务及要求：

设计任务：

设计一个通过无线电波或其它的方式传输声音的设备。

要求：

1.稳压源的额定电压3.0V。

2.输出的电流10～15mA，输出频率90MHz左右。

。

3.采用晶体管或集成电路（电抗管或变容二极管）设计一个调频无线话筒。

4.在使用话筒时可靠接收距离S≥3米。

5.采用Multisim11.O进行仿真，验证和完善设计方案。

指导教师签名：

年月日

二、指导教师评语：

指导教师签名：

年月日

三、成绩

验收盖章

年月日

无线话筒的设计

1设计目的

（1）了解无线话筒设计电路的构成。

（2）掌握一些元件的数值使用。

（3）掌握高频西勒振荡电路、调制电路、稳压源电路、缓冲放大电路的组成原理及特点。

（4）在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。

2设计思路

设计一个通过无线电波或其它的方式传输声音的设备。

（1）通过驻极体话筒将声音信号转化为电信号，并且与电路的本振信号混合后，通过放大器的放大作用后，再传送至天线，经过天线发射出去。

（2）接收方的天线接收无线电信号，把此信号送到接收器。

（3）接收器将此无线电信号转变为原来的语音，再由扩音器放出来，此时就可听见原来的语音信号。

3设计过程

3.1方案论证

无线话筒电路由声音拾取电路、声音转换电路、高频振荡器、调制电路、缓冲放大电路和电源组成。

首先利用驻极体话筒拾取音频信号，并经过驻极体话筒内部的声音转换电路将音频信号转换为电信号，用西勒振荡器产生高频振荡，并通过调制电路进行调制，通过三极管缓冲放大电路将调制信号进行放大，最后通过天线将已调信号发送出去。

无线话筒的基本原理框图如图1所示：

图1无线话筒原理框图

3.2电路设计

（1）无线话筒总设计电路如图2所示:

图2总电路图

（2）声音拾取电路

一个无线话筒，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，它灵敏度极高、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。

据介绍，甚至手表的嘀嗒的声音也可以被它收集到。

　驻极体总的电荷量不变，当极板在声波压力下后退时，电容量减小，电容两极间的电压就会成反比的升高，反之电容量增加时电容两极间的电压就会成反比的降低。

最后再通过阻抗非常高的场效应将电容两端的电压取出来，同时进行放大，我们就可以得到和声音对应的电压了。

（3）高频振荡电路

在实际应用中，如果直接使用LC振荡电路进行设计的话，将以低于LC谐振电路的频率产生振荡，而且产生的频率会随着外电路的参数而改变，稳定性比较差。

在高频段的谐振电路中，电容器的容量为数pF或十几pF，线圈的电感不及1uH，任何微小的值都会对振荡频率产生影响。

所以此高频振荡电路采用稳定度较高的西勒振荡电路。

令C5=5pf,C6=7pf,C7=10pf,C8=22pf,C9=22pf，L=190nH，其中二极管D1为变容二极管，其常温下的电容Cd=30pf。

则根据原理图可以计算出振荡频率。

C=C6+1/（1/C7+1/C8+1/C9）+1/（1/C5+1/Cd）=16.5pF

F=1/（2π

）=90MKz

高频西勒振荡电路如图3所示：

图3高频西勒振荡图

（4）调制电路

我们所制作的无线话筒选择基极注入方式，由于音频信号频率fv与本地振荡频率f0两种信号注入同一个基极，具有易相互干涉的缺点，但与发射级注入方式相比，本机振荡信号的电平较小。

所以仍选择基级注入方式。

调制电路如图4所示：

图4调制电路图

（５）稳压源电路

在电路原理图中，二极管1S1553与LED串联，将它们的正向电压作为稳压电源加以使用，其电压值为二极管1S1553的正向电压0.6V与LED的正向电压1.7V之和：

V=0.6+1.7=2.3V

R5电阻和R12可变电阻器进行分压后的电压施加给变容二极管，通过调整可变电阻，改变电压，可以让振荡频率微调，使振荡电路的频率有所改进。

稳压源电路图如图5所示：

图5稳压源电路图

（６）缓冲放大电路

缓冲放大是通过三极管实现将调制信号进行放大，使其能通过天线将已调信号发送出去，使调频收音机能较清楚地接收到音频信号。

缓冲放大电路如图6所示：

图6缓冲放大电路

（7）仿真电路图

使用Multisim建立电路模型，用函数信号发生器代替音频信号，用示波器分别连接音频信号输入端、谐振振荡端、天线发射输出端。

仿真电路图如图7所示：

图7仿真电路图

图8仿真结果图

如图的三个波形为输入电路，调频振荡电路和输出电路的波形，观察示波器上数据知：

电路正常工作，函数信号发生器中的信号可以经过电路放大输出，其中的频率为90MHz。

4调试与结果

（1）将制作好的电路板接上电源，弄好天线。

（2）将一台收音机放在附近，把频率调到90MHz左右（尽量避开各电台的频率）。

（3）在电路的话筒处一直播放语音，此时调节可调电感上的螺丝，仔细听看是否可以在收音机里听到话筒的语音信号。

（4）通过实际测试，我们将发现电路图的最高频率是否达到90MHz。

5主要仪器与设备

电容：

10UF电容两个，100pf电容两个，1nf电容两个，5pf电容一个，7pf电容一个，8pf电容一个，10pf电容三个，22pf电容两个；

电阻：

100电阻三个，1K电阻一个，2.2K电阻一个，10K电阻两个，33K电阻一个，47电阻两个，100K的电阻一个；

可调电阻：

50K的一个；

二极管：

1N4731,1S1553分别一个；软件multisim11.0

三极管：

2N2222A两个；泰克示波器：

一个；

LED：

一个；函数信号发生器：

一个；

直流电源：

3V的一个；开关：

一个；

6设计体会与建议

6.1设计体会

对于无线话筒的设计，开始的时候，我真的感觉无从下手，不知该选用什么样的电路，没有任何设计思路，虽然对于很多从事科研设计的人来说，这也许很容易，但是对我来说，平时所学的理论知识此刻也起不了什么作用，这使我在这次设计中遇到的难题层出不穷，现在才真的知道了理论与实际的差距，在理论的学习中，觉得很顺手，但在实际应用中就显得那么的无能为力，为了做好这个课程设计，我花了很多时间在方案的讨论与选择，电路的分析与设计中，到最后的电路仿真测试，让我真正的感觉到了自己各方面知识的匮乏以及经验的不足，还有自己平时对细节的忽视，通过这次课程设计也使我学到了很多我平常都不知道的东西，更重要的是我明白了一个道理，许多看上去很难理解的，或者很神秘的东西，当你真正愿意发时间去研究它的时候，它会变得很简单，因此，在以后的学习中，生活中，我会尽量养成勤于思考，勤于动手，不怕困难的好习惯。

6.2对设计的建议

在我们初次接触课程设计的时候，由于是第一次接触，老师就是我们的引路人，希望老师多花点时间指导我们一下，让我们能够学到更多的东西，当然空洞的理论是永远也比不上实际技能的掌握的，让我们自己去解决问题，能更好的培养自己独立思考的能力，就像这次设计，我从中学到了很多东西，但开始的时候也不免有点不知所措，要是老师能够多给我们一点指导就能使我们少做点弯路，在这个上面所花的时间就会减少好多，从而效率就能够得到提高，这样我们就会有更充足的时间去学习其他知识，让自己的知识面更广泛。

我觉得学校要尽量多给我们这样的机会，因为一旦这样的机会多起来，我们学到的就不只是理论上的东西了，最重要的是我们的逻辑思维能够得到很好的提高。

参考文献

[1].张肃文.高频电子线路（第四版）.高等教育出版社.2004

[2].铃木宪次.无线电收音机及无线电路的设计与制作.科学出版社．2006

[3].黄继昌.张海贵等.实用单元电路及其应用.人民邮电出版社.2004

[4].铃木宪次.高频电路设计与制作.科学出版社.2006.8

[5].康华光.电子技术基础.高等教育出版社.2006