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无线话筒设计与制作姓名:荣恩帅专业:太阳能光电（1）年级:2008级学号:200802220113指导教师：杨春民答辩日期:2010年10月【内容摘要】随着数字技术的广泛使用，无线话筒成为越来越多用户首选的对象，无线话筒系统在广播、电影、戏剧和舞台制作以及公司、宗教和教育场所都是一个重要的组成部分。功率无线话筒实际上就是一台小功率的无线电高频发射机，因其具有体积小、重量轻、电路简单，成本低、无电缆传送等特点，因而得到了灵活广泛的应用。无线话筒按调制方式可分为调频式和调幅式，前者由于具有通频带宽、动态范围大、传输距离远和抗扰性强等特点，所以应用较多。简易无线话筒的设计与实现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，从而学习到新的知识点。关键词:无线话筒系统概述，无线话筒原理，电路设计，电路调试目录1绪论1.1无线话筒的技术发展2无线话筒原理2.1简易无线话筒系统概述2.2无线话筒系统的基本组成部分2.3无线话筒的分类3简易无线话筒的电路设计及元器件选择3.1电路工作原理3.2制作过程3.3元器件清单3.4各元器件功能3.5PCB板图的绘制4简易无线话筒电路的调试4.1电路调试4.2故障处理4.3简易无线话筒的使用技巧1绪论1.1无线话筒的技术发展无线话筒从最初简易的一个无线调频发射器和无线调频接收器到目前的采用专用的PLL（频率锁相环）技术，大约经历了三个阶段。1.简易调频发射与接收当时，人们为了摆脱话筒线缆的羁绊，想到了类似于调频广播的发射接收原理，通过话筒的换能原理及音频→调制→放大→发射过程，然后通过调频收音机或专用接收机（特殊频点）接收、放音。可以想见，其音质、稳定性、抗干扰能力等均不能满足实际使用的需要。2.石英振荡的调频发射与接收由于采用电子电路产生的RC或LC振荡，其振荡频率的稳定性受到环境的影响是很大的，其频率也不可能很高，一般只能在二、三百兆赫以下，在这样的频段，极易受到其它信号的干扰，此时便出现了采用石英振荡体的发射与接收电路。大家知道，石英晶体的振荡频率是非常稳定的，由它组成的无线话筒发射与接收器，工作起来就稳定多了，同时，其工作频率可在V段（30MHZ-250MHZ），U段（200-1000MHZ）内，外界干扰信号不严重，给无线话筒的使用带来了较好的效果。在使用上，由于石英晶体的振荡频率不可调，因此对于一套无线话筒来讲，其接收和发射频率是固定的，且要求一一对应，不怎么方便，假如在某地刚好在这一频点上存在干扰，该无线话筒就无法使用了。3.采用PLL接收的无线话筒PLL是频率相位锁定环路的英文字头缩写，在无线话筒的发射接收中，采用频率合成的方式，可以在一个频带内，满意地接收信号，在此频带内，还可以任意切换工作频道。理论上，在一个24MHZ的频带内，如果以1MHZ作为频道解析度，则可以切换25个频道；如果以125KHZ，则可以切换193个频道，至于频道数的多少与接收机的频宽及频道解析度有关。2无线话筒原理简易无线话筒系统概述随着数字技术的广泛使用，无线话筒成为越来越多用户首选的对象无线话筒系统在广播、电影、戏剧和舞台制作以及公司、宗教和教育场所都是一个重要的组成部分。随着数以万计的设备使广播频率变得拥挤以及用户对无线话筒系统需求的增加，理解无线话筒系统的设计和操作的概念经成为专业用户所关注的问题。由于可用的频谱越来越少，在北美DTV（数字电视）广播的出现使得无线系统的运行更加复杂困难。DTV也同样出现在欧洲,它已成为未来可能出现的频谱拥挤现象的另一标志.。鉴于以上这些事实，随着无线话筒、内部通讯联络系统、耳内监听系统和其他应用在各类制作的无线电通讯设备的日益普及，对于无线系统扎实的，技术性理解需求是前所未有的。2.2无线话筒系统的基本组成部分无线话筒系统的三个组成部分为：话筒，发射机，接受机2.3无线话筒的分类现在很多娱乐场所所使用的话筒都是无线话筒，这类产品在选购的时候需要先了解这一产品的分类。无线话筒的分类方式很多，比方说根据发射使用频率分类或无线话筒的接收方式来分类等。就这一问题我们简单的看看无线话筒的具体分类。首先看看按照发射使用频率分类如果按照这一方式可以分为：①FM无线话筒②VHF无线话筒①FM无线话筒：工作原理的利用FM收音机来接收，这一无线话筒的特点是系统简单，成本低廉，但是现在已经被淘汰了，原因是使用效果不佳，不能满足专业品质的要求。②VHF无线话筒：这一无线话筒又可分为低频及高频段两类型，现在人们常常使用的是高频段的无线话筒，高频段的无线话筒的特点是频率较高，使用天线较短，甚至可以设计成隐藏式天线，方便，安全又美观，受电器的杂波干扰又大为减少，电路设计极为成熟，零件普及价格低廉，现在这样的无线话筒已经是当今市场上的热门机种。再就是按照接收方式分类按照这一方式分类通常分为两类：①自动选讯接收无线话筒②非自动选讯无线话筒①自动选讯接收无线话筒：这一话筒由于电波舆中会产生“死角”的物理现象使接收机的声音输出，产生断断续续或不稳定的缺点，为了解决这种缺陷，专业用的机种必须采用双天线及双调谐器的“自动选讯接收”方式来改善。②非自动选讯无线话筒：这一话筒由于机型的电路设计复杂精密，装配较难，成本较高，一般低价的机型就没有采用自动选讯的设计，所以也无法消除无线话筒在使用中产生声音中断的缺点。所以这样的一般不适合专业场合使用。还有就是按照无线话筒的振荡方式分类按照这一方式通常也分为两类：①石英锁定②相位锁定频率合成①石英锁定的特点是它是以石英振荡器产生发射与接收精确稳定的固定频率，电路简单，成本低廉，是当今无线话筒的标准电路设计。这种类型的话筒及接收机只固定单一个频率配对使用，因此无法改变或调整使用频率。②相位锁定频率合成的特点：这一话筒是采用的PLL的电路设来避免无线话筒在使用中遇到其他讯号的干扰而无法使用，或为了同时使用多支话筒的场合，需要随时方便又快速的改变频道这一功能。最后一种分类方式是按接收机频道数分类这一分类中常常可分为三种即：①单频道②双频道③多频道①单频道：它是在一个接收机的机箱内只装配一个频道的非自动选讯或自动选讯接收机。这一种有价格便宜使用方便等特点。②双频道它是在一个接收机的机箱内，装配两个频道的非自动选讯或自动选讯接收机。这一种一般成本低并且设计简单。③多频道它是在一个接收机的机箱内，装配四个频道以上的接收机，大都采用模组化接收模组的机构设计。这样的无线话筒一般适用在装架式专业机种的使用场合。无线话筒种类非常之多需要根据不同的需求来选择一个适合自己的娱乐场所中的话筒。3简易无线话筒的电路设计及元器件选择3.1电路工作原理123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:4-Nov-2010SheetofFile:E:\毕业设计\POV\POV.DdbDrawnBy:C3102C2104C430pfC620PC510PC730PC1104C8104L4TJ?PHONEJACK1R3220R12.2kR222kQ9018TXBTBATTERYMIC是驻极体话筒，她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。R1是mic驻极话筒的偏置电阻，有了这个电阻，话筒才能输出音频信号，这是因为mic话筒内部本身有一极场效应管放大电路，用来阻抗匹配和提高输出能力等作用。注意：话筒不要选择灵敏度太高的话筒，否则容易出现声反馈，出现自激叫声。C2是音频信号耦和电容，将话筒感应输出的声音电信号传递下一级。C3是q9018的基极滤波电容，一方面滤除高频杂音，另一方面让q9018的高频电位为0，对50mhz以上的高频电路来说，q9018是一个共基极放大电路，这是最后能形成振荡的基础。因为振荡电路的基础条件就是必须具备一定的增益，再就是具备合适相位的反馈（一般是正反馈）R2是q9018的基极偏置电阻，给q提供一个较小的基极电流，q将会有一个较大的发射极电流流过r3。由于r2,r3中的电流作用会在各自电阻上产生压降并互相影响,结果会自动稳定在某一数值状态,这就是书上讲的射极跟踪跟随器,直流负反馈不稳定直流工作的作用.R3是q9018的发射极电阻,这里起到稳定直流工作点的作用,和c7还形成了高频信号负载电阻作用,也是整个高频振荡回路的一部分。C4和L形成并联谐振回路，起到选择振荡频率的主要作用，改变c4的容量或者改变L的形状（包括线圈），可以方便的改变发射频率。C6是高频信号输出耦合电容，目的是为了让高频信号变成无线电波辐射到天空中。因此，天线最好垂直向上，长度最好等于无线电波频率波长（或着整数倍），四周应该开阔，不要有金属物阻挡。说明;波长等于频率的倒数，频率变化，波长也会变化，再说，天线具体的长度还与电路输出阻抗，天线粗细等等有关，在业余情况下，随便接一段电线就行了。C5是反馈电容，电路起振的关键元件就是它了。分析本电路的高频状态时，集电极是输出，发射极是输入，输出信号通过c5加到输入端，产生强烈的正反馈，自然就产生振荡了。这实际上也就是书中所说的电容三点式振荡电路。C1是电源滤波电容，给交流信号提供回路，减小电源的交流内阻。3.2制作过程现在将所有零件放在工作桌上，逐个零件分清楚其数值，然后分类按次序排列好，这佯做很有条理，避免焊错零件。锡线方面最好采用特细0.6lmm的树脂（松香）锡线，因其身细，焊接起来很快并易上锡，到最后调整频率的时候，就要藉着将线圈前后压缩或者拉长，改变输出频率。如您的线圈用漆包线做的话，须把线的两头上的漆皮剥掉，然后上一点锡。现在可依照指示的零件安放位置焊接底板，先从电阻开始、跟着电容、晶体管、线圈和话简，电阻直立于底板上，但保持高度至最少限度。晶休管之管脚应尽插入底板，以至管的高度没有突出。您是否奇怪电路为何不工作？装机后有多少次发觉电路不能正常工作？请不要责备自己，或者又对那本教您的杂志破口大骂，许多时候是由于所谓误差导致的。制造厂制造出来的所有零件都有其数值，但这个数值只是落在差额之内，而非印在其上的正常值。这个差额度称为误差，假若误差说是5％。这表示该零件之实际数值会在其标示值下的5％与以上的5％之间的任何一处。误差常应用在电阻、电容、晶体管及其他元件如话筒、线圈及集成电路。然而，还有另一因素，称之为界限，每个元件在电路中，对该场合都有一个容许值范围，只要该值依旧在该范围之内，又或者在这些界限之内，电路就适当的工作，选择每一元件的时候，－般是在这范围的中间。大多数电路并非严格限制，如从指定元件中选择另一个较高或较低值，一般都工作得不错，假若不成，电路不是很严格限制就是所选之数值很不适当。当您通过杂志向外发表一个线路时，就会有各种不同阶层的人士试制，从各方面来源取得需用的零件。有时他们采用指定之数值，有时他们选择次一个数值。还有，有些零件有1－5％误差，而其他高至标示值的60％，当这些参数差额和界限在任意方式混合之下，您碰到电路不工作是极平常的。就以话筒为例，在3V电源下，有些话简只需用100K负载电阻（R1）就有极良好的灵敏度，其他的可能需用4.7K能取得仅可接受的灵敏度，从外型您不能说出两者的差别，它们看似一样，但在电气特性上就相差得甚远。同样亦可应用在晶体管身上，规格表上也许说明两管特性近于相同，可是，当它们接：电路时，一个工作称意，而另一个工作失灵。只要慎重考虑电路对元件要求，一步步去做，是完全可以成功的。3.3元器件清单名称型号规格数量名称型号规格数量电阻470Ω1电容1000pF1电阻10KΩ1电容22000pF2电阻22KΩ2电容1uF1电阻1MΩ1三极管90142电容18pF1开关————１电容47pF1话筒————１4简易无线话筒电路的调试4.1电路调试所有零件都焊接完毕后，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