高频无线话筒课程设计

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'高频无线话筒课程设计'
一.论文研究目的及意义:由于当今无线电通讯技术的进步,无线话筒的普及和广泛使用,怎样才能更 好地发挥它们的优越作用,提升无线话筒产品的品质及功能,达到普遍实用的领 域,触发消费者对这项产詁的逐渐爱好及普遍应用。研究口的:1?了解无线话筒的构成,并设计一个小功率无线话筒2. 理解和掌握无线话筒的主要技术指标和设计方法3. 根据给出的技术条件和指标?设计无线话筒4. 增强对课木理论知识的理解.并提升到实践当中去做到学以致用 研究意义:无线话筒在现实生活屮应用I?分广泛,调频无线话筒因为没有传输电缆的束 缚,可以口由移动,使用灵活方便,广泛用于各种会场、剧场、广场演出、娱乐 屮心、体育比赛场馆,以及广场演出和家庭卡拉OK演唱。对于电了制作爱好 者,自己动手做一个无线话筒是一件-| ?分愉快的工作。调频无线话筒主要就是将 基带信号调制成高频信号,然后利用天线将信号发射出去,使接收机能够较好的 接受到信号。但由于制作技术与制作水平的限制,无线话筒的稳定性,发射距离, 发射功率都会成为很大的问题。所以需要设计-?款高灵敏调频无线话筒做简要研 究,利用驻极体话筒來收集微弱的信号,再通过预加重电路和咅频放大电路对咅 频信号放大,然后将咅频信号调制到高频上,可以增加信号的抗干扰性,最后经 过高频功放电路,提高信号的功率来增加发射距离,利用天线发射出去。二.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):木次设计选择设计制作调频无线话筒,简单地说,他就是一种通过无线电波 或其他方式传输声音的设备。电路板上的电子元件话筒先将自然界的声音信号转变成音频电信号,这个 信号会去调制电了振荡器产生高频信号。最后,高频信号通过犬线发射到空中。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,并从该高频信号述原出声音信号从而完成各种用途调频收咅机的调频接收范围是88-108MHZo无线话筒将声咅调制在这个范围.以便于利用FM收咅机接收信号。如图所示,无线话筒主要由以下儿部分组成:拾音器(话筒头)、音频放大电路、调频振荡电路、射频放大电路以及天线。拾音器拾取牛源活人说话的声音频率在20Hz-20kHz,转换为响应的电信号。 拾音器输出的点评很低不足以驱动调频振荡电路,需要将其放大,以提高电平, 咅频放大电路完成此功能调频振荡电路是话筒的核心部分,他将低频的音频信号(不适合无线传输) 转换成适合无线传输的射频信号,从而将音频信号的信息加载到射频信号上,此 过程即为调制;巴捕詤鹬实囊蠛芨,采用频率调制在调频过程中,没有咅频 信号输入时,调频震荡部分产生的射频信号是具有固定频率的波形——载波:当 输入音频信号吋,射频信号不再是固定的频率,而是在载频上下很快的来冋移动, 即调频波。以载频为基准,射频信号频率向高或向低偏移,产生频偏。咅频信号 频率越高,射频信号的频率围绕载频来冋变化的速度也就越快:音频信号的幅度 变大,射频信号的频偏也就增大。因此,咅频信号的信息只包含在射频信号的频 率变化中,射频信号幅度的波动不会破坏包含在在射频信号中的咅频信息。接收 机检测到射频信号的频率变化,便可获取相应的音频信息。射频放大电路把前级电路送来的射频信号进行放大,提升发射功率,使信号 发射到足够远的距离,同时将天线和调频振荡电路隔离开,减小天线对高频振荡 频率的影响。1.绪论1.1无线话筒概述无线话筒,简单地说,它就是i种通过无线电波或其它的方式传输声音的设备。这种设备或电路就其原理而言,在很多产品 中以各种形式或名称存在着,如双工的EarMark无线耳机HS-4 系列型号就是其中之一。电路板上的电子元件话筒(咪头)先将自然界的声音信号变 成音频电信号,这个电信号会去调制电子振荡器产生的高频信 号。最后,高频信号通过天线发射到空中。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,并从该高频信号还原出声音信号, 从而完成各种用途。早期的无线话筒是采用FM调频来实现的,后来采用石英晶 体振荡器产生发射与接收精确稳定的固定频率,这种话筒及接收 机只固定单一个频率配对使用。现在专业的无线话筒都是采用频 率合成方式,可以在预设的带宽内任意切换所希望的工作频道, 从而达到避免受坏境干扰又能实现同时使用多支无线话筒。1.2设计目的及意义1) 培养学生正确的设计思想,理论联系实际的工作作风,严 肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。2) 锻炼学生口学软件的能力及分析问题、解决问题的能力。3) 通过课程设计,使学生在理论计算、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。4) 巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。3无线话筒基本原理与方案设计3.1设计方案原理构思3.1.1设计主要原理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。接收方的天线接收无线电信号,把此信号送到接收器。接收 器将此无线电信号转变为原來的语音,再由扩音器放出来,此时 就可听见原來的语音信号。只要无线电发射和接收信息的频率相 同,接受设备就可以接收到无线电发射设备所发出的信息。3.1.2设计电路原理框图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MIC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,用改进型的电容 三点式振荡电路,即西勒振荡器产生高频振荡,并通过调制电路 进行调制,通过三极管缓冲放人电路将调制信号进行放人,最后 通过天线将已调信号发送出去。此时就可以用调频收音机清楚地 接收到音频信号。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无线话筒总体设计电路图 无线话筒总设计电路如图2所示:R1R9A/W100QFC1伽s-lb10UFc4十1nF2koev=A1 o 6R WK45PF4731AIs皆w 16M C " 丄叫 u90n即FC9 R6R8A/W33kOLED1 D2-?! K—泌 1S15532C1山n占:Q2 T2N2222A图2总原理图3.3各模块电路分析3.3. 1声音拾取电路一个无线话筒,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,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。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。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O最后再通过阻抗非常高 的场效
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