无线话筒与无线遥控门铃课程设计.docx
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无线话筒与无线遥控门铃课程设计
《高频电子线路》课程设计
姓名：
班级：
学号：
指导教师：
同组人员：
2012年12月19日
任务书
题目：
1.无线话筒的设计与实现
2.无线遥控门铃的设计与实现
设计要求：
题目1：
无线话筒的设计与实现
要求：
1.在FM收音机中接收到（即无线话筒的发射信号应能落在88MHz~108MHz频段内）；
2.声音没有明显失真。
3.发射的距离室内达到20米以上，
4.发射的距离室外空旷处达到50－100米。
题目2：
无线遥控门铃的设计与实现
要求：
1.发射的距离室内达到20米以上，
2.发射的距离室外空旷处达到50－100米。
3.发射机与接收机要能配合工作。
时间进度安排：
本设计持续10天（两周），分为三个阶段。
第一个阶段：
做“无线话筒的设计与实现”第1-2天：
理解题目，准备参考资料，理解原理，设计完成相应硬件电路。
第3-4天：
制作电路，进行调试，达到设计目标；
第二个阶段：
做“无线遥控门铃的设计与实现”
第5-6天：
理解题目，准备参考资料，理解原理，设计完成相应硬件电路。
第7-8天：
制作电路，进行调试，达到设计目标；
第三个阶段：
第9-10天：
验收合格后进行答辩。
题目1无线话筒的设计与实现
一.设计目的：
（1）了解无线调频话筒的构成，并设计一小功率调频无线话筒。
（2）理解和掌握无线调频话筒的主要技术指标和测试方法。
（3）根据给出的技术条件和指标，设计无线调频话筒。
（4）能够独立搭接电路、掌握调试技术。
（5）增强对课本理论知识的理解，并提升到实践制作当中，做到了学以致用。
2.所用仪器及仪表：
电阻：
2.2K三个33四个1M一个22K二个
电容：
104四个681二个30四个10二个103三个
33U电解电容一个三极管：
9014一个9018二个
线圈4.5T一个5.5T两个可调电阻470K一个
天线50cm，万用表，电烙铁，
3.工作原理分析：
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C6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2K—5.6K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、C8、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，C8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。
4.硬件电路及其分析：
其中R1为话筒MIC的偏执电阻，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，用于稳定Q1的直流工作点，Q2,R7,R8,C4,C5,L1,C6,C7组成高频振荡电路，R7给Q2提供基极偏置电流，C5和L1形成振荡回路，通过改变其值可以改变发射频率，C4为反馈电容，R8稳定Q2直流工作点，C7隔直通交，Q3,R9,R10,L2,C10,C11组成高频功率放大电路，R9给Q3提供基极电流，C10，L2放大调谐回路，和振荡回路C5、L1调谐在同一频点是获得最大输出功率，发射距离最远。
此电路经过多级耦合放大，起到稳定发射频率的作用。
此电路优点在于能做更大的耦合，且发射频率稳定，不易受外界干扰。
五.调试方法及步骤：
1.电路的调试
排版电路板，然后将所有元件连同天线一并按设计好的电路焊在万能板上，仔细检查后无虚焊等情况。
2.调节发射频率与距离
把FM收音机的电源和音量打开，调节话筒的发射频率，把FM收音机调整到此频率。
给无线话筒电路板通上电源，对准收音机，用螺丝刀调节振荡线圈L1的稀疏（线圈匝间距离），直到收音机传出尖叫声。
再慢慢移开话筒和收音机距离，同时适当调节收音机（或者话筒板）的音量、调谐旋钮，直到声音最清晰、距离又最远为止。
调节L2和L3可改变发射距离，调节L1可改变发射频率。
在经过反复调节后调节再最合适的位置。
经实际测量，发射频率在102MHz到103.2MHz范围飘动，在102MHz，下能收听到最为清晰无线信号。
六.设计目标完成情况：
室内的发射距离达到30米左右，室外的发射距离达到80—90米之间，频率都在102MHz到103.2MHz范围
七.结果分析：
经测试，达到在整个实验室内（约25m直线范围）的声音信号仍能正常接收，空气电磁干扰约为100到200KHz，测试效果非常好。
天线输出距离选频回路较远，但测试时发现天线相对收音机的位置对接收效果有较大影响，且不呈规律性。
测试还发现，将电源等有源元件与其他元件分开距离较大摆放时，接受的效果较好，频率较稳定，抗干扰能力较大，频率抖动不大。
为此我们选择了将天线与电源分开摆放。
但由于存在需多不确定因素和电路自身焊接与设计抗干扰能力不强，故实验不能稳定在一个很好的效果。
题目2无线遥控门铃的设计与实现
一.设计目的：
（1）了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果等。
（2）了解无线电子门铃的形成和用途
（3）了解调频系统的的优点.
培养独立设计电路和验证实验的能力
二.所用仪器及仪表：
三极管9018、9014、8050各一个，发光管一个，电阻3.3K、10K、33K、39K各一个，100K的两个，430K的一个，瓷片电容5个，电感两个，晶振一个，轻触开关一个。
电路板一个，12V电池一个。
三.工作原理分析：
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。
原理框图如图1所示：
音频功放
信号接收端
信号发射端
客人接触开关
图1原理框图
四.硬件电路及其分析：
无线门铃发射器原理图
无线门铃接收器原理图
在发射电路中，C6、C7作为储存电路，在开关接通之后，会储存一部分电荷，以提供给振荡器，使振荡器更容易起振，C1、C2作为耦合电容，将音频信号的输出信号耦合到射频信号振荡器的输入端。
在接收电路中，14引脚连接天线，作为输入端，9引脚连接电阻R8,电容C1，将输出信号耦合到IC2的输入端。
由9引脚输出的低电平使Q2导通。
最后由IC2将音频信号放大，由扬声器SP发出铃声。
五.调试方法及步骤：
发射调整：
装上9v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。
接收调整：
装上电池，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；反之微调L2直到距离最远即可。
六.设计目标完成情况：
基本达到标准，室内发射距离在20米左右。
七.结果分析：
测试发现，结果基本符合标准，但是由于存在需多不确定因素和电路自身焊接与设计抗干扰能力不强，故实验不能稳定在一个很好的效果。
例如距离不稳定，时好时坏，原因可能焊板焊接处接触不良，还有可能是元器件的被放置时由于人为原因导致毁坏。
另外电台的干扰，耳机接收能力的强弱也是很重要的影响因素。
总结：
从初期设想和设计到过程中的实践以及理论分析，都让我们获益非浅，即便我们曾一度在模拟成功但是无法成功发射声音和接收声音，我们仍然不放弃。
对于通信电子线路课程设计来说，其注重于调试。
之前的课程设计中，只要原理图没问题，几乎不需要什么调试，而对于此次的无线话筒，调试的过程却成为了课设中的重要的一环。
在第一次对作品通电后，我们所做的第一件事就是带上自己的调频耳机，在80MHz~110MHz的频段中搜索话筒的频率。
第一次做的时候绝对是有种海里捞针的感觉，一点一点的提高耳机的频率，不断地用手指敲击着MIC,知道听到哪怕是微弱的声音为止才会放心的舒一口气。
对于电感的调整也是我们记忆犹新的。
在对第一块板的调试过程中我们发现其频率在94MHz左右，而本地一个电台正好在这个频率附近，所以干扰相当明显。
经过尝试更改线圈间距和线圈圈数后，终于把频率调到102MHZ，以满足要求。
这次课设中我学会了许多东西，首先第一次自己作出一个无线话筒，在听到收音机传出自己清晰的声音时那种喜悦确实无法言愈。
同时，在多次的上网查找资料的过程中，我也认识到了许多无线方面的电子制作知识，也培养了自己对无线电子的兴趣。
本次实验虽然没有达到多么理想的效果，但经过这次实验的培养，日后相信我们会在电子设计制作方面有更多的学习与研究。
教师评语：
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