通信原理课程设计.docx
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通信原理课程设计
《通信电子线路》课程设计
系别2010级通信工程专业101307*班
题目无线话筒和无线遥控门铃的制作
姓名学号101307412
同组成员
指导教师张松炜赵成马鹏阁王娜
2012年12月19日
任务书
一．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
安排：
1分组:
每组2人
2第1题，每人做1个
3第2题，每组做1个（包括发射机和接收机）
4每组自备5号电池6节
5自备FM收音机
二．设计要求
题目1：
无线话筒的设计与实现
要求一:
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。
要求二：
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。
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。
三．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：
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
一、设计目的：
将声音信号变成无线电波信号，通过无线方式将声音在另一地点用普通FM收音机就可以将声音还原，既具有趣味性，又可以学习电子技术，还可以提高实践动手能力。
二、所用仪器，仪表：
万用表，电烙铁，锡，调频耳机，示波器，电池，镊子，螺丝刀
3、技术指标：
频率范围：
80MHz—108MHz（按电路图参数，只调整线圈匝距）
工作电压：
1.5V–9V
发射半径：
大于100米（３V电压，普通收音机接收，无线话筒天线为50cm长的细导线，在开阔地区做的实验）
四、电路原理图及工作原理：
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、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。
当我们将发射频率调节到FM收音机波段内时，就可以配合带FM波段的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。
五、装配说明：
对照原理图，印刷电路板及元件清单分清各元件，不要急于动手。
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不要搞错。
2、板上的话筒有正负极性之分，和铝制外壳相连接的一极为负极，另一极为正极。
为了能装上线路板，请先加焊两只脚。
3、三极管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。
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、元件位置请不要装错，焊接时间最好控制在2-3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。
六、调试方法及步骤：
先找来FM收（录）音机，打开电源和音量，将频率调在100MHz左右无电台的地方。
给无线话筒电路板通上电源，对准收音机，用螺丝刀（有条件者请用无感螺丝刀，或者参见网站自制）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。
这时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。
建议上述步骤分别在88MHz、98MHz、108MHz附近都试试，这样即使无线话筒发射频率存在较大偏差，收音机也能够收到。
如果收音机仍不能收到，请检查元件有没有装错，元件有没有损坏，电源是否正常。
无线话筒线圈L1匝间距离变近和换容量大一点的电容关联会使发射频率变低；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和太小，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）。
如果你想要更远的传输距商，请给收音机和无线话筒增加更好的天线，并适当升高无线话筒的电源电压。
调节无线话筒中的L2、L3匝间距离可以使距离会达到最远。
选用灵敏度更高、选择性更强的高档收音机可以进行更远距离接收。
7、设计目标完成情况：
利用FM收音机在93.9M，清晰地收到话筒中的声音，然后增大收音机与话筒的距离，测量其最大距离，室内大约为30多米，室外达到90多米，基本达到要求。
八、结果分析：
当使用无线话筒出现无声或者其它声音不正常的现象时，首先要判断故障是无线话筒系统本身，还是扩音系统。
可换用已知正常的话筒对扩音机进行试验，若是正常，说明的确是无线话筒系统有故障；若故障不变，那是扩音系统有故障。
可以用另一支相同型号与频点的正常话筒测试，若是使用正常，表示原先话筒有故障；或以另一台相同型号与频点的收音机测试，若可正常使用则表示原先接收机为故障。
故障1：
故障现象：
无电源显示。
修改：
检查供电系统，发现电源未通，查看电池接触片焊接有问题。
原因：
焊锡虚焊。
解决办法：
重新焊接，故障消除。
原因：
SW1接触不良。
解决办法：
更换SW1，问题解决。
故障2：
故障现象：
电源显示正常，话筒无声。
修改：
电源显示正常，首先检查振荡电路部份，测试Q3电压，发现集电极无电压，说明放大器未起到作用，替换Q3。
电源显示正常，首先检查振荡部份，测试Q3电压，电压正常，若无振荡，替换L2，接收机输出正常。
原因：
L2器件失效，解决办法：
更换L2，问题解决。
电源显示正常，首先检查振荡部份，振荡正常，接收机无输出，替换L3，接收机输出正常。
原因：
L3器件失效，无线话筒因多次摔落或碰撞，容易引起晶振损坏。
解决办法：
更换L3，问题解决。
故障3：
使用时有杂音，信噪比低。
修改：
发射频率稳定准确，供电基本正常，接收本振频率也稳定准确，这说明该机高频部分基本正常，问题应在音频处理和解调部分。
用示波器沿信号通路检测，当检测波形异常，则故障应在在该电容，取下印制板察看，发现电容有只脚虚焊，重新焊接后正常。
原因：
电容有只脚虚焊，引起供电不正常，形成工作时，信号失真。
解决办法：
补焊电容，问题解决。
故障4：
故障现象：
无线话筒声音失真。
修改：
声音失真，引起的原因较多，前提接收正常，首先检查供电部分，电池电压不够很容易引起声音失真和噪声，在电池供电正常的前提下，应重点检查MIC，。
原因：
MIC是精密器件，使用时不够小心，摔落、碰撞，很容易造成无声，或声小或声音不正常，凡是摔过的话筒出现音质不对，首先应考虑更换话筒。
解决办法：
更换MIC，问题解决
题目2：
基于PT2262无线遥控发射机的设计与实现
1．设计目的：
通过该课程的学习，可使我们的综合能力、实验技术、创新思想得到全面提升。
通过课程设计，使我们增强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，增强我们的实践动手能力
2．所用仪器及材料清单：
5号电池示波器电烙铁镊子焊锡螺丝刀万用表
3．工作原理
无线遥控门铃电路由编码信号发射和接收两部分组成其可靠性、抗干扰性优于传统门铃正得到越来越多的广泛应用。
传统的门铃都为有线门铃使用方便极大地方便了大家的生活。
当发射器发射信号时接收器接到所发射的信号并将该信号转变为电压值输入到锁存器里锁存再通过接收器外围的控制电路控制继电器动作使部件工作。
当发射器发射信号时接收器接到所发射的信号并将该信号转变为电压值输入到锁存器里锁存再通过接收器外围的控制电路控制继电器动作使部件工作。
发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。
接收板由超再生振荡接收器完成接受信号功能，再经选频、放大、整形后使得喇叭发声。
当有人按下发射板开关时，发射器开始工作，发射出电磁波信号；接收板产生谐振，经整形、推挽放大使音乐响起。
4．硬件电路及分析：
发射器开关按下时，反相器1和2及相关元件组成振荡发生器，产生32.768KHz低频信号。
过程：
反相器1的1脚开始为低电平，2脚就是高电平，4脚也为高电平。
2脚的高电平经R2对晶体X1充电，充电电流经R2-X1-反相器2的4脚到负极。
充电时间由X1决定，等效电容为200P。
由于X1的充电，X1上的电压逐渐上升，当升至反相器1的翻转电平时，2脚就由原来的高电平转为低电平，4脚也同时转为低电平。
X1开始放电，放电通路为R2-反相器1的2脚-负极。
放电后X1上的电位降低，到一定程度时1脚降为低电平了，输出端又翻转成高电平，再次对X1充电，至此已完成一个充放电过程，即一个振荡周期，4脚输出一次低高变化的电平。
之后振荡一直持续下去，反相器2的4脚就会一直输出高低不断变化的电平信号。
这个信号的频率由晶体决定，为32.768kHz。
这个过程在电路实际工作时完成得极快。
反相器1和反相器2用于产生振荡信号，反相器3-6并联使用，构成输出控制，能提供20-30mA的灌入电流。
反相器3-6的输出端接在发射管Q1的发射极对Q1进行调幅，向外发射电磁波。
7脚输出一串数字编码信号，经Q1放大后由L1向外发射。
D1为LED信号发射指示。
Q1、L1、C3和C1电容组成高频振荡器，振荡频率由印刷电感L和C3及三极管的集电结电容C2决定。
一般为200-270MHz。
Q1的发射极如果直接接在负极时就能产生等幅高频波，再接在反相器的输出端就使输出受32.768KHz振荡信号调制，通过印刷电感L发射信号。
按键每按一次就发射一次。
Q3、L2、C4、C16为超再生振荡接收器，L2为绕制线圈，在直径5mm的骨架上绕制，用0.51漆包线绕3圈，骨架中间用铜芯调节。
当L2的振荡频率与发射端相同时，产生谐振，Q3的超再生信号就受发射端的调幅信号控制，L1为色环电感，阻止高频信号通过。
超再生振荡电路具有自检波功能，检波后的调制信号在R14上产生压降，经R3、C7送入TC4069进行放大，整形再放大，这由三个反相器13和12、11和10、1和2（三级高增益放大器）完成，C8滤波滤除检波后的高频杂波，使用检波后的有用信号信噪比最大。
经三极放大后的调制信号与发射端（低频32.768KHz）同频，X1在电路中起选频作用，同频率的信号能顺利通过，免除了许多不需要的各种外界信号的干扰，选频后的信号送入Q2放大整形，该信号的幅度还较低，经最后两级开路反相放大后输出等幅方波信号。
R21限流，C11滤波，对方波进行平滑滤波，并有数十毫秒的延时，也能消除外界尖脉冲对触发电路的干扰，本电路采用TQ33A1系列三种声音可选择，双音叮咚，西敏寺，爱丽斯。
K1是乐曲选择开关，音乐信号经Q1放大推动喇叭发出优美的门铃音乐声
5．调试方法及步骤：
发射电路和接收电路的安装完成后，要认真检查电路有无错焊,漏焊，短路等不正常现象，并及时更正。
然后先测试近距离的实验，在近距离多次按下发射器按键，如果门铃能够发声，说明电路基本正常。
这时进行远距离实验，本电路的遥控距离应该可以达到20到30米。
如果只在近距离发声或者不发声则应该检查相关电路。
6．结果及分析：
经过忙碌的焊接及调试，发射器和接收器都能正常工作，但匹配时距离只能达到十米。
自己调试时，用螺丝刀转动线圈，然后可增加距离，只是在下一刻就不行了。
焊接的并不完美，且调试时线圈并不匹配。
还需要改进。
7．总结：
通过这次实践，通过组装、调试制作套件使我们快速步入电子设计的大门。
制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁、马虎，对电路的调试要一步一步来，不能急躁。
通过认真的分析和调试，几经矫正与修改，最终总算是完成了所想要的结果。
查找资料时，也了解了一些常见器件的基本原理，通过努力，认真分析电路，把电路的原理搞懂才是真正的明白：
看事物不能表面，要深入其理制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁、马虎，对电路的调试要一步一步来，不能急躁。
焊盘很小，焊时可能会出现虚焊甚至可能造成焊盘铜片脱落的后果。
焊功不好还有可能影响整个电路的稳定性，可能造成中心频率不稳定，部分技术指标难以达标。
在整个电路课程设计过程中我们不断地在遇到问题和解决问题之中盘旋。
例如在硬件制作，电路板的焊接上慢慢元件连接起来的时候，手里握着电焊铁，喜悦溢于言表。
本次课程设计，使我发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高，设计思维也要加强。
当然，在设计电路的艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。
历时这两个星期的课程设计即将在这次的答辩中画上圆满的句号。
这将激发我潜在的动力将我所学的知识来赋予实践。
·本综合实验中，电子技术的实践性强，提高了我们对组装、调试制作套件的动手操作能力。
·在实验操作过程中，有穿插一些基本的元件知识，这使我们更易于完成话筒的制作。
·由于能力和时间的关系，在实践操作后总有些不如人意的地方，譬如功能不全、外观粗糙等等。
但是，本实验重在实践的过程，真正体会了，也就收获了。
教师评语：
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