调频无线话筒仿真及制作
高频电路课程设计调频无线话筒设计与制作
成绩华中师范大学武汉传媒学院传媒技术学院课程设计题目调频无线话筒设计与制作班级电信B1101姓名学号高频电路课程设计实验报告1.题目，要求●题目：调频无线话筒的设计与制作●要求：（1）载波频率90MHz附近，用收音机FM段接收。
（2）在声音被清晰接收的前提下，发射距离适中。
（3）电源电压3~6V。
（4）音质清晰，发射较远。
2.设计方案这个调频话筒的调频原理是通过改变三极管的基极和发射极之间电容来实现调频的，当声音电压信号加到三极管的基极上时，三极管的基极和发射极之间电容会随着声音电压信号大小发生同步的变化，同时使三极管的发射频率发生变化，实现频率调制。
驻极体话筒可以采集外界的声音信号，灵敏度非常高，可以采集微弱的声音，同时这种话筒工作时必须要有直流偏压才能工作，电阻R1可以提供一定的直流偏压，R2的阻值越大，话筒采集声音的灵敏度越弱。
电阻越小话筒的灵敏度越高，话筒采集到的交流声音信号通过C6耦合后送到三极管的基极。
3.硬件框图信号收集信号放大载波震荡调制调制模块音频收集与放大载波振荡模块4.电路原理图及分析高频三极管C9018和电容C6、C7、C8组成一个电容三点式的振荡器，三极管集电极的负载C8、L组成一个谐振器，谐振频率就是调频话筒的发射频率，根据图中元件的参数发射频率可以在88～108MHz之间，正好覆盖调频收音机的接收频率，通过调整L的值（拉伸或者压缩线圈L）可以改变发射频率，避开当地调频电台。
发射信号通过C7耦合到天线上再发射出去。
R2是三极管的基极偏置电阻，给三极管提供一定的基极电流，使它工作在放大区，R3是直流反馈电阻，用于稳定三极管工作点。
5.制作及调试●制作此次设计的实物用到的元件比较少，使用的是万用印刷电路板，焊接之前设计了一套元件插接方案，所以焊接的时候直接按照图示搭接方案直接焊接所以很顺利完成。
●调试把FM收音机的电源和音量打开，将频率调在90MHz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，用无感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。
无线调频麦克风的设计和制作
无线调频麦克风的设计和制作1. 引言随着无线通信技术的不断发展，无线麦克风已经逐渐成为了音频传输领域的主流。
相比于有线麦克风，无线麦克风具有更高的灵活性和更好的移动性，并且无需担心长距离传输带来的信号损失问题。
本文主要介绍一种基于调频技术的无线麦克风的设计和制作方法。
2. 系统概述本系统主要由三个部分组成：发射机、接收机和麦克风。
其中，麦克风负责声源的采集，发射机将声源信号转换为无线信号并通过天线进行广播，接收机通过天线接收信号并进行解调和放大操作，并将信号通过音频输出接口输出。
3. 系统设计3.1 麦克风麦克风是本系统中最核心的部件，它的质量将直接影响到整个系统的音质和抗干扰能力。
本系统采用了电容式麦克风，它主要由一个电容和一个放大电路组成。
当声波通过电容时，电容的电荷会受到影响从而产生微小的电压变化，放大电路将这些微小的信号放大后输出。
需要注意的是，麦克风的输出信号应该是模拟信号，而不能是数字信号，因为数字信号在传输过程中很容易受到干扰。
3.2 发射机发射机主要由信号源、调制器和天线组成。
信号源负责将麦克风输出的信号转换为高频信号，调制器将高频信号调制成调频信号，天线将调频信号进行发射。
为了实现更高的信号质量和信号传输距离，发射机应该选用合适的天线和调制器，并且进行合适的功率控制。
3.3 接收机接收机主要由天线、解调器、音频放大器和输出接口组成。
天线负责接收发射机发送的无线信号，并将信号送入解调器进行解调，解调后的信号经过音频放大器放大后通过输出接口输出。
与发射机类似，接收机的天线和解调器的选择和功率控制也是非常重要的。
4. 系统制作4.1 麦克风制作麦克风的制作比较简单，只需要选用合适的电容和放大器并进行合适的电路连接即可。
一般可以从电子元器件市场购买电容和放大器，电路连接采用印刷板进行焊接。
需要注意的是，麦克风电路需要进行可靠的接地和屏蔽处理，以减少干扰。
4.2 发射机制作发射机制作比较复杂，需要设计和制作信号源、调制器和天线。
调频无线话筒的制作
调频无线话筒的制作
1.选购合适的无线收发器：选择适合自己使用需求的无线收发器，考虑频率范围、功率、灵敏度等因素。
2.选择合适的麦克风：根据自己需要的声音效果和使用场景，选择合适的有源或无源麦克风。
3.连接麦克风和无线收发器：使用音频线将麦克风和无线收发器连接起来，确保连接稳固。
4.安装天线：将无线收发器的天线安装好，确保天线与无线收发器之间的连接牢固。
5.设定频率和信道：根据无线收发器的操作说明，将无线收发器设定到合适的频率和信道。
6.测试无线传输效果：使用设备提供的耳机或扬声器，测试无线传输效果是否正常。
同时，也要测试无线传输的范围和稳定性。
7.进行必要的调整：根据测试结果，对无线收发器的参数进行必要的调整，以获得最佳的无线传输效果。
8.固定和保护设备：确保无线收发器和麦克风的固定，避免在使用过程中发生松动或摔落。
同时，注意保护设备，避免受到撞击和水分侵害。
9.定期维护和保养：定期检查设备工作状况，及时更换电池、修复损坏的线缆等，以保证设备的正常运作。
总之，制作调频无线话筒需要选择合适的无线收发器和麦克风，并进行连接、设定频率和信道，进行无线传输效果测试和必要的调整，最后固定和保护设备，并定期进行维护和保养。
制作一个高质量的调频无线话筒
需要技术和细心的操作，但随着技术的进步和设备的普及，现在已经有许多成品调频无线话筒可供购买和使用。
实验一调频无线话筒制作
实验一调频无线话筒制作实验目的对于06级同学：1、建立对简单高频电路的感性认识；2、掌握高频电路的制作基础；3、熟悉高频电路的调试和测试方法。
对于07级同学：1、熟悉基本元器件的识别、检测和使用方法；2、熟悉各种测量仪器仪表的使用；3、掌握制作电路的基本方法，熟练焊接；4、掌握电路原理图的识读。
实验原理电路原理如上图所示，驻极体话筒将声音信号转变为电压信号，经电容C6耦合加到三极管基极，本振Q1工作于约88-108MHz频率，频率由振荡线圈L1和电容C2调整，该频率也决定于晶体管结电容、电容器C3及偏压元件，如100Ω射极电阻。
电源接通时，基极电容器C1逐渐充电，而C3则经振荡线圈L1充电，电容C2也充电，线圈产生磁场。
基极电压渐渐上升时，晶体管导通，并将内阻并接在C3两侧。
当电容C1充电至该极的工作电压时，就会发生好几个杂乱的频率，我们假定在靠近工作电压之时基极电压继续上升，电容C3试图阻止射极电压的移动，到电容器内的能量耗尽及再不阻止射级移动之时，基—射极电压降低，晶体管截止，流过线圈的电流也停止，磁场衰减。
磁场衰减，产生一个相反方向的电压，集电极电压反过来上升，并以相反方向电容C2充电，这电压也影响到对C3电容充电，及射极电阻R4上的电压降使到晶体管进入更深的截止。
电容C2充电时，射极电压下跌，晶体管开始导通，电流流入线圈，与衰减磁场对抗。
线圈上电压反转，形成集电极电压下降，这个变化通过电容C2传送到射极上，结果晶体管进入导通，把C2电容短路，周期再开始重复。
所以，Q1在此形成一个振荡，产生88-108MHz的信号。
放大后的音频信号经电容C6耦合加到三极管基极，改变振荡频率，产生所需的FM讯号。
电容C2和电感L1构成谐振选频电路，谐振频率就是电路的发射频率；发射频率经电容C5耦合至天线，要注意的是C5不能太大，否则电路非常容易受外界环境影响，导致振荡频率不稳。
元件选择各元件参数均在原理图中标注，电源VCC电压典型值为6V，实测4-7V均可工作。
调频无线话筒是一种可以将声音或者歌声转换成88
调频无线话筒是一种可以将声音或者歌声转换成88~108MHz的无线电波发射出去，间隔可以到达30~50m，用普通调频收音机或者带收音机功能的手机就可以接收。
将声音调制到高频载波上，可以用调幅的方法，也可以用调频的方法。
与调幅相比，调频具有保真度好，抗干扰性强的优点，缺点是占用频带较宽。
调频的方式一般用于超短波波段。
1、调频无线话筒的框图如下：T2图1 调频话筒框图2、设计原理图：图2 试验原理图晶体管T1和其周围的电路构成高频振荡器，振荡频率由L、C4、C5、T1的结电容决定。
加至T1管基极的音频信号电压，会使c-b结电容随它变化，从而实现调频。
C4可改变中心频率的选择(88~108MHz)。
T1输出调频信号，通过C7耦合到T2管的基极，经过T2管放大后从天线辐射出去。
T2管构成高频放大器，还有缓冲作用，隔离了天线对高频振荡器的影响，使振荡频率更加稳定。
七设计内容1，protel设计（1）电路原理图设计。
按设计原理图进展电路原理图的绘制。
如图3示。
（2）元件及元件封装图4 电感封装〔DIANGAN〕〔4〕pcb板设计。
2，印刷电路板的转印、腐蚀及打孔、上保护层。
3，焊接元器件。
按pcb板图进展元件的焊接。
其中绕制电感规格：直径，匝数14匝，长14mm。
绕制电感用外表镀绝缘漆的漆包线。
4，调试（1）找谐振点。
将天线接至示波器，电路通电后可观察到有正弦波。
该正弦波是由T1管振荡，作为载波。
调整变电容C4，使得波形有最大幅值。
并记下谐振频率。
（2）调频。
将收音机调至谐振频率。
并通过mic测试发射机，进展频率细调，使收音机承受到声音最明晰。
测试得谐振频率为。
（3）发射机工作间隔的测量。
将发射机固定在一段，并不停讲话。
收音机不断远离发射机，直到听到的声音模糊不清。
测量此时发射机和收音机之间的间隔。
测量间隔得发射机工作间隔为30m。
设计中的问题及解决方法、本卷须知1，元件封装设计时容易将KEEPOUT层的边界限漏画。
高频电子技术任务8 调频无线话筒的制作
图8-3
调频信号的波形图
知识链接一
角度调制原理
二、调相信号分析
根据调相波定义，载波信号的瞬时相位随调制信号 线性变化， 即 φp(t) = ωct+kpUΩmcosΩt (8-13)
式中， kp为与调相电路有关的比例常数，单位是rad／v 。令 Δφp(t) = kpUΩmcosΩt则表示瞬时相位中与调制信号成线性变化的部分，称为瞬 时相位的相位偏移量，简称相移。用mp表示最大相移， 则
m f u (t ) max k f Um (8-4)
Δωm表示瞬时角频率偏离中心频率的ωc最大值。习惯上把最大频偏Δωm称为 频偏。
根据瞬时相位与瞬时角频率的关系可知，对式(8-3)积分可得调频波的瞬时相
位
f (t ) (t )dt f u (t ) dt ct f 0 u (t )dt 0 0 c
(8-7)
以上分析表明，在调频时，瞬时角频率的变化与调制信号成线性关 系，瞬时相位的变化与调制信号积分成线性关系。 将式（8-2）分别代入式（8-3）、（8-5）、（8-7）得 瞬时角频率
(t ) c k f Um cos t c m cos t (8-8)
瞬时相位
(t ) ct
k f U m
sin t ct m f sin t
(8-9)
调频信号数学表达式
知识链接一
角度调制原理
uFM Ucm cos(ct m f sin t )
(8-10)
式中，
mf
k f U m
m f m F
(8-11)
为调频波的最大相移，又称调 频指数。mf 值可大于1 。 如图8-3所示，给出了调制信 号、瞬时频偏、瞬时相偏、对应的 波形图 。
无线调频话筒的设计与制作
目录河西学院本科生毕业论文（设计）诚信声明 (1)河西学院本科生毕业论文（设计）开题报告 (2)摘要： (4)ABSTRACT： (4)1引言 (5)1.1无线电技术及无线话筒 (5)1.2无线话筒的分类 (5)1.3无线话筒的发展 (6)1.4无线话筒的运用 (7)2.设计任务与要求 (8)2.1设计任务 (8)2.2设计要求 (8)2.3任务自评 (8)3方案的选择与论证 (8)3.1整体方案设计 (8)3.2具体方案的选择及确定 (11)3.3单元电路的调试与仿真 (14)4电路制作装配 (18)4.1PCB板的制作 (18)4.2电感的制作 (20)5调试仿真及结果分析 (21)5.1实物测试仿真 (21)5.2实物调试 (22)5.3结果分析 (22)6设计总结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)河西学院本科生毕业论文（设计）题目审批表 (26)河西学院物理与机电工程学院指导教师指导毕业论文情况登记表 (27)河西学院毕业论文（设计）指导教师评审表 (28)河西学院本科生毕业论文（设计）答辩记录表 (2)1引言1.1无线电技术及无线话筒随着无线电技术的不断发展，无线话筒已经成为人们生活中所不可缺少的器件，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。
但是随着数以万计的无线电设备的使用以及用户对无线话筒系统需求的增加使广播频率变得拥挤，理解无线话筒系统的设计和操作的概念已经成为一个具有挑战性的问题。
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、内部通讯网络系统、耳内监听系统和其它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。
1.2无线话筒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。
实验四 远距离调频无线话筒
实验四远距离调频无线话筒一、制作目的1．制作远距离调频无线话筒2．加深理解晶体管的特性二、电路器件晶体管3个电容8个电阻8个电源1个话筒1个电感2个三、电路原理及说明电路工作原理如方框图（见图1）所示。
声音信号由驻极体话筒BM接受，并转换成相应的音频电信号，送入晶体管VT1进行音频放大。
晶体管VT2等构成三点式高频振荡器，振荡频率约49MHZ。
VT1输出的音频信号加至VT2基极，使其结电容发生相应变化，从而使振荡频率随之变化，实现频率调制。
被调信号再由VT3进行倍频放大后，输出98HZ的调频无线电波经天线发射出去。
图 1四、制作步骤及调试1．电感线圈需自行绕制。
绕制L1：利用一直径3.5mm左右的圆棒作为模具，用直径0.5mm裸铜丝或漆包线，在模具上绕10圈，脱胎为空心线圈，并将其均匀拉长为8mm，然后在线圈中间（5圈处）焊出一抽头引线。
2．绕制L2：用直径0.5mm裸铜丝或漆包线，在直径3.5mm左右的圆棒模具上绕5圈，脱胎成为空心线圈，并将其均匀拉长为6mm即可。
3．电路板尺寸为35mm×55mm，用单面敷铜板制成，并钻好元器件安装孔。
4．将元器件焊入电路板。
由于驻极体话筒BM自身无引出线，需在其背后接点处焊上两截短导线后，方能焊入电路板。
将电源开关S与电池扣板用导线连入电路板。
天线是一段80mm长的软导线，将其一头焊入电路板的相应位置。
5．该调频无线话筒外壳可用小收音机机壳或小塑料盒改制，在外壳正面面板上部，钻两排小孔作为传声孔；在面板中部开一个小长方形孔作为开关孔，在外壳后盖中部钻一小孔，用于天线引出。
6．电源开关直接固定在外壳上。
电路板应用小螺钉或双面胶垫等固定在外壳中，不使其摇动。
6V层叠电池位于下部，盖上后盖后，电池不应有大的晃动。
7．整机组装结束检查无误后，即可进行调试。
首先调整高频振荡频率，见图2，将C7与VT3的连线临时断开，直接接天线。
对着话筒说话，同时调节L1的匝距，使能在电视机1频道接受到信号（1频道有无节目均可，画面表现为明显的干扰条纹）。
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调频无线话筒设计
课题：
设计调频无线话筒，要求：
（1）载波频率90MHz附近，用收音机FM段接收。
（2）在声音被清晰接收的前提下，发射距离≥5m
（3）电源电压4.5V。
（4）音质清晰，发射较远
（5）设计过程中使用仿真软件进行电路仿真
本次课程设计本小组选择设计制作调频无线话筒，要求是分析高频发射系统各功能模块的工作原理，提出系统的设计方案，对电路进行调试。
在此基础上可进行创新设计，如改善电路性能；故障分析；对系统进行仿真分析等。
这是一款微型调频无线话筒，发射频率在90MHz左右，利用FM调频收音机可以实现短距离接收。
在电路设计的过程中，本小组采用了protel99SE进行电路仿真。
调频无线话筒的设计分析仿真与实物结果
1.调频无线发射机的设计与分析
调频无线发射机将声音信号变成无线电波信号通过无线方式在另一地点用普通的收音机就可以将声音信号还原。
工作原理如下：
调频无线话筒是一种可以将声音或者歌声转换成88~108MHz 的无线电波发射出去，距离可以达到30~50m，用普通调频收音机或者带收音机功能的手机就可以接收。
将声音调制到高频载波上，
可以用调幅的方法，也可以用调频的方法。
与调幅相比，调频具有保真度好，抗干扰性强的优点，缺点是占用频带较宽。
调频的方式一般用于超短波波段。
方案选择：
上图给出了电路的总体设计，该电路由三部分组成：1、音频放大部分；2、高频振荡部分；3、高频功率放大器。
对于音频放大器，采用共射极放大器，高频振荡采用三点式电感振荡器，高频功放采用单调谐丙类功率放大器。
原理图及分析如下：
MIC将自然界的声音信号变为音频信号，经C2耦合给Q的基极进行调制，当有声音信号的时候，三极管的结电极电容发生变化，导致振荡频率发生变化，完成频率调制，即调频。
再经C7 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C10，L6和天线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MIC的偏置电阻，R5为集电极电阻。
R4为基极电阻，给Q1提供偏置电流。
R8为射极电阻，起稳定Q1 直流工作点的作用。
Q2，R6,R9，C4，C5，C13,C14，C5组成三点式电容谐振电路，既高频振荡电路。
R6给Q2提供偏置C4，L1振荡回路，改变其值可以改变发射频率，C13为反馈电容，R9起稳定Q2直流工作点作用，C14起隔直通交作用，Q3，R7，R11，L2，C8，C28组成高频功率放大电路，R7给功率管Q3提供基极电流，C8和L2组成放大调谐回路，和振荡回路在同一频点获得最大输
出功率，发射距离最远。
具体电路的选择：
话筒MIC ：
驻极体小话筒，灵敏度非常高，可以采集微弱的声音信号。
话筒底部有两个接点，用两根粗铜丝焊牢在PCB 印制电路板上。
驻极体话筒具有体积小、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。
属于最常用的电容话筒。
由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。
驻极体话筒具有体积小、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。
属于最常用的电容话筒。
由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。
并且，外围电路中需要有相应的偏置电阻为其提供偏置。
高频振荡调制电路：
Q2，R6,R9，C4，C5，C13,C14，C5组成三点式电容谐振电路。
其功能是产生高频载波信号并进行调制。
L1和C4构成LC 谐振回路。
该回路具有选频作用，其频率由公式计算得出：
f = 1/ [2π*(LC)-1/2]
经C3耦合过来的信号加在VT2基极上，通过基极上变化的电压改变be 结电容，而实现对载波的调制。
由集电极输出经C7耦合到下一级进行功率放大。
天线
对于天线来说，只须设置一根电线（线状天线）。
一般天线的长度设定为电波波长的1/2（为了在天线上产生驻波）。
如果载波频率为80MHz ，那么波长λ为：
8310/ 3.7580c m s
m
f MHz λ⨯=≈=
式中，c是电波的速度（＝光速）。
所以天线的长度为1.9m。
但是，这个电路中如果接1.9m的天线的话，会发射很强的电波，有可能超出电波法所规定的范围。
所以把天线的长度限制在30cm的程度。
2. 仿真结果：
仿真电路图如下：
(1)放大级仿真电路
（2）高频振荡电路
仿真结果：
V0：信号源电压V1：小信号放大后电压V2：高频振荡电路由仿真结果可知，设计的电路符合要求，能够正常工作。
总的电路图仿真如下：
仿真结果如下：
由仿真结果可知，信号源的电压经高频小信号放大器可以放大，虽然理论计算可以保证电路的正常工作，但是仿真结果还是有一定误差。
三点式电容振荡器不能起振。
3.在理论和仿真结果上制作实物：
元器件清单
元器件清单
将电路板焊好后进行调试，调试方法如下：
整机组装完毕，检查无误后，便可通电调试。
首先检测电路是否起振。
先找来FM收音机，打开电源和音量，将频率调到100M 左右无电台的地方，给无线话筒电路板通上电源，对准收音机用无感螺丝刀调节振荡线圈的稀疏，直到收音机传出哨叫，再慢慢移开话筒和收音机的距离，同时调节收音机的音量和调谐旋钮，直到声音最清晰距离最远为止。