无线调频话筒的设计与制作

无线调频话筒的设计与制作 毕业设计成果(产品) 设计题目: 无线调频话筒的设计与制作

二级学院 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导老师 年 月 日无线调频话筒的设计与制作 诚信声明 本人郑重声明:所呈交的毕业设计,就是本人在指导老师的指导下,独立进行设计所取得的成果。尽我所知,除设计中特别加以标注的地方外,设计中不包含其她人已经发表或撰写过的研究成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名: 指导教师签名: 年 月 日 年 月 日

目 录 1 设计背景 ............................................... 0 1、1无线电技术及无线话筒 .............................. 0 1、2无线话筒的发展与运用 .............................. 1 1、3无线话筒准用频段 .................................. 2 2 设计任务与设计方案 ..................................... 3 2、1设计任务与要求 .................................... 3 2、2设计方案选择与论证 ................................ 3 3 无线调频话筒硬件电路设计 ............................... 6 3、1设计注意事项...................................... 6 3、2无线调频话筒硬件电路 .............................. 7 4 印刷电路板的制作 ....................................... 7 4、1 Protel DXP 2004软件介绍 .......................... 7 4、2 PCB板的制作流程 .................................. 9 5 安装与调试 ............................................ 15 5、1元器件的检测..................................... 15 5、2焊接与装配 ...................................... 16 5、3实物调试 ........................................ 17 5、4设计与制作过程中出现的问题及解决方法 ............. 18 总 结 .................................................. 19 参考文献 ................................................ 19 无线调频话筒的设计与制作 摘 要

在整个录音音响系统中,第一个重要环节就是话筒。话筒的重要性就是人们时常谈论的话题。话筒的争论往往就是最激烈而革命性的,从电子管到晶体管、从动圈到电容等。话筒又分为有线话筒与无线话筒,无线调频话筒系统简单、成本低廉,音质优美。 无线调频话筒的原理就是将声音通过麦克风转化为音频电信号,通过改变结电容来改变高频振荡器的输出频率,产生调频波,通过高频放大与选频,最终由天线辐射。整个电路使用Protel DXP 2004 软件设计,并最终做成一块8cm*5cm PCB板,通过焊接、装配、调试完成设计产品,使用普通调频耳机在82MHz～108MHz的频率范围,话筒中心10米范围内能正常接收。该设计具有电压低,受话灵敏,制作简易等特点。

关键词: 调频;振荡电路;印刷电路板无线调频话筒的设计与制作 1 设计背景 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不可缺少的电子设备,无线话筒系统在广播、电影、戏剧与舞台制作以及公司与教育场所都就是一个重要的组成部分。但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,理解无线调频话筒系统的设计与操作概念已经成为一个具有挑战性的问题。 由于可用频谱变得越来越少,在北美DTV(数字电视)广播的出现使得无线话筒系统的运行变得更加复杂,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、耳内监听系统与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就是前所未有的。 无线调频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调频话筒的接收方式来分类等。 1、按照发射使用频率分类 (1)FM无线话筒:工作原理就是利用FM收音机来接受,这一无线话筒的特点就是系统简单,成本低廉,但就是现在已经逐渐被淘汰,原因就是使用效果不佳,不能满足专业品质的要求。 (2)VHF无线话筒:这一无线话筒可分为低频段与高频段两类型,现在人们常常使用的就是高频段无线话筒,高频段无线话筒就是频率较高,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,且受其她电器的杂波干扰又大为减少,电路设计极为成熟,零件普遍价格低廉,现在这样的无线话筒已经就是当今市场的热门机种。 2、按照无线话筒的振荡方式分类 (1)石英晶振式话筒 它的特点就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,就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能固定一个频率配对使用,因此无法改变或调整使用频率。 (2)相位锁定频率合成技术的话筒 它的特点就是话筒采用PLL(频率锁相环)的电路来设计的,避免无线话筒在使用中受到其她信号的干扰而无法使用,或为了同时使用多支话筒的场合,具有随时方便有快速的改变频道这一功能。 无线调频话筒的设计与制作 1、2无线话筒的发展与运用 1、无线话筒的发展 无线话筒由一开始简易的一个无线调频发射器与无线调频接收器到现在的采用专门的PLL技术,这其间大致经历了三个阶段。 (1)简易调频发射与接收 最初人们为了摆脱话筒线缆的羁绊,想到了类似调频广播的发射与接收原理,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接收然后放音。但就是这种方式下的无线话筒的音质、稳定性、抗干扰能力均不能满足需求。 (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影响就是很大的,所以频率也不可能很高,一般只能在200MHz,在这样的频段,极易受到其它信号干扰,此时便出现了采用石英振荡体的发射与接收电路。石英晶体的振荡频率就是非常稳定的,由它组成的无线话筒发射与接收器,工作起来较为稳定,与此同时,其工作频率可在V段(30MHz~250MHz),U段(200MHz~1000MHz)内,外界对其干扰不严重,因此给无线话筒的使用带来了较好的效果。 但就是在使用上,由于石英晶体的振荡频率就是不可调的,因此对于一套无线话筒来讲,它的发射与接收频率就是固定的,而且要求一一对应,十分的不方便,如果在某地刚好在这频点上存在干扰,那么该无线话筒就无法使用了。 (3)采用PLL接收的无线话筒 PLL就是频率相位锁定环路的英文字母缩写,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,满意的接收信号,在此频带内,还可以任意切换工作频道。理论上,在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作为频道解析度,则可以切换193个频道,至于频道数的多少与接收机的频道及频道解析度有关。 2、无线话筒在日常生活中的用途 (1)无线话筒:用户在唱歌、讲话或者表演时可以360度的任意转动与移动, 不会有电线绊脚、扯后腿。 (2)无线助听器:具有比较好的隐蔽性与安全性,可在远处用收音机耳机收听。 (3)无线报警器:实现一定距离的无人值守。例如可以在二楼监听一楼之门锁声音,起防盗报警器的作用。 (4)无线电子门铃:由于可无线传播声音,因此也可以无线传播门铃声音,配对还可以改装成无线对讲机。 (5)电子助听器:通过调节收音机或者话筒的音量,将声音放大后在送入耳机,无线调频话筒的设计与制作 可以有效改善老人听力。 (6)声控小彩灯:将大功率功放输出端的音响改接成瓦数相当的6V、12V汽车电灯泡,调节音量合适位置。 (7)小型广播电台:适合学校工厂等单位自行举办各种节目,可以播放音乐、新闻、通知等,用收音机听。 因为无线话筒在生活中的广泛用途,所以对无线话筒的研究以及设计都具有很重要的意义,可以使我们对电子设计产生很大的兴趣。所以这次设计我制作了一款简易的FM调频无线话筒,设计要求话筒采用调频的方式发射信号,要求频率稳定,发射距离较远。

1、3无线话筒准用频段 无线电波可以在空间自由传播,不受用途与地域限制,因此造成各种无线电设备的频率交叉重叠。如果不加以规定与约束,不可避免地会产生相互干扰,影响正常的通信。为此,世界上无线频率管理部门对无线电频率的使用范围作了统一规定,使它们之间的相互影响降到最低。无线话筒使用的频段有: 1、VHF甚高频波段 VHF 频段的频率范围为30MHz～300MHz,波长为10m～1m,通常称为“米波”,广泛用于调频广播、电视频道、民用对讲机与传呼机。频道占用极为拥挤,工业干扰源多。分配给无线话筒VHF频段的频率范围为169MHz～230MHz,共占有61MHz 的可用频带。与电视6～12 频道占用的频率范围相同。在61MHz 可用频带内,无线话筒又把它分成三个波段,VHF(A)为169MHz～185MHz;VHF(B)为185MHz～200MHz;VHF(C)为200MHz～230MHz。 2、UHF超高频波段 UHF 频段的频率范围为300MHz～3000MHz,波长为1m～0、1m,通常称为“分米波”,主要用于电视频道、移动电话、微波通信与军用雷达等。分配给无线话筒的频率范围为690MHz～960MHz,占有270MHz 的可用频率范围,就是VHF 频段的4、5 倍,因此可设置更多的无线话筒通道,并且干扰源少。在UHF 频段中,无线话筒还分配到另一个更高的民用通信频段, 即2300MHz～2400MHz,简称2、4G 波段。此频段的干扰源最少,但设备的生产成本高。