简易调频无线发射器

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题目__________简易调频无线发射器_________班级__________12工管2班____________学号__________201210410216___________姓名______________穆阳_______________指导_____________江老师______________时间___________2014.06.16____________景德镇陶瓷学院12 电工电子技术课程设计任务书姓名穆阳_________班级___12工管2班_________指导老师江老师设计课题：简易调频无线发射器设计任务与要求查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过30~50个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：1、分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；2、对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；4、对整体电路原理进行完整功能描述；5、列出标准的元件清单；设计步骤1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；4、列出标准的元件清单；5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料参考文献1、藤井信生.电子实用手册.科学技术出版社.2001年8月第一版2、李瀚荪.电路分析基础.高等教育出版社,1992.5.第三版3、李银花.电子线路设计指导.北京航空航天大学出版社，2005.6第一版4、朱力恒.电子技术仿真实验教程.电子工业出版社，2003.7.第一版12 目录1、总体方案与原理说明................................32、音频收集模块）...................43、音频放大模块.......................................54、载波振荡模块.......................................65、直接调制模块...........................76、总体电路原理相关说明......................................87、总电路原理图..........................................98、元件清单；..........................................109、参考文献........................................1110、心得体会..........…………………….................1212 一、总体方案与原理说明图1无线话筒原理框图首先利用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震荡电路，并通过调制电路进行调制，通过三级缓冲放大电路将信号放大，最后将信号发射出去。高频三极管C9018和电容C4、C2、C5组成一个电容三点式的振荡器，三极管集电极的负载C5、L1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的数值（拉伸或者压缩线圈L）可以方便地改变发射频率，避开调频电台。发射信号通过C4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，R1是直流反馈电阻，起到稳定三极管工作点的作用。这种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R3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。电路中K是一个开关，开关可以控制电路的接入与断开，降低耗电、延长电池的寿命。电路还提供了一个电路工作LED指示灯。12 二、音频收集模块一个无线话筒，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MIC，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。话筒采集到的交流声音信号通过C2耦合和R2匹配后送到三极管的基极。另外，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。图2音频收集模块12 三、音频放大模块这个模块是对所收集到的音频信号进行无失真地放大，为下面的调制做准备。因为在自然环境中，由于诸多因素，所收集到的声音（即音频信号）都经过了很多的干扰，因此其所携带的能量都是很微弱的，为了使其能够正常的进入调制模块来与本振进行调制，需要将其音频信号来进行适当的放大来达到相关匹配。另一方面，这个无线话筒也是一个调频发射机，发出的信号又要经过大自然的无数干扰才会得到接收，若原始信号的能量就不够强烈，那么接收端的信号就无从谈起了。所以只有对其原始的音频信号进行充分放大，达到相应要求之后，再发射出去。接收端才能够正常进行解调恢复原始的音频信号。这里的音频放大模块采取的是基本的三极管甲类的放大。R2=10kΩ是三极管的基极偏置电阻，给三极管提供电流，使其三极管始终工作在甲类无失真的放大状态，达到最好的放大效果。R1=30OΩ是直流反馈电阻，是稳定三极管的工作状态。图3音频放大模块12 四、载波振荡模块一个调频信号发射机，载波振荡（即俗称本振）模块更是必不可少的。根据电磁场理论可以知道，通过天线发射的信号需要与天线匹配，即天线的长度要大于信号波长的四分之一。而音频信号的频带是20Hz至20kHz，对应的波长范围是15至15000km。制造出巨大的天线是不合适的，所以我们需要一个高频载波来将我们的音频信息“装载”上去，再进行发送。基于这样的理论基础，我设计的是高频三极管与C2、C3、C5所构成的一个电容三点式振荡器。通过调整L的数值（拉伸或者压缩线圈L）可以方便地改变发射频率。图4音频放大模块12 五、直接调制模块将已经放大的音频相关信号和载波振荡产生的高频载波信号进行叠加，发射信号通过C4耦合到天线上再发射出去。这种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。图5直接调制模块12 六.总体电路原理相关说明上面的就是调频无线话筒的电路图。高频三极管C9018和电容C4、C2、C5组成一个电容三点式的振荡器，三极管集电极的负载C5、L1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的数值（拉伸或者压缩线圈L）可以方便地改变发射频率，避开调频电台。发射信号通过C4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，R1是直流反馈电阻，起到稳定三极管工作点的作用。这种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R3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。电路中K是一个开关，开关可以控制电路的接入与断开，降低耗电、延长电池的寿命。电路还提供了一个电路工作LED指示灯。12 七、总体电路原理图图6总体电路原理图12 八、元件清单元件名称型号参数数目话筒普通驻极体话筒1个电阻R1200Ω1个电阻R210KΩ1个电阻R3120Ω1个电阻R4100KΩ1个瓷片电容C218Pf1个瓷片电容C3,C4,C530pf3个瓷片电容C510pf3个瓷片电容C5100000Pf1个瓷片电容C510000Pf1个三极管90184个细直导线20cm若干条漆包线ψ0.8mm长20cm1条12 九、参考文献1、藤井信生.电子实用手册.科学技术出版社.2001年8月第一版2、李瀚荪.电路分析基础.高等教育出版社,1992.5.第三版3、李银花.电子线路设计指导.北京航空航天大学出版社，2005.6第一版4、朱力恒.电子技术仿真实验教程.电子工业出版社，2003.7.第一版12 十、设计心得体会这个设计过程中，我们花费了大量的时间和精力，更重要的是，我们在学会创新的基础上，同时还懂得合作精神的重要性，学会了与他人合作通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，在同学的帮助下，不断的修改直到符合了自己的要求，终于觉得平时所学的知识有了实用的价值。需要学的东西很多，而且有些东西，比如画电路，并不是在短时间就能掌握的，必需靠长时间的练习去把握，理解。所以任务对我们来说显得很重。但不知道为什么，学校只给我们排了一周的电工实习，我们不得不在实习期间牺牲休息时间，有的时候遇到不好解决的问题就更不用说了。所以一周下来，只有一个感觉，时间紧，任务重。我们期望通过我们的学习能够设计出我们想要的电路图，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过这次课程设计，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，才真正意识到我们只有通过勤奋的努力，才能够真正体会到科技带给人类的幸福。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，直冒青烟，心理还是很紧张的，但是看着自己的元件一个个连接了起来，自己的心里面像吃了蜜一样的甜。终于就这样，像爱迪生发明电灯泡的时候一样，历经千万次的猜想与实验，终于使得这个问题得到了圆满的解决。成功的我高兴地无以复加，只是感觉到劳动最光荣，劳动人民最高尚。通过了这次模拟电子电路课程设计，我才了解到我们所学的只是原来是如此地贴近我们，其实他们就在我们身边，就在我们身边或大或小的地方，甚至是我们不能发现的地方，而并不是我原先所想象的那样遥不可及，总是好像在那种大房子里面的大机器才会用到这些东西，感觉那些是科学家做的事情，对于我们来说是天方夜谭。而如今，我才知道了这一切。我才会，并有这样的动力将我所学的知识来赋予实践。12