实验一调频无线话筒制作

实验一
实验目的

调频无线话筒制作

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, 100Ω 如 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。需要说明的是谐振选频电路 LC 参数的计算,考虑到这方面的知识,这 里给出若干个固定频点所对应的 LC 数值,有兴趣的同学可以查阅相关资料自行 计算,但需要注意,C 的数值要大于 20pF,否则不易起振。 频点 电容值 电感值 88MHz 68pF 0.048uH 90MHz 68pF 0.046uH 93MHz 68pF 0.043uH 98MHz 68pF 0.039uH 106MHz 68pF 0.033uH 电感线圈需要大家自行绕制,其电感数值和线圈材料、线径、线圈直径、匝 数以及线圈长度有关,根据计算,使用直径 1mm 漆包线在直径 3mm 圆棍(可 用基地十字螺丝刀)上密绕 4 匝后脱胎成空心线圈,其电感值在 0.04uH 附近。 注意:所用漆包线在焊接前一定要刮去两头的漆,并上锡。 天线采用长度不小于 680mm 的软导线制成。

组装步骤
1、元件分选 本制作中对偏压电阻要求不高, 使用标称阻值一致的 1/8w 金属膜色环电 阻即可。除谐振选频电路之外,其他电容元件按照标称值选用即可。下面着 重强调谐振电路元件的分选。 由于电容实际参数和标称之间存在一定偏差,加上高频状态下参数漂移 更为明显,因此谐振电容 C2 需要使用 LCR 测试仪进行测量、分选、计算, 以保证谐振频率的准确性,便于大家在接收时迅速找到频点。同时自己绕制 的电感参数一致性差,也可以测量其数值。测量工作请同学们到创新中心完

成。 2、焊接安装 同学们使用通用板或者高频板进行焊接,注意元器件布局,不同模块间 元件不要布局得过于紧密,还要注意各元器件的引脚应该尽可能地短,以免 元件之间互相影响。07 级同学对焊接技术和元器件识别、测量不熟悉的,可 以先补充相关的知识并进行练习后,再进行制作。 3、电路调试。 这次试验的调试占了很大比重,大家一定要借此机会熟悉电路的测试和 调整办法,具体方法根据不同的情况而异,我将安排时间和同学对专门问题 作讲解。 正常情况下,整机工作电流在 10-18mA 之间,在用示波器探头靠近发射 天线时,会在探头上感生出电压信号,可以在示波器上直接观察到,其频率 在 88-108MHz 之间,说明电路已经振荡。在用示波器测试到了信号后,就可 以配合调频收音机搜索相应的频点,测试传声的效果。 如果发射频率超出收音机调频波段的接收范围, 应调整电感线圈 L1、 L2: 用一字螺丝刀拨动线圈,调整每匝线圈间距,可改变线圈电感量,当间距越 大时,电感量越小,对应的谐振频率越高;需要注意,L1、L2 两个电感线圈 需要同时调整,尽量使其参数一致,以达到更好的谐振效率。

选做部分
下面再给出两个电路原理图,分别在原电路基础上增加话筒放大和功率放大 电路。话筒放大电路能明显提高话筒灵敏度,提高输入信噪比,降低背景噪声; 功率放大电路能够提高输出功率,增加发射距离,经实测,发射距离应不小于 100m。

示波器测试图形

天线感应波形,频率 95.69MHz

发射频率频谱


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