通信電子線路課程設(shè)計--無線門鈴和無線話筒

1、<p>　　通信電子線路課程設(shè)計</p><p>　　2012 級 通信工程 專業(yè) 班級</p><p>　　題 目 無線遙控門鈴的設(shè)計與實現(xiàn) </p><p>　　無線話筒的設(shè)計與實現(xiàn) </p><p><b>　　2015年1月4日</b

2、></p><p><b>　　任務(wù)書</b></p><p>　　題目1：無線話筒的設(shè)計與實現(xiàn)  </p><p><b>　　設(shè)計要求： </b></p><p>　　在FM收音機中接收到（即無線話筒的發(fā)射信號應(yīng)能落在 88MHz~108MHz頻段內(nèi)）；&

3、#160;</p><p>　　聲音沒有明顯失真。 </p><p>　　3.發(fā)射的距離室內(nèi)達(dá)到20米以上</p><p>　　4.發(fā)射的距離室外空曠處達(dá)到50－100米</p><p><b>　　一、設(shè)計目的： </b></p><p>　　將聲音信號變成無線電波信號，通過

4、無線方式將聲音在另一地點用普通FM收音機就可以將聲音還原，既具有趣味性，又可以學(xué)習(xí)電子技術(shù)，還可以提高實踐動手能力。</p><p>　　所用儀器，儀表：  </p><p>　　萬用表，電烙鐵，錫，調(diào)頻耳機，示波器，電池，鑷子，螺絲刀 </p><p><b>　　三、技術(shù)指標(biāo)： </b></p>

5、<p>　　頻率范圍：80MHz—108MHz   （按電路圖參數(shù)，只調(diào)整線圈 </p><p>　　匝距） 工作電壓：4.5V        </p><p>　　發(fā)射半徑：大于100米（３V電壓，普通收音機接收，無線</p><p

6、>　　話筒天線為50cm長的細(xì)導(dǎo)線，在開闊地區(qū)做的實驗）</p><p>　　四、無線話筒電路參考原理圖及工作原理： </p><p>　　MIC先將自然界的聲音信號變成音頻電信號，經(jīng)C2耦合給Q的基極進(jìn)行調(diào)制，當(dāng)有聲音信號的時候，三極管的結(jié)電容會發(fā)生變化→振蕩頻率發(fā)生變化，完成頻率調(diào)制，即調(diào)頻。再經(jīng)C8耦合給高頻調(diào)諧放大電路對已調(diào)制的高頻信號放大，再通過C12、L3和天線

7、TX向外發(fā)射頻率隨聲音信號變化而變化的高頻電磁波。 其中R1為話筒MIC的偏置電阻，一般在2K—5.6K選取。R4為集電極電阻。R5為基極電阻，給Q1提供偏置電流。R6為發(fā)射極電阻，起穩(wěn)定Q1直流工作點的作用；Q2、R7、R8、C4、C5、L1、C6、C7組成高頻振蕩電路，R7給Q2基極提供偏流，C5和L1振蕩回路，改變其值可以改變發(fā)射頻率，C4為反饋電容，R8起穩(wěn)定Q2直流工作點作用，C7隔直流通交流電容；Q3、R9、R10

8、、L2、C10、C11組成高頻功率放大電路。R9給功率管Q3提供基極電流，C10和L2放大調(diào)諧回路，和振蕩回路C5和L1調(diào)諧在同一頻點時獲得最大輸出功率，發(fā)射距離最遠(yuǎn)。 當(dāng)我們將發(fā)射頻率調(diào)節(jié)到FM收音機波段內(nèi)時，就可以配合帶FM波段的收音機接收到該高頻信號，并從該高頻信號還原出聲音信號，從而完成各種用途。</p><p><b>　　五、裝配說明： </b></p&

9、gt;<p>　　對照原理圖，印刷電路板及元件清單分清各元件。</p><p>　　電阻陶瓷電容不用分正負(fù)極，但是必須注意電阻值和電容量不要 </p><p>　　搞錯。請參見我們電子實驗套件中的介紹的有關(guān)方法。 </p><p>　　板上的話筒有正負(fù)極性之分，和鋁制外殼相連接的一極為負(fù)極另</p><p>　　一極

10、為正極。為了能裝上線路板，請先加焊兩只腳。 </p><p>　　三極管的三只管腳功能完全不同，一定要分清楚。請參見本站電</p><p>　　子實驗套件、網(wǎng)站等相關(guān)電子資料中提供的識別方法。 </p><p>　　元件包中有銅線制作的線圈，它的外面有一層絕緣漆。它是一個</p><p>　　關(guān)鍵的元件，調(diào)節(jié)線圈間距可以改

11、變發(fā)射頻率和距離。 </p><p>　　元件包中含有電路板插針，安裝在關(guān)鍵點后，可以用來’和電子實 </p><p>　　驗套件靈活的配合使用，從而可以做范圍更廣的電子實驗。 </p><p>　　元件位置請不要裝錯，焊接時間最好控制在2-3秒，力求元件安</p><p>　　放到位并且美觀，多次檢查無誤后即可通電調(diào)

12、試、使用。</p><p>　　六、調(diào)試方法及步驟： </p><p>　　先找來FM收（錄）音機，打開電源和音量，將頻率調(diào)在100MHz左右無電臺的地方。給無線話筒電路板通上電源，對準(zhǔn)收音機，用螺絲刀（有條件者請用無感螺絲刀，或者參見網(wǎng)站自制）調(diào)節(jié)振蕩線圈L1的稀疏（線圈匝間距離），直到收音機傳出尖叫聲。這時再慢慢移開話筒和收音機距離，同時適當(dāng)調(diào)節(jié)收音機（或者話筒板）的音量、調(diào)

13、諧旋鈕，直到聲音最清晰、距離又最遠(yuǎn)為止。 </p><p>　　建議上述步驟分別在88MHz、98MHz、108MHz附近都試試，這樣即使無線話筒發(fā)射頻率存在較大偏差，收音機也能夠收到。 如果收音機仍不能收到，請檢查元件有沒有裝錯，元件有沒有損壞，電源是否正常。</p><p>　　七、設(shè)計目標(biāo)完成情況： </p><p>　　利用FM

14、收音機在97.3M，清晰地收到話筒中的聲音，然后增大收音機與話筒的距離，測量其最大距離，室內(nèi)大約為30多米，室外達(dá)到90多米，基本達(dá)到要求。</p><p><b>　　八、結(jié)果分析： </b></p><p>　　當(dāng)使用無線話筒出現(xiàn)無聲或者其它聲音不正常的現(xiàn)象時，首先要判斷故障是無線話筒系統(tǒng)本身，還是擴(kuò)音系統(tǒng)?？蓳Q用已知正常的話筒對擴(kuò)音機進(jìn)行試驗，若是正常

15、，說明的確是無線話筒系統(tǒng)有故障；若故障不變，那是擴(kuò)音系統(tǒng)有故障。     </p><p>　　可以用另一支相同型號與頻點的正常話筒測試，若是使用正常，表示原先話筒有故障；或以另一臺相同型號與頻點的收音機測試，若可正常使用則表示原先接收機為故障。    </p><p>　　故障1：故障現(xiàn)象：無電源顯

16、示。修改：檢查供電系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)電源未通，查看電池接觸片焊接有問題。 原因：焊錫虛焊。解決辦法：重新焊接，故障消除。原因：SW1接觸不良。 解決辦法：更換SW1，問題解決</p><p>　　故障2：故障現(xiàn)象：電源顯示正常，話筒無聲。  修改：電源顯示正常，首先檢查振蕩電路部份，測試Q3電壓，發(fā)現(xiàn)集電極無電壓，說明放大器未起到作用，替換Q3。電源顯示正常，首先檢查振蕩部份，測試

17、Q3電壓，電壓正常，若無振蕩，替換L2 ，接收機輸出正常。原因：L2 器件失效， 解決辦法：更換L2 ，問題解決。 電源顯示正常，首先檢查振蕩部份，振蕩正常，接收機無輸出，替換L3，接收機輸出正常。 原因：L3器件失效，無線話筒因多次摔落或碰撞，容易引起晶振損壞。解決辦法：更換L3，問題解決。 </p><p>　　故障3：使用時有雜音，信噪比

18、低。修改：發(fā)射頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確，供電基本正常，接收本振頻率也穩(wěn)定準(zhǔn)確，這說明該機高頻部分基本正常，問題應(yīng)在音頻處理和解調(diào)部分。用示波器沿信號通路檢測，當(dāng)檢測波形異常，則故障應(yīng)在在該電容，取下印制板察看，發(fā)現(xiàn)電容有只腳虛焊，重新焊接后正常。 原因：電容有只腳虛焊，引起供電不正常，形成工作時，信號失真。解決辦法：補焊電容，問題解決。 </p><p>　　故障4：故障現(xiàn)象：無線話筒聲音失真。修改：聲音

19、失真，引起的原因較多，前提接收正常，首先檢查供電部分，電池電壓不夠很容易引起聲音失真和噪聲，在電池供電正常的前提下，應(yīng)重點檢查MIC。 原因：MIC是精密器件，使用時不夠小心，摔落、碰撞，很容易造成無聲，或聲小或聲音不正常，凡是摔過的話筒出現(xiàn)音質(zhì)不對，首先應(yīng)考慮更換話筒。解決辦法：更換MIC，問題解決</p><p>　　題目2無線遙控門鈴的設(shè)計與實現(xiàn)  </p>&l

20、t;p><b>　　設(shè)計要求： </b></p><p>　　1、發(fā)射的距離室內(nèi)達(dá)到20米以上</p><p>　　2、發(fā)射的距離室外空曠處達(dá)到50－100米。 </p><p>　　3、發(fā)射機與接收機要能配合工作</p><p><b>　　一、設(shè)計目的及意義</b>&l

21、t;/p><p>　　隨著微電子技術(shù)、無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的大幅度提高，人們對居住環(huán)境的安全、方便提出了越來越高的要求，尤其是在智能化住宅中，人們迫切需要一種不僅安全可靠、使用方便等優(yōu)點于一體的智能門鈴產(chǎn)品，因此無線遙控音樂門鈴系統(tǒng)的設(shè)計成為本課題研究的目標(biāo)。</p><p>　　本文介紹了一種新型無線遙控音樂門鈴,它采用具有編碼功能的遙控發(fā)射-接收專用集成電路.結(jié)合高

22、音質(zhì)機電式音樂門鈴做聲源,成為一種聲音動聽、門鈴按鈕與聲源之間免去連線、安裝方便的新型遙控高音質(zhì)門鈴.這種門鈴具有功耗低,電路簡單可靠,抗干擾能力強,遙控距離遠(yuǎn),電路體積小等優(yōu)點,其接收電路連同機電式音樂門鈴為一體,可以隨意放置在室內(nèi)有220V交流電源的地方,還可變換門鈴各種音樂，使聲音悅耳動聽，滿足不同人的生活需要，具有廣闊的發(fā)展前景.</p><p>　　該無線音樂門鈴用HX-2066集成塊來作發(fā)射和接收主電

23、路，該電路用先進(jìn)的脈碼調(diào)制發(fā)射及石英晶振穩(wěn)頻技術(shù)，接收由解調(diào)、放大、整形、聲響電路組成，性能穩(wěn)定，遙控距離遠(yuǎn)，功耗低等特點。</p><p>　　二、所用儀器，儀表： </p><p>　　萬用表，電烙鐵，錫，調(diào)頻耳機，示波器，電池，鑷子，螺絲刀 </p><p><b>　　三、技術(shù)指標(biāo)： </b></p&

24、gt;<p>　　頻率范圍：80MHz—108MHz（按電路圖參數(shù)，只調(diào)整線圈匝 距）工</p><p>　　作電壓：3~12V                       

25、;</p><p>　　發(fā)射半徑：大于100米（３V電壓，普通收音機接收，無線話筒天線 </p><p>　　為50cm長的細(xì)導(dǎo)線，在開闊地區(qū)做的實驗）</p><p>　　四、設(shè)計原理及過程分析</p><p>　?。?）無線門鈴的整個結(jié)構(gòu)</p><p>　　無線的電子門鈴主要包括以下幾個主要部分：觸發(fā)開關(guān)，信號

26、發(fā)射端，信號接收端，音頻功放電路。當(dāng)客人來到家門口時，按下觸發(fā)開關(guān)時，會使信號發(fā)射端發(fā)射出一個調(diào)頻信號，通過信號接收端對調(diào)頻信號解調(diào)，經(jīng)過解調(diào)后的信號通過音頻功放電路發(fā)出悅耳的音樂聲音，提醒主人有客人來訪，主人做出抉擇：開門與否。</p><p>　　原理框圖如下圖所示。</p><p>　　（2） 信號發(fā)射端的設(shè)計</p><p>　　本次設(shè)計的發(fā)射模塊采用振蕩器

27、產(chǎn)生發(fā)射信號，并通過功率放大器放大后發(fā)射出去。設(shè)計的電路框圖如下圖所示。</p><p><b>　　實際電路圖如下：</b></p><p>　　高頻功率放大器用于發(fā)射機的末級，將高頻信號進(jìn)行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機可以接收到滿意的信號電平，并且不干擾相鄰信道的通信。為了確保高頻功率放大器能夠接收到信號的高

28、頻率穩(wěn)定度，在LC諧振電路的輸出極加一個射極跟隨器作為緩沖器。本設(shè)計的發(fā)射模塊采用LC電容三點式振蕩器作為信號的發(fā)生器。</p><p>　?。?）信號接收端的設(shè)計</p><p>　　由圖1可以看出來，當(dāng)客人觸發(fā)開關(guān)后，會使信號發(fā)生端產(chǎn)生一個音頻信號，之后信號接收端接收音頻信號，經(jīng)過處理給音頻功放電路。由于在空間中接收到的都是高頻小信號，為將接收到的高頻小信號放大，必須采用一個高頻小信號

29、放大器，下圖為高頻小信號放大器</p><p>　　接收信號的原理框圖。</p><p>　　實際接收電路圖如下：</p><p>　　高頻小信號放大器是利用三極管的電流控制作用或場效應(yīng)管的電壓控制作用將電源的功率轉(zhuǎn)換為按照輸入信號變化的電流。因為聲音是不同振幅和不同頻率的波，即交流信號電流，三極管的集電極電流永遠(yuǎn)是基極電流的β倍，β是三極管的交流放大倍數(shù)，應(yīng)用這一

30、點，若將小信號注入基極，則集電極流過的電流會等于基極電流的β倍，然后將這個信號用隔直電容隔離出來，就得到了電流(或電壓)是原先的β倍的大信號，這現(xiàn)象成為三極管的放大作用。經(jīng)過不斷的電流及電壓放大，就完成了功率放大。中間是以六集成度的反相器，反相放大后輸出等幅方波信號。最后是以選擇播放音樂的部分，每按一次選擇一次。</p><p><b>　　五、安裝及焊接過程</b></p>

31、<p>　　1、元器件的裝插焊接應(yīng)遵循先小后大，先輕后重，先低后高，先里 后</p><p>　　外的原則，這樣有利于裝配順利進(jìn)行。</p><p>　　在瓷介電容、電解電容及三極管等元件立式安裝時，引線不能太</p><p>　　長，否則降低元器件的穩(wěn)定性；但也不能過短，以免焊接時因過 </p><p>　　熱損壞元器件。一

32、般要求距離電路板面2mm，并且要注意電解電 </p><p>　　容的正負(fù)極性，不能插錯。</p><p>　　集成電路的焊接：TC4096為雙列14腳扁平式封裝，在焊接時，</p><p>　　首先要弄清引線腳的排列順序，并與線路板上的焊盤引腳對準(zhǔn)， </p><p>　　核對無誤后，先焊接1、14腳用于固定IC，然后再重復(fù)檢查，確<

33、/p><p>　　認(rèn)后再焊接其余腳位。由于IC引線腳較密，焊接完后要檢查有無</p><p>　　虛焊，連焊等現(xiàn)象，確保焊接質(zhì)量。</p><p>　　4、焊錫之前應(yīng)該先插上電烙鐵的插頭，給電烙鐵加熱。</p><p>　　5、焊接時，焊錫與電路板、電烙鐵與電路板的夾角最好成45度，這</p><p>　　樣焊錫與電烙鐵夾

34、角成90度。</p><p>　　焊接時，焊錫與電烙鐵接觸時間不要太長，以免焊錫過多或是造</p><p>　　成漏錫；也不要過短，以免造成虛焊。</p><p>　　元件的腿盡量要直，而且不要伸出太長，以1毫米為好，多余的</p><p><b>　　可以剪掉。</b></p><p>　　8、

35、焊完時，焊錫最好呈圓滑的圓錐狀，而且還要有金屬光澤。</p><p><b>　　六、調(diào)試</b></p><p><b>　　1、發(fā)射調(diào)整</b></p><p>　　裝上 12v 電池，用萬用表測發(fā)射電流（電流表跨接再 s 兩端），應(yīng)在 3 到 8mA間，若用手觸摸 C2 兩端時電流應(yīng)大幅升高，說明已起振。 也可以借助

36、電視機進(jìn)行調(diào)整，將頻道開關(guān)置于UHF段的低端13-15頻道段，接通發(fā)射機的開關(guān)S，用無感起子調(diào)節(jié)C2直到電視屏幕上出現(xiàn)黑白相間的細(xì)橫條紋，這說明發(fā)射機已經(jīng)調(diào)好了。</p><p><b>　　2、接收調(diào)整</b></p><p>　　裝上3節(jié) 5 號電池，測量接收整機電流小于 lmA ，按下發(fā)射機開關(guān) S 不放，將發(fā)射機放在待調(diào)的接收機附近，用無感起子微調(diào) L2 如果

37、調(diào)到某點，門鈴發(fā)出聲音，就說明接收機和發(fā)射機的頻率大致相同；反義微調(diào) L2 直到距離最遠(yuǎn)即可。</p><p><b>　　七、故障檢查與改進(jìn)</b></p><p>　　在調(diào)試過程中會遇到很多問題，需要我們進(jìn)行檢查。如當(dāng)接通接收板電源后，音樂就響起，這時通常是Q2短路使輸入信號為高電平，就要檢查Q2三個引腳是否搭焊。另外，在調(diào)試過程中出現(xiàn)問題，請仔細(xì)檢查元器件（如三

38、極管極性、集成塊缺口方向、音樂芯片焊點等）是否接錯，檢查是否搭焊、錯焊、虛焊等。</p><p>　　對調(diào)好的門鈴發(fā)射接收器，你有可能認(rèn)為距離還不能達(dá)到你的要求，只有幾米遠(yuǎn)，你可以再進(jìn)行升級。找一段直徑0.3-0.6mm的漆包線，一端在L2上繞上一圈，另一端彎成環(huán)形一圈，作為外接天線，增強信號接收能力。只要能放入接收盒的外殼不需要很規(guī)則，接收板的接收距離就可以增至10-20米遠(yuǎn)，在家庭使用足足有余。注意了：增加了

39、這個天線后，接收機的頻率還要按前面介紹的方法再次進(jìn)行微調(diào)，是微調(diào)，因為加了天線會使接收的頻率改變一些。</p><p>　　八、安裝使用注意事項</p><p>　　1、安裝應(yīng)遠(yuǎn)離大的金屬體，</p><p>　　2、在20米內(nèi)不要采用相同信道的無線音樂門鈴，以免產(chǎn)生串?dāng)_；</p><p><b>　　總結(jié)： </b

40、></p><p>　　做課程設(shè)計的同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時的學(xué)習(xí)并不能很好的理解元件的功能，所以在這次課程設(shè)計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識。平時看課本時，有些問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計，那些問題就迎刃而解了。制作過程是一個考驗人耐心的過程，對電路的調(diào)試要一步一步來，不能急躁。焊盤很小，焊時可能會出現(xiàn)虛焊甚至可能造成焊盤銅片脫落