无线话筒课程设计

2 电子设计软件eda介绍………………………………………………………………………3

2.1 protel简介…………………………………………………………………3

2. 2 multisim简介………………………………………………………………………………3

3 电路原理及其说明…………………………………………………………………4

3.1 电路原理框图………………………………………………………………………4

3.2 电路原理图及其说明……………………………………………………………………4

  3.3元件参数的确定…………………………………………………………………5

3.4 电路仿真及结果……………………………………………………………………5

3. 5 PCB板的设计……………………………………………………………………………6

4 元件清单…………………………………………………………………………… 7

5硬件调试结果………………………………………………………………………………… 8

6 心得体会……………………………………………………………………………………  9

7 参考文献……………………………………………………………………………………10

1无线话筒简介

   无线话筒简单地说，它就是一种通过无线电波或其它的方式传输声音的设备。这种设备或电路就其原理而言，在很多产品中以各种形式或名称存在着，如双工的EarMark无线耳机HS-4系列型号就是其中之一。 

  电路板上的电子元件话筒（咪头）先将自然界的声音信号变成音频电信号，这个电信号会去调制电子振荡器产生的高频信号。最后，高频信号通过天线发射到空中。 

  我们将发射频率设计在FM收音机波段，因此可以配合任何FM收音机接收到该高频信号，并从该高频信号还原出声音信号，从而完成各种用途。 

  无线话筒用途： 

1、无线话筒：用户在唱歌、讲话或者表演时可以360度的任意转动和移动，不会有电线绊脚、扯后腿。  

2、无线广播：老师在讲课时进行现场转播，可以无数学生用收音机收叫讲课，大大的增加了听课人数。 

3、无线叫卖器：在街上推销商品时，用无线话筒叫卖具有一定新颖性，会收到比普通话筒好的广告效果 

4、无线抱警器：实现一定距离的无人值守。例如在二楼监听一楼之门锁声音，起防盗报警器的作用。 

5、无线电子门铃：由于可以无线传播声音，因此也可以无线传播门铃声音，配对还改装成无线对讲机。 

8、声控小彩灯：将大功率功放输出端的音箱改接成瓦数相当的6V、12V汽车电灯泡，调节音量合造位置 

9、读忆增强器：和助听器类似，将话筒对准自己，听自己的读书声来排除外界干扰，起集中注意力作用。 

10、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。 

11、电视伴音转发器：看电视时用耳机听可以不影响别人睡觉，但受耳机线长控制。本装置则可以不受此。

2电子设计EDA软件的介绍

2.1 PROTEL简介

PROTEL：PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。早期的PROTEL主要作为印制板自动布线工具使用，运行在DOS环境，对硬件的要求很低，在无硬盘286机的1M内存下就能运行，但它的功能也较少，只有电原理图绘制与印制板设计功能，其印制板自动布线的布通率也低，而现今的PROTEL已发展到PROTEL99，是个庞大的EDA软件，完全安装有200多M，它工作在WINDOWS95环境下，是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server （客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100％布通率。在国内PROTEL软件较易买到，有关PROTEL软件和使用说明的书也有很多，这为它的普及提供了基础。在pcb制作和原理图设计上有很重要的应用。

2.2 MULTISIM简介

Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。Multisim可以进行复杂模拟/数字电路的仿真、简单的PCB板设计、简单的单片机仿真。

    这次设计中我主要运用multisim仿真，还有运用protel设计电路。

3电路原理及其说明

3.1电路原理框图

无线话筒相当于一个无线调频发射机。它主要包括音频收集，音频放大，载波振荡，调制电路，还有天线发射几部分。

图1 无线话筒原理框图

3．2电路原理图及原理说明

图2 无线话筒原理图

上面的就是调频无线话筒的电路图，电路非常简洁，没有多余的器件。高频三极管V1和电容C2、C3、C4组成一个电容三点式的振荡器，三极管集电极的负载C4、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。

    R3是V1的基极偏置电阻，给三极管提供一定的基极电流，使Q1工作在放大区，R4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。

话筒MIC可以采集外界的声音信号，这里我们用的是驻极体小话筒，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，R3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C2耦合和R2匹配后送到三极管的基极。    

电路中K1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。

3.3元件参数的确定

元件参数的选择最主要是LC选频网络的选择。选择一个标称值36pF的电容，由公式f= 1/2*pi,计算得出L=0.115uH.

据此可以算出绕线圈数： 

圈数 = [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ÷ 圈直径 (吋) 

D------线圈直径 N------线圈匝数  d-----线径  H----线圈高度W----线圈宽度

单位分别为毫米和mH。

最后由结果绕制了一个D=5mm，d=0.5mm，N=5，H=12mm的电感。

3.4电路仿真结果

图3仿真原理图

以上是multisim仿真，我用函数发生器产生一个0.3v的正弦信号加入到话筒输入端，看产生的波形。

一下是仿真结果:

图4仿真波形图

由于种种原因，参数设置问题只能看到大概的有些频率变化，而不能看到很完美的波形。

3.5 PCB板的设计

图5无线话筒PCB图

无线话筒要能工作还得加上外部电路才能进行。电源设置为1.5v，即1节干电池。

4元件清单

此次设计的实物用到的元件比较少，并且买到了印刷电路板，所以在焊的时候没有遇到什么大的问题，就是电感的确定遇到了一点问题。原本还应附上实际的电路运行结果，还有调试结果。但是由于条件有限，所以并没有做实际的测试。只是测试了一下效果，但是测试出来的结果很理想，达到了6-9米接受的距离，频率95.6Mhz。不过这次电路选择的时候也比较简单，也没有加滤波电路，和限幅电路，有这样的效果我已经很满意了。但是由于时间的关系我们也没能好好的该进。

在将来的设计中我们会慢慢的改进，慢慢的努力。相信在不久的将来我们会设计出更好的电路，会设计出声音更加清晰，接受距离更远的调频无线话筒。

6总结心得

7参考文献

1  刘泉    通信电子线路   武汉： 武汉理工大学出版社 2005

2  杨霓清  高频电子线路实验及综合设计  黑龙江：机械工业出版社2007

3  高吉祥   高频电子线路    北京：电子工业出版社 2007 

4  于海勋, 郑长明.    高频电路实验与仿真    北京：科学出版社 2006

5  宋树祥, 周冬梅     高频电子线路    北京： 北京大学出版社 2007