通信系统课程设计报告--无线话筒gocs.docx

通信系统统课程设设计报告告 -无线线话筒目 录录1 绪绪论1.1无无线话筒筒简介1.2 开发软软件介绍绍2 设设计需求求及应用用分析3 设设计方案案及工作作原理3.1 设计方方案3.2 工作原原理4 电电路各模模块功能能介绍及及参数的的确定4.1 音频收收集模块块4.2 音频放放大模块块4.3 载波振振荡模块块4.4 发射模模块5 电电路的仿仿真与调调试5.1 电路的的仿真与与调试5.2 误差分分析6 设设计心得得体会附录1 绪论论 1.11 无无线话筒筒简介无线话筒筒它就是是一种通通过无线线电波或或其它的的方式传传输声音音的设备备。这种种设备或或电路就就其原理理而言，在在很多产产品中以以各种形形式或名名称存在在着，如如双工的的无线耳耳机HSS-4系系列型号号就是其其中之一一。 电路板板上的电电子元件件话筒先先将自然然界的声声音信号号变成音音频电信信号，这这个电信信号会去去调制电电子振荡荡器产生生的高频频信号。最最后，高高频信号号通过天天线发射射到空中中。 我们将发发射频率率设计在在FM收收音机波波段，因因此可以以配合任任何FMM收音机机接收到到该高频频信号，并并从该高高频信号号还原出出声音信信号，从从而实现现各种功功能。1.2 开发发环境介介绍软件：PProttel 99 SE通用电子子设计自自动化EEDA（EElecctroonicc Deesiggn AAutoomattionn）已成成为时代代潮流，EEDA的的设计思思想因此此普及。PProttel设设计系统统是一套套建立于于IBMM兼容PPC环境境下的EEDA电电路集成成设计系系统；PProttel设设计系统统是世界界上第一一套将EEDA环环境引入入Winndowws环境境的EDDA开发发工具，是是具有强强大功能能的电子子设计CCAD软软件，以以高度的的集成性性与扩展展性著称称于世。PProttel公公司20001年年推出的的具有PPDM功功能的EEDA综综合设计计环境PProttel 99 SE，是是基于WWinddowss 988/2000/NNT/XXP环境境的电路路原理图图辅助设设计与绘绘制软件件，是具具有原理理图设计计、PCCB电路路板设计计、层次次原理图图设计、报报表制作作、电路路仿真及及逻辑器器件设计计等功能能，是电电子设计计的有用用软件之之一。软件：MMulttisiimMulttisiim是加加拿大图图像交互互技术公公司（IInteeracctivve IImagge TTechhnolligiics简简称IIIT公司司)推出出的以WWinddowss为基础础的仿真真工具，适适用于板板级的模模拟/数数字电路路板的设设计工作作。它包包含了电电路原理理图的图图形输入入、电路路硬件描描述语言言输入方方式，具具有丰富富的仿真真分析能能力。工程师们们可以使使用Muultiisimm交互式式地搭建建电路原原理图，并并对电路路行为进进行仿真真。Muultiisimm提炼了了SPIICE仿仿真的复复杂内容容，这样样工程师师无需懂懂得深入入的SPPICEE技术就就可以很很快地进进行捕获获、仿真真和分析析新的设设计，这这也使其其更适合合电子学学教育。通通过Muultiisimm和虚拟拟仪器技技术，PPCB设设计工程程师和电电子学教教育工作作者可以以完成从从理论到到原理图图捕获与与仿真再再到原型型设计和和测试这这样一个个完整的的综合设设计流程程。Muultiisimm可以进进行复杂杂模拟/数字电电路的仿仿真、简简单的PPCB板板设计、简简单的单单片机仿仿真。2 设计计需求及及应用分分析无线话筒筒用途：1、 无无线话筒筒： 用用户在唱唱歌、讲讲话或者者表演时时可以3360度度的任意意转动和和移动，不不会有电电线绊脚脚、扯后后腿。2、 无无线广播播： 老老师在讲讲课时进进行现场场转播，可可以无数数学生用用收音机机收叫讲讲课，大大大的增增加了听听课人数数。3、 无无线叫卖卖器： 在街上上推销商商品时，用用无线话话筒叫卖卖具有一一定新颖颖性，会会收到比比普通话话筒好的的广告效效果。4、 无无线助听听器： 具有比比较好的的隐蔽性性和安全全性，可可在远处处用收音音机耳机机收听。5、 无无线抱警警器： 实现一一定距离离的无人人值守。例例如可以以在二楼楼监听一一楼之门门锁声音音，起防防盗报警警器的作作用。6、 无无线电子子门铃：由于可可无线传传播声音音，因此此也可以以无线传传播门铃铃声音，配配对还可可以改装装成无线线对讲机机。7、 无无线电子子乐器： 将口口琴、二二胡、吉吉它等乐乐器声音音用收音音机接收收，或用用功放扩扩大播出出，可更更好欣赏赏音乐。8、 电电子助听听器： 通过调调节收音音机或者者话筒的的音量，将将声音放放大后再再送入耳耳机，可可以有效效的改善善老人听听力。9、读书书记忆增增强器:和助听听器类似似,将话话筒对准准自己，听听自己的的读书声声来排除除外界干干扰，起起集中注注意力作作用。10、小小型广播播电台:适合学学校工厂厂等单位位自行举举办各种种节目，可可以播放放音乐、新新闻、通通知等，用用收音机机听。11、电电视伴音音转发器器：看电电视时用用耳机听听可不影影响别人人睡觉，但但受耳机机线长控控制.本本装置则则可以不不受此限限制。3 设计计方案及及工作原原理3.1 设计方方案设计制作作无限话话筒的方方案很多多。这里里的无线线话筒就就相当于于一个无无线调频频发射机机。它主主要包括括音频收收集，音音频放大大，载波波振荡，调调制电路路，还有有天线发发射几部部分。其其发射信信号频率率在8771008MHHz范围围内，这这正是调调频收音音机接收收的范围围。该调调频范围围调频台台很少，可可大大避避免电台台的相互互干扰，同同时该频频段外界界其他干干扰也较较少，还还可以直直接用调调频收音音机作为为接收机机，以方方便制作作。以下下是设计计总框图图。 载波振荡 音频收集 音频放大图3.11 原理理框图3.2 工作原原理图3.22为调频频无线话话筒的具具体原理理图，该该调频话话筒，具具有使用用电压低低、受话话灵敏、制制作简易易的特点点，能拾拾取距话话筒0.5m以以外的轻轻微讲话话声；有有效距离离10mm左右，可可用作电电话教学学的无线线话筒等等。图3.22 调频频无线话话筒电路路原理图图外界声波波通过话话筒MIIC转变变为音频频电压信信号，经经C1耦耦合至由由VT11组成的的微音放放大电路路放大后后，经CC2加至至电容三三点式高高频振荡荡器振荡荡管VTT2基极极，使其其c-bb结电容容变化，振振荡频率率随之变变化，实实现频率率调制。调调制后的的高频信信号经CC7耦合合到发射射天线AANT，并并向外辐辐射。LL1、CC4为调调谐回路路，改变变L1的的匝数与与间距可可改变工工作频率率。MIC选选用小型型驻极体体话筒。三三极管VVT1用用>600的超高高频管，如如90118、33DG556、33DG880等、CC1、CC2为电电解电容容，其余余为高频频瓷介电电容。电电阻均为为1/88碳膜电电阻。LL1用00.40.66mm漆漆包线在在圆珠笔笔芯上绕绕788圈脱胎胎而成。AANT采采用0.5m长长的软铜铜线作尾尾拖天线线。4 电路路各模块块功能介介绍及参参数的确确定4.1 音频收收集模块块一个无线线话筒，则则音频信信号的收收集是必必不可少少的。本本电路中中考虑到到需要做做一个小小巧的无无线话筒筒，因而而直接采采用的是是驻极体体小话筒筒MICC，它灵灵敏度极极高。据据介绍，甚甚至手表表的嘀嗒嗒的声音音也可以以被它收收集到。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，驻驻极体话话筒内实实际藏有有一枚FFET，可可视之为为一级，FFET将将话筒前前振膜之之电容变变化放大大，这就就是驻极极体话筒很很灵敏的的原因。图4.11音频收收集模块块4.2 音频放放大模块块这个模块块是对所所收集到到的音频频信号进进行无失失真地放放大，为为下面的的调制做做准备。因因为在自自然环境境中，由由于诸多多因素，所所收集到到的声音音（即音音频信号号）都经经过了很很多的干干扰，因因此其所所携带的的能量都都是很微微弱的，为为了使其其能够正正常的进进入调制制模块来来与本振振进行调调制，需需要将其其音频信信号来进进行适当当的放大大来达到到相关匹匹配。另一方面面，这个个无线话话筒也是是一个调调频发射射机，发发出的信信号又要要经过大大自然的的无数干干扰才会会得到接接收，若若原始信信号的能能量就不不够强烈烈，那么么接收端端的信号号就无从从谈起了了。所以只有有对其原原始的音音频信号号进行充充分放大大，达到到相应要要求之后后，再发发射出去去。接收收端才能能够正常常进行解解调恢复复原始的的音频信信号。这里的音音频放大大模块采采取的是是基本的的三极管管甲类的的放大。RR2=880K是VTT1的基基极偏置置电阻，给给三极管管提供电电流，使使其三极极管始终终工作在在甲类无无失真的的放大 状态，达达到最好好的放大大效果。电电阻R33=1.3K，其作作用是稳稳定三极极管的工工作状态态.图4.22音频放放大模块块4.3 载波振振荡模块块一个调频频信号发发射机，载载波振荡荡（即俗俗称本振振）模块块更是必必不可少少的。根根据电磁磁场理论论可以知知道，通通过天线线发射的的信号需需要与天天线匹配配，即天天线的长长度要大大于信号号波长的的四分之之一。而而音频信信号的频频带是220Hzz至200kHzz，对应应的波长长范围是是15至至150000kkm。制制造出巨巨大的天天线是不不合适的的，所以以我们需需要一个个高频载载波来将将我们的的音频信信息“装载”上去，再再进行发发送。基于这样样的理论论基础，我我设计的的是高频频三极管管VT22与C33、C44、C55所构成成的一个个电容三三点式振振荡器。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。发射的频频率就是是这个本本振的频频率，则则我们选选择一个个标称的的12ppF的电电容，其其频率是是f=1/2 （44-1）还有根据据选定的的频率代代入上式式可以得得到电感感是L=0.22H （44-2）在最后的的制作中中绕制了了一个DD=2mmm，dd=0.5mmm，N=8，HH=0.22H的电电感。其中D-线线圈直径径 N-线线圈匝数数 dd-线线径图4.33 载波波振荡模模块4.4 发射模模块将已经放放大的音音频相关关信号和和载波振振荡产生生的高频频载波信信号进行行叠加，发射信号通过C7耦合到天线上再发射出去。图4.44 发射射模块5 电路路的仿真真与调试试5.1 电路的的仿真与与调试原理图确确定下来来后，接接下来进进行仿真真。在本本次设计计中我用用Mulltissim软软件进行行仿真。下下面是仿仿真图： 图5.1 电电路仿真真图仿真结果果如下：图5.22 信号号源波形形图 图5.3 发发射端输输出波形形图通过改变变电感LL的值，观观察输出出波形，直直至最佳佳。图5.44 调试试后的波波形5.2 误差分分析本设计中中由于参参数设计计有不完完美的地地方，导导致最终终结果与与理想情情况有不不小的差差距，我我们应当当通过不不断调式式来减小小误差，在在以后的的设计中中要认真真选好各各元件的的参数，争争取误差差达到最最小。另另外，在在计算的的时候很很多数据据都是取取的近似似值，这这样也对对结果产产生了很很大的影影响。可能出现现的故障障分析：故障：传传播距离离不远：主要是是信号不不是很清清晰解决：加加长天线线，使用用拉伸式式天线调调整线圈圈的匝数数6 心得得体会在这次通通信系统统课程设设计中，我我们秉着着学以致致用的原原则，利利用高频频知识设设计了无无线高频频话筒。正正所谓“纸上谈谈兵终觉觉浅，觉觉知此事事要躬行行。”学习任任何知识识，仅从从理论上上去求知知，而不不去实践践、探索索是不够够的，通通过这次次课程设设计不仅仅加深我我们了们们对电子子电路的的认识，而而且还及及时、真真正的做做到了学学以致用用。生活就是是这样，汗汗水预示示着结果果也见证证着收获获。劳动动是人类类生存生生活永恒恒不变的的话题。通通过这次次课程设设计，我我们才真真正意识识到我们们只有通通过勤奋奋的努力力，才能能够真正正体会到到科技带带给人类类的幸福福。在整个电电路课程程设计过过程中，我我们小组组不断地地对所遇遇到的问问题进行行多次讨讨论，这这让我们们真正体体会到团团队的力力量所在在，团队队学习的的高效率率性让我我们彻底底明白人人终究不不是孤立立的，团团队精神神是伟大大的。历时这三三个星期期的课程程设计即即将在这这次的答答辩中画画上圆满满的句号号。回头头看看，不不禁感慨慨众多，没没有想到到我们的的科学家家，哪怕怕是我们们身边的的老师，原原来也是是如此这这般的努努力才能能够换来来今天的的幸福生生活；离离不开你你们这些些辛勤的的工作者者，我们们的身边边这一切切才能够够如此快快捷方便便；没有有了这一一切，我我们不敢敢想象社社会会如如何发展展，难道道是倒退退到那种种封建社社会，还还是奴隶隶时代？并且通通过了这这次课程程设计，我我们才了了解到我我们所学学的只是是原来是是如此地地贴近我我们，其其实他们们就在我我们身边边，就在在我们身身边或大大或小的的地方，甚甚至是我我们不能能发现的的地方，而而并不是是我们原原先所想想象的那那样遥不不可及，总总是好像像在那种种大房子子里面的的大机器器才会用用到这些些东西，感感觉那些些是科学学家做的的事情，对对于我们们来说是是天方夜夜谭。而而如今，我我们才知知道了这这一切。我我们才会会，并有有这样的的动力将将我们所所学的知知识来赋赋予实践践。附录 元件清清单元件参数数量电容C111uF1个电容C221uF1个电容C3310000pF1个电容C4412pFF1个电容C5512pFF1个电容C6620pFF1个电容C7710pFF1个电阻R1110K1个电阻R2280K1个电阻R3313K1个电阻R4415K1个电阻R55821个漆包线（制制作L11）1m1m三极管901331个三极管901881个开关SW SSPSTT1个发射天线线15-225cmm1个驻极体1个1个