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1、电子创新设计与制作实训报告调频麦克风发射器FM Microphone Transmitter目 录一、设计任务与要求2二、方案设计与论证22.1 设计方案一22.2 设计方案二（电路改进）3三、元件选择4四、电路原理分析54.1 音频收集电路54.2 电源及控制电路64.3 音频放大电路74.4 高频振荡调制电路94.5 功率放大电路104.6 总体电路图10五、安装与调试10六、心得体会11附 录12参考文献12一、设计任务与要求制作接收频率在88-108MHz的简易调频麦克风发射器，要求：（1）完成电路原理图并制作PCB板，能够运用所学的理论知识分析和处理实验数据，在其基础上进行电路改进与
2、提高性能；（2）设计间歇编码定时电路提高效率降低功耗。二、方案设计与论证2.1 设计方案一a) 设计框图音频信号输入（麦克风）调频振荡器外部信号输入（耳机）b) 具体电路设计该方案电路比较简单，元件数量较少，但在实际制作中发现其发射频率较低，且其抗干扰能力差，特别是有人靠近的时候，漂频现象比较严重。2.2 设计方案二（电路改进）a) 设计框图低频放大音频信号高频振荡调制功率放大缓冲级b) 具体电路设计该方案在方案一的基础上添加了音频放大、缓冲级和功率放大模块，既放大了原始的音频信号，又提高了其发射频率，抗干扰能力也比方案一强。故最终选择方案二。三、元件选择选频回路的电感L需要自制，我们组用直径
3、1mm的漆包线，在直径为5mm左右的骨架上绕制7圈，抽去骨架成为空心线圈。天线也用直径1mm的漆包线在直径为8mm左右的骨架上绕制18圈，抽去骨架成为空心线圈，并适当拉长即可。MIC1话筒为驻极体式话筒，晶体管Q2：S9014，100；Q1、Q3、Q4：S9018，100，f700MHz；C2、C3、C6、C7、C9-C13选用高频瓷介电容器。四、电路原理分析4.1 音频收集电路图1. 音频收集电路话筒MIC1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，R1的阻值越大，话筒采集
4、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C4耦合和R5匹配后送到三极管的基极。原先设计电路中有两个二极管反向并联，主要起一个双向限幅的功能，二极管的导通电压只有0.7V，如果信号电压超过0.7V就会被二极管导通分流，这样可以确保声音信号的幅度可以限制在正负0.7V之间。但最终调试后去掉了二极管，因为加上二极管后音频输入信号反而不清晰且很弱。4.2 电源及控制电路图2.电源及控制电路电路中发光二极管D1用来指示工作状态，当调频麦克风得电工作时就会点亮，R13是发光二极管的限流电阻。K1是电源开关，调频麦克风不工作时断开，可以减少电池电源的损耗。C13、C14是电源
5、滤波电容，因为大电容一般采用卷绕工艺制作的，所以等效电感比较大，并联一个小电容C13可以使电源的高频内阻降低，减少高频干扰。4.3 音频放大电路图3.音频放大电路此电路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
6、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。经过反复调试后，得出R2=27K，R6=33k才使输出波形不失真。其中R6是负反馈电阻，作用是稳定三极管的工作状态。图4. 仿真音频放大后的波形4.4 高频振荡调制电路图5.高频振荡调制电路及缓冲级高频振荡调制电路由晶体管Q3、电阻R3、电感L1、电容C2、C11、C12等组成。其功能是产生高频载波信号并进行调制。L1和C2构成LC谐振回路。该回路具有选频作用，其频率由公式计算得出：f = 1/ 2*(LC)-1/2经C5耦合过来的信号加在Q3基极上，通过基极上变化的电压改变be结电容，而实现对载
7、波的调制。由集电极输出经C6耦合到下一级进行功率放大。在调频电路和高频放大电路中间加一个缓冲器可以减少两级信号之间的相互干扰 ，增强电路的抗干扰能力。4.5 功率放大电路图6.功率放大电路和天线电路由R11、Q4、C9、L2、C3、C7、R11组成，该部分电路为自偏压电路，无需给b极加偏置电压，高频信号由C9耦合经自偏压电阻R11加到b上放大，电路工作在C类状态。L2和C3组成选频电路，使其谐振在前一级的工作频率上，C7为输出电容，输出高频信号。 4.6 总体电路图图7.总电路图五、安装与调试1. 安装此作品的实物用到的元件较多，所以在焊接之前我们设计了一套元件插接方案，尽量将元件安排紧密，并
8、将所有元件按电路图安插好。由于焊接过程中有一点疏忽，导致刚开始调试时出现问题。但经后来检查并改正，电路就能正常工作了。2、调试先用频谱仪测量电路的发射频率，看到电路发射的高频信号的基波大概在86MHz左右，然后把FM收音机的电源和音量打开，将频率调在86MHz左右无电台的地方。给调频麦克风发射电路板通上电源，对准收音机，用无感螺丝刀调节振荡线圈L1的稀疏（线圈匝间距离），直到收音机传出啸叫声，再慢慢移开话筒和收音机距离，同时适当调节收音机（或者话筒板）的音量、调频旋钮，直到声音最清晰、距离又最远为止。3、实验效果发现在85.6MHz附近的时候效果最好，发射距离在无障碍物时达到10m。六、心得体
9、会经过三周的实训，我们终于小有所成，顺利完成了设计任务，做出了无线调频麦克风发射器，并最终调试成功。在此过程中我们受益颇多。通过这次实践，使我们深入了解了高频电路设计过程中应注意的各方面的内容。比如，元器件要选用适合用于高频电路的；元器件布局要紧密；导线要短；管脚也要尽可能短；电源线要略宽过交流信号线；直流源要干净，用大电容对电源纹波过滤，用好的电容耦合掉电源的高频干扰等等。制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，对电路的调试要一步一步来，不能急躁，在电脑上调试考验了我们的操作水平，而焊功更考验了我们的动手能力。通过这次实践，真正把从书本上学到的知识应用于实践，学会了初步的电子
10、电路仿真设计,虽然过程中遇到了一些困难，但是在解决这些问题的过程无疑也是对自己自身专业知识的一种提高。当最终调试成功的时候也是对自己的一种肯定。此次的设计任务不仅增强了我们在专业设计方面的信心，鼓舞了我们，更是一次兴趣的培养，为我们以后的学习方向的明确了重点。 另外，在这次实训中我们遇到了不少的问题，针对不同的问题我们采取不同的解决方法，遇到不懂的问题时，除向老师同学请教外，我们还利用网上的资源，搜索查找得到需要的信息，最终一一解决设计中遇到的问题。我们能够顺利完成此设计的关键是团队合作，当然知识储备也不能忽略。附 录.元器件清单元器件类型规格数量电阻10K27K1K68K18022K3.9K5.1K5106802.7K33K211111111111开关拨动开关1二极管IN41482LED灯1电容30pF10pF100pF1nF10nF1uF100uF4.7uF22uF331111211三极管S9018S901431驻极体话筒1稳压源3V1漆包线直径1mm30cm导线若干参考文献1 谢俊国 丁向荣.高频电子技术.2007.082 苏士美.模拟电子技术.人民邮电出版社，2005.08.3 康华光 陈大钦.电子技术基础模拟部分（第四版）.高等教育出版社，1998.08
