1、-. z. . - .可修編 .摘 要高頻電子線路系統地介紹了通信系統，特別是無線通信系統中的最根本電路及他們的功能，給出了定性及定量分析這些電路性能的方法。這些電路包括了發射機及接收機中的選頻放大電路、混頻電路、功放電路、振蕩電路、調制及解調電路、鎖相環電路、自動增益控制電路及頻率合成電路。本課程設計的根本目標是：通過理論和實踐教學，使我們了解晶體管工作于高頻時的工作原理，特性參數及微變等效電路，掌握高頻單元電路的線路組成、根本工作原理、分析方法、技術要求及一些典型集成電路的實際應用，并且具備一定的理論水平和足夠的實踐技能，為進一步學習通訊技術的專業知識和職業技能打下根底。關鍵詞 無線調頻話

2、筒；PCB繪圖；電路分析ABSTRACTHigh Frequency Circuit systematic introduction to munication systems, particularly wireless munication systems and their basic function of the circuit, given the qualitative and quantitative analysis of these methods of circuit performance. The circuit includes a transmitter and

3、receiver in frequency selective amplifier, mi*er circuits, power amplifier, oscillation circuit, modulation and demodulation circuits, phase locked loop circuit, automatic gain control circuits and frequency synthesis circuit.The basic design of this course are: the theory and practice through teach

4、ing, so we know when the transistors operate at high working principle, characteristics and micro-dependent equivalent circuit parameters, frequency control circuit of the line unit position, the basic working principle methods, technical requirements, and some typical IC, and have a certain theoret

5、ical level and enough of the practical skills, munication technologies for the further study of e*pertise and professional skills basis.KeywordsWireless FM microphone； PCB drawings；circuit analysis-. z.目錄Contents摘要ii關鍵詞ii緒論4電路介紹電路技術指標5制作與焊接5電路設計單元電路選擇6具體電路選擇7元器件說明8電路仿真Multisim 119調試及故障排除9小結10參考文獻.致謝

6、附錄-. z.- .可修編 .緒論高頻電子線路是一門理論性、工程性和實踐性都很強的課程。學生通過本課程的學習，不但應該掌握必要的根底理論知識，而且還應在分析問題、解決問題和實際動手能力等方面得到鍛煉和提高。對于這些能力的培養，理論教學與實踐教學環節必須密切聯系、互相配合，才會取得比擬好的效果。高頻課程設計是作為高頻電子線路課程的重要組成局部，目的是使學生進一步理解課程內容，根本掌握高頻電子線路設計和調試的方法，增加模擬電路應用知識，培養學生實際動手能力以及分析、解決問題的能力。按照本學科教學培養方案要求，在學完專業根底課電路與電子技術后，應安排課程設計教學實踐工程，其目的是使學生更好地穩固和加

7、深對專業根底知識的理解，學會設計中、小型電子線路的方法，獨立完成調試過程，增強學生理論聯系實際的能力，提高學生電路分析和設計能力。通過實踐教學引導學生在理論指導下有所創新，為專業課的學習和日后工程實踐奠定根底。本次課程設計選擇設計制作調頻發射機調頻無線話筒，要求是分析高頻發射系統各功能模塊的工作原理，提出系統的設計方案，對電路進展調試。在此根底上可進展創新設計，如改善電路性能；故障分析；對系統進展仿真分析等。這是一款微型調頻無線話筒，發射頻率在90MHz左右，利用FM調頻收音機可以實現短距離接收。在電路設計的過程中，本小組采用了NI公司的Multisim 10.0進展電路仿真，并用Altium

8、 Designer 9.4進展原理圖及PCB圖的繪制。電路介紹電路技術指標根本要求：1載波頻率90MHz附近，用收音機FM段接收。2在聲音被清晰接收的前提下，發射距離5m3電源電壓6V。4音質清晰，發射較遠發揮局部：1自制印刷電路板。2設計過程中使用仿真軟件進展電路仿真制作與焊接由于高頻線路中，導線間的干擾較大，為了見效干擾，焊接時要注意導線盡量防止平行，且盡量減少接觸等，接地線連接時要注意獨立接地，以減少干擾。還有很多細小的環節都不容無視，對于高頻電路更是如此，比方：電感不應該平行放置，以免造成互感干擾；天線與金屬外罩不要接觸。為了提高制作效果，在安裝制作前，我們都用萬用表篩選一下各個元件的

9、質量，有條件的話將各瓷片電容用電容表測量一下電容量，這樣就萬元一失了。安裝的先后順序是電感線圈、電阻器、電容器、高頻三極管、話筒和撥動開關、電池卡子。將電阻器、電容器等元件分類集中安裝的目的是減少過失和防止元件的喪失。以上元器件的插裝孔位請認真對照PCB圖來確定。電感線圈的兩個引出端首先刮除外表上的絕緣漆，然后上好錫，插裝時要貼近電路板并結實焊接，如有虛焊，振蕩會不穩定，工作也會不正常。三極管盡可能最后安裝的目的是盡量減少焊接中靜電、熱量對管子的損害，插裝時注意極性同時盡量貼近電路板。 駐極體話筒用兩根導線焊接引出，焊接到電路時注意極性，將焊好線的話筒固定在電池架上。電池正極片和負極簧都插裝在

10、電池夾的相應處，并用紅色、黑色導線分別焊接在正極片和負極簧上，并引出焊接到電路板上。 焊接完畢，仔細檢查電路是否有虛焊、假焊和短路的地方。電阻是否有阻值接錯的，柱極體的正負極是否正確，三極管的e、b、c腳接對了沒有等。逐步分析，發現錯誤及時糾正，以免通電后燒壞元件。電路設計單元電路選擇框圖該電路涉及到的技術有：高頻電容三點式振蕩電路，功率放大器采用共射極接法，增益高，效率高)等，調頻發射電路的方框圖如下：圖3.1調頻無線話筒設計框圖調頻振蕩器低頻小信號局部只是將調制信號不失真的略作放大，直接調頻發射系統中，調頻振蕩器的電路形式主要有晶體振蕩器直接調頻，電抗管調頻、變容二極管調頻。晶體振蕩器直接

11、調頻電路的優點是提高了振蕩器中心頻率的穩定性；電抗管調頻電路與變容二極管調頻電路相比，要復雜一些。考慮到本設計任務要求中心頻率的穩定性不高10-3/分鐘，用LC振蕩器就可到達； 另外，我們選擇了電抗管調頻電路。所謂電抗管，就是由一只晶體管或場效應管加上由電抗和電阻元件構成的移相網絡組成。它與普通的電抗元件不同，其參量可以隨調制信號而變化。電抗管的放大器件可以是電子管、晶體管或場效應晶體管；移相電路也有多種型式如RC或RL移相網絡,其作用是使放大管T1的輸出阻抗Ze=U0/IC具有一個電抗分量*e，當*e隨 而變化時,即可獲得調頻信號。采用不同的移相電路，等效電抗*e可以是電容性的,也可是電感性

12、的。電抗管調頻器的缺點是:振蕩頻率穩定度不高；頻移也不能太大,阻抗 Ze通常還具有電阻分量，這個分量也隨 而變化,使振蕩器產生寄生調幅。電抗管調頻局部是一個電容三點式振蕩器，其中晶體管Q2、電阻R5、電容C4組成的移相網絡即為電抗管，它等效為一個電感，這個等效電感會隨著調制信號的變化而發生變化，從而總的電感值發生相應變化，根據公式f = 1/ 2*(LC)-1/2可知，頻率也隨之變化，最終實現低頻調制信號對高頻載波的頻率調制。這種調頻器的優點是電路比擬簡單，能獲得較大的頻偏；便于做成集成電路。缺點是載頻不能很高，頻率穩定度較低。緩沖隔離級緩沖級通常采用射極跟隨器電路。在電路的最初設計階段，我們

13、小組并沒有添加緩沖器，是經過討論之后，覺得有必要在調頻電路和高頻放大電路中間加一個緩沖器以減少兩級信號之間的相互干擾 ，增強電路的抗干擾能力。高頻功率放大器高頻放大器屬于線性放大器。根據電路所需要的電壓增益和選擇性，來確定電路形式。一般電路形式有單調諧放大器和雙調諧放大器。在對放大器選擇性要求不高的場合，可以選用單調諧放大器。為提高放大器的電壓增益，可以選擇多級放大器級聯的電路形式。要使負載天線上獲得令人滿意的發射功率，而且整機效率較高，應選擇丙類功率放大器。末級功放的功率增益不能太高，否則電路性能不穩定，容易產生自激。因此要根據發射機各局部的作用，適當地合理分配功率增益。要使負載天線上獲得令

14、人滿意的發射功率，而且整機效率較高，應選擇丙類高頻功率放大器。具體電路選擇話筒MIC可以采集外界的聲音信號，這里我們用的是駐極體小話筒，靈敏度非常高，可以采集微弱的聲音，同時這種話筒工作時必須要有直流偏壓才能工作，電阻R4可以提供一定的直流偏壓，R4的阻值越大，話筒采集聲音的靈敏度越弱。電阻越小話筒的靈敏度越高，話筒采集到的交流聲音信號通過低頻放大后耦合到VT2三極管的基極進展頻率調制。三極管VT2采用9018和電容C4、C5、C8組成一個電容三點式的振蕩器，由三極管VT2 9018集電極的負載C5、L1組成一個諧振器，通過C4正反應電容形成三點式諧振振蕩器原理，諧振頻率就是調頻話筒的發射頻率

15、，實際上是一個以諧振頻率為基準的高頻振蕩器。通過調整圖中元件L1的參數可以使發射頻率可以在90MHZ左右，正好覆蓋調頻收音機的接收頻率，通過調整L1的數值拉伸或者壓縮線圈L1可以方便地改變發射頻率，避開調頻電臺。發射信號通過C7耦合到高頻放大器，由高頻放大器進展諧振放大后再通過天線上再發射出去(實際電路設計中我們在功放之前加了射極跟隨器)。由于高頻振蕩器和高頻放大器互相獨立使得發射頻率和發射功率都十分穩定。C7將頻率調制好的載波信號傳遞到VT3進展高頻放大，仔細調整L2的值拉伸或者壓縮線圈L2可使輸出功率最大！距離最遠，整個工作電流最小。其中R1為話筒MIC的偏執電阻，R4為集電極電阻，R5為

16、基極電阻，給Q1提供偏置電流。R6為發射極電阻，用于穩定Q1的直流工作點，Q2,R7,R8,C4,C5,L1,C6,C7組成高頻振蕩電路，R7給Q2提供基極偏置電流，C5和L1形成振蕩回路，通過改變其值可以改變發射頻率，C4為反應電容，R8穩定Q2直流工作點，C7隔直通交，Q3,R9,R10,L2,C10,C11組成高頻功率放大電路，R9給Q3提供基極電流，C10，L2放大調諧回路，和振蕩回路C5、L1調諧在同一頻點是獲得最大輸出功率，發射距離最遠。元器件說明話筒MIC：我們用的是駐極體小話筒，靈敏度非常高，可以采集微弱的聲音信號。話筒底部有兩個接點，用兩根粗銅絲焊牢在PCB印制電路板上。駐極

17、體話筒具有體積小、構造簡單、電聲性能好、價格低的特點，廣泛用于盒式錄音機、無線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒。由于輸入和輸出阻抗很高，所以要在這種話筒外殼內設置一個場效應管作為阻抗轉換器，為此駐極體電容式話筒在工作時需要直流工作電壓。駐極體話筒具有體積小、構造簡單、電聲性能好、價格低的特點，廣泛用于盒式錄音機、無線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒。由于輸入和輸出阻抗很高，所以要在這種話筒外殼內設置一個場效應管作為阻抗轉換器，為此駐極體電容式話筒在工作時需要直流工作電壓。并且，外圍電路中需要有相應的偏置電阻為其提供偏置。高頻振蕩調制電路：該局部由晶體管VT2、電阻R7、R8電感

18、L1電容C4、C5、C6、C7等組成。其功能是產生高頻載波信號并進展調制。L1和C5構成LC諧振回路。該回路具有選頻作用，其頻率由公式計算得出：f = 1/ 2*(LC)-1/2經C3耦合過來的信號加在VT2基極上，通過基極上變化的電壓改變be結電容，而實現對載波的調制。由集電極輸出經C7耦合到下一級進展功率放大。圖3.2高頻振蕩電路功率放大電路：電路由VT3、R9、R10、L2、C10、C11組成，置電壓，高頻信號由C7耦合經自偏壓電阻R7加到b上放大，電路工作在C類狀態。L2和C8組成選頻電路，使其諧振在前一級的工作頻率上，C9為輸出電容，輸出高頻信號。 圖3.3 功率放大電路線圈的制作：

19、選頻回路的電感L需要自制，用直徑0.5mm的導線，在直徑為5mm左右的骨架上繞制假設干圈，抽去骨架成為空心線圈，并適當拉長即可。圖一中，L1與L2都為5圈，圖二中L1為5圈，L2與L3為6圈，目的是讓話筒頻率落在80MHz110MHz。根據電感計算公式可以算出繞線圈數： 圈數 = 電感量* ( 18*圈直徑) + ( 40 * 圈長) 圈直徑單位分別為毫米和mH。電路仿真Multisim 11Multisim是美國國家儀器NI*推出的以Windows為根底的仿真工具，適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。NI M

20、ultisim軟件結合了直觀的捕捉和功能強大的仿真，能夠快速、輕松、高效地對電路進展設計和驗證。憑借NI Multisim中完整的器件庫，您可以快速創立原理圖，并利用工業標準SPICE仿真器仿真電路。借助專業的高級SPICE分析和虛擬儀器，您能在設計 流程中提早對電路設計進展的迅速驗證，從而縮短建模循環。與NI LabVIEW和SignalE*press軟件的集成，完善了具有強大技術的設計流程，從而能夠比擬仿真數據及實際建模測量。通過Multisim和虛擬儀器技術，PCB設計工程師和電子學教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設計和測試這樣一個完整的綜合設計流程。Multisim可

21、以進展復雜模擬/數字電路的仿真、簡單的PCB板設計、簡單的單片機仿真。如圖3-1，我用函數發生器產生一個正弦信號參加到話筒輸入端，看產生的波形。仿真結果如圖3-2、3-3，由于局部原因，參數設置問題只能看到大概的有些頻率變化，而不能看到很完美的波形。調試及故障排除調試：采用電容三點式，簡單可靠，起振容易。但一級放大電路雖然到達我們的設計目標，但是抗干擾等功能仍然有印象，畢竟這是用較少的一些分立元件組成的一個高頻電路。我們將偏置電阻的阻值減小使其對接收靈敏度提高，經測試，到達15.20m的聲音信號仍能正常接收溫度：28，而且這是在有很多電磁干擾的環境下進展的測試，測試效果良好。天線輸出距離選頻回

22、路較遠，由于板子已經焊好，我們使用面包板進展測試，發現天線距離選頻回路越近時，收音機的接收效果越好。經測試還發現，將電源等有源元件與其他元件分開距離較大擺放時，承受的效果較好，頻率較穩定，抗干擾能力提高近20%，頻率抖動不大。為此我們選擇了將天線與電源分在兩邊擺放。故障分析：傳播距離不遠：主要是信號不是很清晰解決：加長天線，使用拉伸式天線；調整L2的線圈匝數。用收音機接收聲音不清晰解決：調整L1的線圈距離小結在此次課程設計中，我充分體會到了熟練運用相關軟件的重要性，不像之前的數電課設，并沒有多少工作在計算機里實現的，就僅僅畫出了電路圖之后用元器件在面包板上搭電路就行了。此次課設絕大多數工作都高度依賴計算機，從仿真到繪制原理圖，再到編制PCB圖，可以說每一步都很困難，每一步都是我一步一個腳印結結實實踩下去的。我們付出了，當然，這一切都在用調頻耳機聽到自己話筒的頻率的那一瞬間得到了實現。對于高頻課設來說，其注重于調試。之前的課設中，只要原理圖沒問題，幾乎不需要什么調試，而對于此次的話筒，調試的過程卻成為了課設