郑州航空工业管理学院通信电子线路课程设计 无线门铃和无线话筒

郑州航空工业管理学院通信电子线路课程设计 无线门铃和无线话筒 通信电子线路课程设计 2012 级 通信工程 专业 1213071 班级 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目 无线遥控门铃的设计与实现 无线话筒的设计与实现 姓 名 刘 伟 学 号 121307122 同 组 人 路慈航 指导教师 胡娟 闫利超 邸金红 赵成 张松炜 2015年1月4日 任务书 题目1:无线话筒的设计与实现 设计要求: 1.在FM收音机中接收到(即无线话筒的发射信号应能落在 88MHz~108MHz频段内); 2.声音没有明显失真。 3.发射的距离室内达到20米以上 4.发射的距离室外空旷处达到50,100米 一、设计目的: 将声音信号变成无线电波信号，通过无线方式将声音在另一地点用普通FM收音机就可以将声音还原，既具有趣味性，又可以学习电子技术，还可以提高实践动手能力。 二、所用仪器，仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf : 万用表，电烙铁，锡，调频耳机，示波器，电池，镊子，螺丝刀 三、技术指标: 频率范围:80MHz—108MHz (按电路图参数，只调整线圈 匝距) 工作电压:4.5V 发射半径:大于100米(,V电压，普通收音机接收，无线 话筒天线为50cm长的细导线，在开阔地区做的实验) 四、无线话筒电路参考原理图及工作原理: MIC先将自然界的声音信号变成音频电信号，经C2耦合给Q的基极进行调制，当有声音信号的时候，三极管的结电容会发生变化?振荡频率发生变化，完成频率调制，即调频。再经C8耦合给高频调谐放大电路对已调制的高频信号放大，再通过C12、L3和天线TX向外发射频率随声音信号变化而变化的高频电磁波。 其中R1为话筒MIC的偏置电阻，一般在2K—5.6K选取。R4为集电极电阻。R5为基极电阻，给Q1提供偏置电流。R6为发射极电阻，起稳定Q1直流工作点的作用;Q2、R7、R8、C4、C5、L1、C6、C7组成高频振荡电路，R7给Q2基极提供偏流，C5和L1振荡回路，改变其值可以改变发射频率，C4为反馈电容，R8起稳定Q2直流工作点作用，C7隔直流通交流电容;Q3、R9、R10、L2、C10、C11组成高频功率放大电路。R9给功率管Q3提供基极电流，C10和L2放大调谐回路，和振荡回路C5和L1调谐在同一频点时获得最大输出功率，发射距离最远。 当我们将发射频率调节到FM收音机波段内时，就可以配合带FM波段的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。 五、装配说明: 对照原理图，印刷电路板及元件清单分清各元件。 1、 电阻陶瓷电容不用分正负极，但是必须注意电阻值和电容量不要 搞错。请参见我们电子实验套件中的介绍的有关方法。 2、板上的话筒有正负极性之分，和铝制外壳相连接的一极为负极另 一极为正极。为了能装上线路板，请先加焊两只脚。 3、三极管的三只管脚功能完全不同，一定要分清楚。请参见本站电 子实验套件、网站等相关电子资料中提供的识别方法。 4、元件包中有铜线制作的线圈，它的外面有一层绝缘漆。它是一个 关键的元件，调节线圈间距可以改变发射频率和距离。 5、元件包中含有电路板插针，安装在关键点后，可以用来’和电子实 验套件灵活的配合使用，从而可以做范围更广的电子实验。 6、元件位置请不要装错，焊接时间最好控制在2-3秒，力求元件安 放到位并且美观，多次检查无误后即可通电调试、使用。 六、调试方法及步骤: 先找来FM收(录)音机，打开电源和音量，将频率调在100MHz左右无电台的地方。给无线话筒电路板通上电源，对准收音机，用螺丝刀(有条件者请用无感螺丝刀，或者参见网站自制)调节振荡线圈L1的稀疏(线圈匝间距离)，直到收音机传出尖叫声。这时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、调谐旋钮，直到声音最清晰、距离又最远为止。 建议上述步骤分别在88MHz、98MHz、108MHz附近都试试，这样即使无线话筒发射频率存在较大偏差，收音机也能够收到。 如果收音机仍不能收到，请检查元件有没有装错，元件有没有损坏，电源是否正常。 七、设计目标完成情况: 利用FM收音机在97.3M，清晰地收到话筒中的声音，然后增大收音机与话筒的距离，测量其最大距离，室内大约为30多米，室外达到90多米，基本达到要求。 八、结果分析: 当使用无线话筒出现无声或者其它声音不正常的现象时，首先要判断故障是无线话筒系统本身，还是扩音系统。可换用已知正常的话筒对扩音机进行试验，若是正常，说明的确是无线话筒系统有故障;若故障不变，那是扩音系统有故障。 可以用另一支相同型号与频点的正常话筒测试，若是使用正常，表示原先话筒有故障;或以另一台相同型号与频点的收音机测试，若可正常使用则表示原先接收机为故障。 故障1:故障现象:无电源显示。修改:检查供电系统，发现电源未通，查看电池接触片焊接有问题。 原因:焊锡虚焊。解决办法:重新焊接，故障消除。原因:SW1接触不良。 解决办法:更换SW1，问题解决 故障2:故障现象:电源显示正常，话筒无声。 修改:电源显示正常，首先检查振荡电路部份，测试Q3电压，发现集电极无电压，说明放大器未起到作用，替换Q3。电源显示正常，首先检查振荡部份，测试Q3电压，电压正常，若无振荡，替换L2 ，接收机输出正常。原因:L2 器件失效， 解决办法:更换L2 ，问题解决。 电源显示正常，首先检查振荡部份，振荡正常，接收机无输出，替换L3，接收机输出正常。 原因:L3器件失效，无线话筒因多次摔落或碰撞，容易引起晶振损坏。解决办法:更换L3，问题解决。 故障3:使用时有杂音，信噪比低。修改:发射频率稳定准确，供电基本正常，接收本振频率也稳定准确，这说明该机高频部分基本正常，问题应在音频处理和解调部分。用示波器沿信号通路检测，当检测波形异常，则故障应在在该电容，取下印制板察看，发现电容有只脚虚焊，重新焊接后正常。 原因:电容有只脚虚焊，引起供电不正常，形成工作时，信号失真。解决办法:补焊电容，问题解决。 故障4:故障现象:无线话筒声音失真。修改:声音失真，引起的原因较多，前提接收正常，首先检查供电部分，电池电压不够很容易引起声音失真和噪声，在电池供电正常的前提下，应重点检查MIC。 原因:MIC是精密器件，使用时不够小心，摔落、碰撞，很容易造成无声，或声小或声音不正常，凡是摔过的话筒出现音质不对，首先应考虑更换话筒。解决办法:更换MIC，问题解决 题目2无线遥控门铃的设计与实现 设计要求: 1、发射的距离室内达到20米以上 2、发射的距离室外空旷处达到50,100米。 3、发射机与接收机要能配合工作 一、设计目的及意义 随着微电子技术、无线技术和网络技术的飞速发展以及人们生活水平的大幅度提高，人们对居住环境的安全、方便提出了越来越高的要求，尤其是在智能化住宅中，人们迫切需要一种不仅安全可靠、使用方便等优点于一体的智能门铃产品，因此无线遥控音乐门铃系统的设计成为本课题研究的目标。 本文介绍了一种新型无线遥控音乐门铃,它采用具有编码功能的遥控发射-接收专用集成电路.结合高音质机电式音乐门铃做声源,成为一种声音动听、门铃按钮与声源之间免去连线、安装方便的新型遥控高音质门铃.这种门铃具有功耗低,电路简单可靠,抗干扰能力强,遥控距离远,电路体积小等优点,其接收电路连同机电式音乐门铃为一体,可以随意放置在室内有220V交流电源的地方,还可变换门铃各种音乐，使声音悦耳动听，满足不同人的生活需要，具有广阔的发展前景. 该无线音乐门铃用HX-2066集成块来作发射和接收主电路，该电路用先进的脉码调制发射及石英晶振稳频技术，接收由解调、放大、整形、声响电路组成，性能稳定，遥控距离远，功耗低等特点。 二、所用仪器，仪表: 万用表，电烙铁，锡，调频耳机，示波器，电池，镊子，螺丝刀 三、技术指标: 频率范围:80MHz—108MHz(按电路图参数，只调整线圈匝 距)工 作电压:3~12V 发射半径:大于100米(,V电压，普通收音机接收，无线话筒天线 为50cm长的细导线，在开阔地区做的实验) 四、设计原理及过程分析 (1)无线门铃的整个结构 无线的电子门铃主要包括以下几个主要部分:触发开关，信号发射端，信号接收端，音频功放电路。当客人来到家门口时，按下触发开关时，会使信号发射端发射出一个调频信号，通过信号接收端对调频信号解调，经过解调后的信号通过音频功放电路发出悦耳的音乐声音，提醒主人有客人来访，主人做出抉择:开门与否。 原理框图如下图所示。 信信音客人触号号信号 信号 信号 频发接动开关 功射收效 端端 (2) 信号发射端的设计 本次设计的发射模块采用振荡器产生发射信号，并通过功率放大器放大后发射出去。设计的电路框图如下图所示。 实际电路图如下: 高频功率放大器用于发射机的末级，将高频信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定 区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。为了确保高频功率放大器能够接收到信号的高频率稳定度，在LC谐振电路的输出极加一个射极跟随器作为缓冲器。本设计的发射模块采用LC电容三点式振荡器作为信号的发生器。 (3)信号接收端的设计 由图1可以看出来，当客人触发开关后，会使信号发生端产生一个音频信号，之后信号接收端接收音频信号，经过处理给音频功放电路。由于在空间中接收到的都是高频小信号，为将接收到的高频小信号放大，必须采用一个高频小信号放大器，下图为高频小信号放大器 接收信号的原理框图。 高频小信号放 信号 信号 大器 蜂鸣器 分频器 实际接收电路图如下: 高频小信号放大器是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。中间是以六集成度的反相器，反相放大后输出等幅方波信号。最后是以选择播放音乐的部分，每按一次选择一次。 五、安装及焊接过程 1、元器件的装插焊接应遵循先小后大，先轻后重，先低后高，先里 后 外的 原则 组织架构调整原则组织架构设计原则组织架构设置原则财政预算编制原则问卷调查设计原则 ，这样有利于装配顺利进行。 2、在瓷介电容、电解电容及三极管等元件立式安装时，引线不能太 长，否则降低元器件的稳定性;但也不能过短，以免焊接时因过 热损坏元器件。一般要求距离电路板面2mm，并且要注意电解电 容的正负极性，不能插错。 3、集成电路的焊接:TC4096为双列14脚扁平式封装，在焊接时， 首先要弄清引线脚的排列顺序，并与线路板上的焊盘引脚对准， 核对无误后，先焊接1、14脚用于固定IC，然后再重复检查，确 认后再焊接其余脚位。由于IC引线脚较密，焊接完后要检查有无 虚焊，连焊等现象，确保焊接质量。 4、焊锡之前应该先插上电烙铁的插头，给电烙铁加热。 5、焊接时，焊锡与电路板、电烙铁与电路板的夹角最好成45度，这 样焊锡与电烙铁夹角成90度。 6、焊接时，焊锡与电烙铁接触时间不要太长，以免焊锡过多或是造 成漏锡;也不要过短，以免造成虚焊。 7、元件的腿尽量要直，而且不要伸出太长，以1毫米为好，多余的 可以剪掉。 8、焊完时，焊锡最好呈圆滑的圆锥状，而且还要有金属光泽。 六、调试 1、发射调整 装上 12v 电池，用万用表测发射电流(电流表跨接再 s 两端)，应在 3 到 8mA间，若用手触摸 C2 两端时电流应大幅升高，说明已起振。 也可以借助电视机进行调整，将频道开关置于UHF段的低端13-15频道段，接通发射机的开关S，用无感起子调节C2直到电视屏 幕上出现黑白相间的细横条纹，这说明发射机已经调好了。 2、接收调整 装上3节 5 号电池，测量接收整机电流小于 lmA ，按下发射机开关 S 不放，将发射机放在待调的接收机附近，用无感起子微调 L2 如果调到某点，门铃发出声音，就说明接收机和发射机的频率大致相同;反义微调 L2 直到距离最远即可。 七、故障检查与改进 在调试过程中会遇到很多问题，需要我们进行检查。如当接通接收板电源后，音乐就响起，这时通常是Q2短路使输入信号为高电平，就要检查Q2三个引脚是否搭焊。另外，在调试过程中出现问题，请仔细检查元器件(如三极管极性、集成块缺口方向、音乐芯片焊点等)是否接错，检查是否搭焊、错焊、虚焊等。 对调好的门铃发射接收器，你有可能认为距离还不能达到你的要求，只有几米远，你可以再进行升级。找一段直径0.3-0.6mm的漆包线，一端在L2上绕上一圈，另一端弯成环形一圈，作为外接天线，增强信号接收能力。只要能放入接收盒的外壳不需要很规则，接收板的接收距离就可以增至10-20米远，在家庭使用足足有余。注意了:增加了这个天线后，接收机的频率还要按前面介绍的方法再次进行微调，是微调，因为加了天线会使接收的频率改变一些。 八、安装使用注意事项 1、安装应远离大的金属体， 2、在20米内不要采用相同信道的无线音乐门铃，以免产生串扰; 总结: 做课程设计的同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时的学习并不能很好的理解元件的功能，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有些问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。制作过程是一个考验人耐心的过程，对电路的调试要一步一步来，不能急躁。焊盘很小，焊时可能会出现虚焊甚至可能造成焊盘铜片脱落的后果，不能有丝毫的急躁、马虎。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。 指导教师评语: 指导教师: 成绩: