《通信电子线路》课程设计报告
班级:___________________
学号:___________________
姓名:___________________
同组人:_________________
指导老师:_______________
_______________
20##年1月2日
题目:
一﹑无线话筒的设计与实现
二﹑无线遥控门铃的设计与实现
设计要求
题目一:无线话筒的设计与实现
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。
距离要求:
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。
题目二:无线遥控门铃的设计与实现
要求 :
发射机与接收机要能配合工作。
距离要求:
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。
课题一 无线话筒的设计与实现
一﹑设计目的
1﹑了解无线话筒的构成,并设计一调频无线话筒;
2﹑理解和掌握无线话筒的主要技术指标和测试方法;
3﹑根据给出的技术指标和条件,设计无线话筒;
4﹑焊接电路板,制作出无线话筒。
二﹑工作原理
1﹑电路原理图:
2﹑FM无线话筒原理:
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C6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2kΩ~5.6kΩ选取,R5为集电极电阻.R4为基极电阻,给Q1提供偏置电流.R7为发射极电阻,起稳定Q1直流工作点的作用;Q2,R6,R8,C4,C5,L1,C7,C8组成高频振荡电路,R6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,C8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。 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。
三﹑硬件电路组成
1﹑话筒MIC:
驻极体小话筒,灵敏度非常高,可以采集微弱的声音信号。话筒底部有两个接点,用两根粗铜丝焊牢在PCB印制电路板上。驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点,广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高,所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器,为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点,广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高,所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器,为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。并且,外围电路中需要有相应的偏置电阻为其提供偏置。
2﹑高频振荡调制电路
该部分由晶体管VT2、电阻R5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/ [2π*(LC)-1/2] 经C1耦合过来的信号加在VT2基极上,通过基极上变化的电压改变be结电容,而实现对载波的调制。由集电极输出经C3耦合到下一级进行功率放大。
3﹑功率放大电路:
电路由Q3、C3、L2、C5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C3耦合经自偏压电阻R7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,C5为输出电容,输出高频信号。
4﹑天线:
对于天线来说,只须设置一根电线(线状天线)。一般天线的长度设定为电波波长的1/2(为了在天线上产生驻波)。如果载波频率为80MHz,那么波长λ为:
????
式中,c是电波的速度(=光速)。所以天线的长度为1.9m。 但是,这个电路中如果接1.9m的天线的话,会发射很强的电波,有可能超出电波法所规定的范围。所以把天线的长度限制在30cm的程度。
四﹑调试方法及步骤
1﹑调试步骤: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(有条件使用无感螺丝刀)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(或话筒板)的音量和调谐旋钮,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,检查元件有没有装错和损坏,电源是否正常。
2﹑调试注意事项:无线话筒线圈L1匝间距离变近和换容量大一点的电容关联会使发射频率变低;要使发射频率变高,就需要采取相反的措施。
和L1并联的电容变化范围不可以太大和太小,否则发射频率会偏到离谱,甚至不会产生高频发射信号(不起振)。
想要更远的传输距离,则需给收音机和无线话筒增加更好的天线,并适当升高无线话筒的电源电压:或者调节无线话筒中L2﹑L3的匝间距离使距离达到最远。
五﹑设计目标完成情况
经过仔细的焊接和调试,无线话筒可以完成语音信号的发射工作,发射频率为99.7MHZ,传输距离为10米。
六﹑设计的心得与体会
通过过这段时间的反复的焊接和调试,既加强了我们的动手能力,也让我们对通信电子线路有了更深刻的理解与认识。
在课程设计中,我首先查阅了大量的书本资料,接着又上网搜集了许多有用信息,深入了解了无线话筒的工作原理,并且与同学进行了交流之后,我开始了电路板的焊接,焊接过程进行的比较顺利,焊接完成后我按照步骤进行了调试,最终在听力耳机中收听到无线话筒的信号。
通过这次课程设计,增强了我对通信电子技术的理解,学会查寻资料﹑比较方案,学会通信电路的设计﹑计算;进一步提高分析解决实际问题的能力,创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会,锻炼分析﹑解决通信电子电路问题的实际本领,真正实现由课本知识向实际能力的转化;通过典型电路的设计与制作以及电路板的焊接,加深了我对基本原理的了解,增强了实践能力。
课题二 无线遥控门铃的设计与实现
一﹑设计目的
能够熟悉无线音乐门铃的组成、工作原理,提高读整机电路图及电路板图的能力。通过对无线音乐门铃的安装、焊接及调试,掌握无线音乐门铃的生产工艺流程,提高焊接工艺水平。掌握电子元器件的识别及质量检验,学会故障判断及排除。
二﹑工作原理
1﹑发射原理图:
发射模块由Q1﹑U型印刷线,T1﹑C1﹑C2﹑构成射频振荡发射电路,通过调节T1将发射频率控制在250MHz~300MHz范围内(一般选250MHz),在这一频率范围内,可使外界干扰信号降到最小,有利于发射性能的提高。Q2﹑Q3﹑SAW1等元件组成门铃控制信号振荡器,SAW1一般选用频率为32.768KHz的电子表所用石英晶体。按下微动开关SW,由Q2﹑Q3﹑SAW1产生的低频门铃控制信号,之后
加到Q1的基极,对射频振荡发射电路进行幅度监控调制辐射,红色LED点亮,断开SW,电路因断电而无射频辐射。发射器采用12V干电池。
2﹑接收机原理图:
接收模块由Q1﹑C9﹑T1﹑C10等组成接收电路,C9﹑T1是确定高频振荡频率的谐振回路,当天线接收到发射器辐射出来的控制信号时,谐振电路与其发生谐振,因而在电路两端产生很高的电压。由L1﹑R6﹑C4等构成低频振荡,产生熄灭电压,是高频振荡处于间歇工作状态,在该电路中,高频振荡和熄灭电压由同一个晶体管Q1完成。
接收电路接收并解调出来的门铃控制信号,经R3,C6滤波,再接到IC1的一脚。IC1为六反相器4069,,反相器1和2及相关元件组成振荡发生器,产生 32.768KHz低频信号。过程:反相器1的1脚开始为低电平,2 脚就是高电平,4脚也为高 电平。2 脚的高电平经 R2 对晶体SAW充电,充电电流经 R1-SAW-反相器 2 的 4 脚到负极。充电时间由 SAW 决定,等效电容为200P。由于 SAW 的充电,SAW 上的电压逐渐上升,左正右负,当升至反相器 1 的翻转电平时,2脚就由原来的高电平转为低电平,1脚也同时转为低电平。SAW 开始放电,放电通路为R2-反相器1的2脚-负极。放电后SAW上的电位降低,到一定程度时1脚降为低电平了,输出端又翻转成高电平,再次对SAW充电,至此已完成一个充放电过程,即一个振荡周期,4脚输出一次低高变化的电平。之后振荡一直持续下去,反相器2的4脚就会一直输出高低不断变化的电平信号。这个信号的频率由晶体决定,为32.768kHz。SAW在电路中起选频作用,同频率的信 号能顺利通过, 免除了许多不需要的各种外界信号的干扰, 选频后的信号送入 Q2 放大整形, 该信号的幅度还较低,经最后两级开路反相放大后输出等幅方波信号。R8 限流,C2 滤波, 对方波进行平滑滤波,并有数十毫秒的延时,也能消除外界尖脉冲对触发电路的干扰,K是乐曲选择开关,音乐信号经喇叭发出优美的门铃音乐声。
三﹑所用仪器﹑仪表
万用表,电烙铁,焊锡丝,镊子,尖嘴钳,偏口钳,螺丝刀
四﹑调试方法及步骤
发射调试:装上电池,用万用表测发射电流,应在3到8mA若用手触摸C2两端时电流应大幅升高,说明已起振。
接收调试:装上电池测量接收整机电流小于1mA,按下反射机开关S不放,将发射机放在待调接收机附近,用无感螺丝刀调L2如果调到某点,门铃发出声音就说明接收机和发射机频率大致相同,反义微调L2直到距离最远为止。
根据发射器的C2=5P,T1=2.5T而接受端C9=4P,T1=2.5T,所以应使发射器的电感往小调,而接收器的电感往大调,我们所能调的是有插入线圈的铁芯的多少,我们调时就是要把原来相等的电感使发射端的铁芯往外拧,而接收端的往里拧。
五﹑设计目标完成情况
我与同组同学所制作的门铃可以实现发射端控制接收端,传输距离大概有8米左右。
六﹑设计的心得与体会
我先把电路板上的电路图认真看了一遍,然后开始焊接。课程设计中的困难不少,这次电路的元件很多,很密,比之前的话筒在难度上提高了不少,每焊一个元器件都要仔细观察不能焊错,尤其是集成电路,缺口要与焊接面相对应,集成电路焊接时不能长时间烫热,否则很容易坏掉,完成焊接后,经过再三调试,门铃终于响起。实践出真知。通过这次的课程设计,我受益匪浅,发现自己书本上的知识还不是很牢靠,而且书本上的知识真的很重要,尤其是在调试时,很多知识点都要用到,主要是根据原理来一一排查,所以我要在以后的学习中好好掌握书本上的知识。
教师评语:
第二篇:《通信电子线路》课程设计指导书
《通信电子线路》课程设计任务书
课题1:高频小信号调谐放大器设计
已知条件:电源电压,负载电阻。
主要技术指标:中心频率,电压增益。
课程设计要求:要求有课程设计说明书,并制作出实际电路。
实验仪器设备:
高频信号发生器 1台
数字存储示波器 1台
无感起子 1把
数字万用表 1台
12V直流稳压电源 1台
设计课题2:LC调频振荡器设计与制作
已知条件:电源电压。
主要技术指标:中心频率,频率稳定度,输出电压,最大频偏,调制灵敏度。
课程设计要求:要求有课程设计说明书,并制作出实际电路。
实验仪器设备:
高频信号发生器 1台
数字存储示波器 1台
无感起子 1把
数字万用表 1台
12V直流稳压电源 1台
设计课题3:高频功率放大器设计与制作
已知条件:电源电压。
主要技术指标:输出功率,中心频率,效率,负载电阻。
课程设计要求:要求有课程设计说明书,并制作出实际电路。
实验仪器设备:
高频信号发生器 1台
数字存储示波器 1台
无感起子 1把
数字万用表 1台
12V直流稳压电源 1台
设计课题4:幅度调制器设计与制作
已知条件:电源电压,,集成模拟乘法器芯片MC1496,参数请查附录。
主要技术指标:工作频率,输出功率,效率。
课程设计要求:要求有课程设计说明书,并制作出实际电路。
实验仪器设备:
高频信号发生器 1台
数字存储示波器 1台
无感起子 1把
数字万用表 1台
12V直流稳压电源 1台
-12V直流稳压电源 1台
设计课题5:小功率调频发射机设计
主要技术指标:输出功率,工作频率,总效率,负载电阻,最大频偏。
课程设计要求:要求有课程设计说明书,并对总个所设计系统进行仿真调试,说明书中要有仿真结果和调试环节。
实验仪器设备:
EDA软件 1套
计算机 1台
设计课题6:调频接收机设计
主要技术指标:工作频率,输出功率,灵敏度为。
课程设计要求:要求有课程设计说明书,并对总个所设计系统进行仿真调试,说明书中要有仿真结果和调试环节。
实验仪器设备:
EDA软件 1套
计算机 1台
设计课题7:小功率调幅发射机设计
主要技术指标:工作频率,输出功率,调幅度为整机效率。
课程设计要求:要求有课程设计说明书,并对总个所设计系统进行仿真调试,说明书中要有仿真结果和调试环节。
实验仪器设备:
EDA软件 1套
计算机 1台
设计课题8:小功率调幅接收机设计
主要技术指标:接收载频为,调制信号,接收机工作中心频率,输出功率,灵敏度为。
课程设计要求:要求有课程设计说明书,并对总个所设计系统进行仿真调试,说明书中要有仿真结果和调试环节。
实验仪器设备:
EDA软件 1套
计算机 1台
设计课题9:晶体振荡器的设计
主要技术指标:晶振频率为10MHz,输出信号幅度≥5V(峰-峰值),可调
课程设计要求:要求有课程设计说明书,并制作出实际电路。
实验仪器设备:
数字存储示波器 1台
无感起子 1把
数字万用表 1台
12V直流稳压电源 1台
设计课题10:混频器的设计
主要技术指标:用模拟乘法器MC1496设计一个混频电路,要求输入信号为10MHz正弦波,本振信号为16.465MHz正弦波,输出为465KHz的正弦波,谐振回路选用465KHz的中周。
课程设计要求:要求有课程设计说明书,并制作出实际电路。
实验仪器设备:
12V直流稳压电源 1台
数字存储示波器 1台
无感起子 1把
数字万用表 1台
设计课题11:无线调频话筒的设计
主要技术指标:设计一个采用直接变容二极管调频方式实现的工作电压为12V、输出功率在500mW以上、工作频率为10MHz的无线调频话筒,可用于语音信号的无线传输、对讲机中的发射电路等。
课程设计要求:要求有课程设计说明书,并制作出实际电路。
实验仪器设备:
12V直流稳压电源 1台
数字存储示波器 1台
无感起子 1把
数字万用表 1台
设计课题12:超外差式调频接收机的设计
主要技术指标:设计一个超外差式调频接收机,设计指标:接收频率范围5~15MHz,输出功率≥100mW,灵敏度≤1mV,选择性≥50dB ,通频带为200KHz
课程设计要求:要求有课程设计说明书,并对总个所设计系统进行仿真调试,说明书中要有仿真结果和调试环节。
实验仪器设备:
EDA软件 1套
计算机 1台
设计课题13:包络检波器的设计
主要技术指标:用检波二极管2AP12设计AM信号包络检波器,主要指标:输入AM信号:载波频率10MHz 正弦波,调制信号:1KHz 正弦波,幅度大于1V,调制度为60%,输出信号:无明显失真,幅度大于5V。
课程设计要求:要求有课程设计说明书,并制作出实际电路。
实验仪器设备:
12V直流稳压电源 1台
数字存储示波器 1台
无感起子 1把
数字万用表 1台
设计课题14:自选课题