四、系统设计

4.1 系统整体设计

无线话筒相当于一个无线调频发射机。它主要包括音频收集、音频放大、载波振荡、调制电路，还有天线发射几部分。

总体设计原理图

4.2 各个模块设计

4.2.1 电源及控制

电源选用两节干电池，一共3V，为了在不使用的时候节省电能，使用了一个开关，已经接通使用红色LED指示灯指示。

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4.2.2 音频收集

话筒MIC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。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C2耦合和R2匹配后送到三极管的基极，电路中D1和D2两个二极管反向并联，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，过强的声音信号会使三极管过调制，产生声音失真甚至无法正常工作。 4.2.4 音频放大

自然环境中所收集到的声音都经过了很多的干扰，所以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。这里的音频放大模块采取的是基本的三极管甲类的放大。R4=27kΩ是三极管的基极偏置电

阻，给三极管提供电流，使其三极管始终工作在甲类无失真的放大状态，达到最好的放大效果。R5=100Ω是直流反馈电阻，是稳定三极管的工作状态。这个模块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。

4.2.5 载波振荡

调频信号发射机，载波振荡模块更是必不可少的。通 过天线发射的信号需要与天线匹配，即天线的长度要大于信号波长的四分之一。而音频信号的频带是20Hz-20kHz，对应的波长范围是15m至15000km。制造出这样的天线是不合适的，所以我们需要一个高频载波来将我们的音频信息“装载”上去，再进行发送。基于这样的理论基础，此次设计的是高频三极管与C3、C5、C6所构成的一个电容三点式振荡器。通过调整L的数值可以方便地改变发射频率。

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4.2.6 频率调制模块

将已放大的音频相关信号和载波振荡产生的高频载波信号叠加，发射信号通过C7耦合到天线上再发射出去。这种调频话筒的调频原理是通过改变三极管的基极和发射极之间电容来实现调频的，当声音信号加到三极管的基极上时，三极管的基极和发射极之间电容会随着声音信号大小发生同步的变化，同时使三极管的发射频率发生变化，实现频率调制。

五、系统调试和性能分析

把FM收音机的电源打开，音量调节到适中，将频率调在88MHz-108MHz左右无电台的地方。给无线调频话筒电路板通上电源，发光二极管发光，用手机播放器对准话筒低音量播放音乐，对准收音机，调节频段直到收音机收到该音乐。搜索发出的信号，并记录下频率的大小

当调整到适当的距离，可以清晰地听到无线话筒发出的信号，实物图如图：

5.1 仿真波形

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正弦波形：

三角波形：

方波波形：

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