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无线调频麦克风的设计和制作

作者:疯狂的三极管 时间:2010-09-06 09:09:28 点击:

    为了达到频率稳定化,使用陶瓷振荡器。

    FM无线麦克风为利用声音改变振荡频率,以达到将声音传送出去的目的。此在无线状态下所传送出去的信号,可以利用FM调谐器等接收之。

    大多数的FM无线麦克风为使用LC振荡电路。但是,LC振荡电路容易受到电源电压的变动或温度变化的影响,而使频率变动。

    一般地,电源电压虽然可以比较容易稳定化,但是,仍然有温度变化的存在。结果,还是会使LC振荡的频率发生变动。

    此种方法所制作的FM无线麦克风,在每次使用时,必须与接收机的接收稳率重新对齐。也即是必须调谐。

    为了避免每次都需要重新调整接收,可以使用振荡频率的频率稳定度较佳的陶瓷振荡器。

    陶瓷振荡器的性能与晶体相似。图1所示的为陶瓷振荡器的电气特性。图(a)为等效电路,图(b)为电抗特性。

    振荡频率发生电抗为电感性的fs与fp之间 



    陶瓷振荡器的构造

    在陶瓷振荡器的电感性领域fs~fp晶体的电感性领域fs~fp的数十倍。因此,在做频率调变(FM)时,使用陶瓷振荡器较容易取得高的调变度或者说“响度”、“拾音灵敏度”等。

    所制作的无线电麦克风的概要

    图2所示的为此次所制作的无线电麦克风的方块图,表1所示的为FM无线麦克风的设计规格。接收机为可以使用FM调谐器,因此,其接收频率为在76MHz~90MHz之间。


    (可以使用一般的FM收音机接收,但是,为了避免违反无线电波法,其使用范围只在室内使用。其特征为频率变动小。) 

    传送频率  FM传送频带
    76MHz~90MHz
    电波型式  FM
    可能的传输距离  20m
    频率偏移  ±75kHz
    电源电压   DC306V~6V
    电池内藏
    频率漂移  ±20KHz以内
 

    (由于陶瓷振荡器的种类较少,在此使用较容易取得的12MHz,因此,需要使用7倍频电路。)

    为了避免违反电波法,此次所制作的通话传送距离最长为20m,其频率偏移(由于频率调变所产生的频率变化宽幅)与FM广播台同样是±75kHz。

    电源为使用镍镉电池或一般的干电池(3个或4个),工作原理电压范围约为3.6V~6V。考虑到FM调谐器的选择性,在此设定频率变动为±20kHz以内。

    利用振荡电路做频率调变

    图3所示的为可以形成频率调变的振荡电路的构成。此一振荡电路的基本为如图(a)所示,此为第3章3-4节所示的无调整振荡电路。

    在此使用陶瓷振荡器CSA12.0MX(村田制作所)串联可变电容二极管1SV50,直接将调变信号加在此,可以改变可变电容二极管的静电电容量,达到FM调变的目的。

    为了易于了解频率调变的工作原理,将无调整振荡电路用图(b)的等效电路表示。
 

    (为了能使电路容易起振,使用fT较高的晶体管。利用可变电容二极管,直接构成FM调变电路。)

    陶瓷振荡器为在电感性的领域工作原理,因此,振荡电路可以视为线圈(电感)工作原理。

    虽然串联有可变电容二极管的静电电容,但是,由于陶瓷振荡器的电感量很大,因此,陶瓷振荡器与可变电容二极管的全体还是以线圈形态(电感)工作原理。

    但是,此一线圈的电感量会因为可变电容二极管的静电容量而变化,因此,改变加在可变电容二极上的电压,也可以改变振荡频率。

    但是,即使陶瓷振荡器的振璗频率再高,也不会高于30MHz,无法直接振荡为FM广播频带的76MHz~90MHz。在此为在12MHz振荡,再7倍频成为84MHz。

    在无调整振荡电路的输出并没有连接谐振电路,因此,无调整振荡电路的输出波形不会成为漂亮的波形,而是包含有高谐波成分的失真波形。但是,由于使用其7倍的高频率,因此,其波形稍有失真也不会有太大影响


    无线麦克风的完成品其外形愈小愈好,但是,考虑到制作的方便,决定大小约为20mm×100mm。

    电源可以使用3.6V,50mAh的镍镉电池,装设在基板上,利用AC Adaptor的DC6V~9V的输出电压充电。因此,在基板上设有充电端子。
 

    电源也可以使用干电池,例如,使用3个单4号或单5号的干电池串联。此时的电源电压虽然为4.5V,但是,电路的数值并不需要做变更。

    要注意的是一般干电池是不能充电的,因此,不能与充电用的AC Adaptor连接。

    调整无线麦克风的输出位准

    对于无线麦克风的调整,可以使用附有位准电平表(Level Meter)的FM接收机。

    输出位准的调整是使用调整用起子(driver)调整L1。此调整用起子不能为金属材质,可以使用塑料材质,将其前端削成可以插入L1铁芯内调整。

    调整为如图11所示,慢慢旋转L1铁芯,使FM调谐器的调谐电表(Tuning Meter)指示为最大。

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