FM频率调制/解调电路的设计和制作

　

概要：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4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 图4 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5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

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图3 利用可变电容二极管做成FM调变的实验
(将振荡电路的电容器改为可变电容二极管时，便可以做简单的FM调变。将△V(电压变化)政变成为△f(频率变化)。

     FM调变电路的实验

    FM调变电路为将信号波的电压变化(△v)变换成为频率变化。在此举一简单的调变电路为例子说明。
图3所示的为使用可变电容二极管，使振荡电路发生调变的FM方式。在无信号时加上直流偏压电压，信号波便以偏压电压为基准而变化。电路的工作原理为信号波的电压变化(△V)→电容量的变化(△C)→谐振频率的变化(△f)，如此可以得到FM调变波。
    一般地，振荡电路为晶体振荡电路或陶磁振荡电路时，使振荡器的负载电容量随着信号波而变化时，便可以形成FM波。

FM无线麦克风的设计-制作

     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4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
 
图4 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5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。

表1 待制作的无线麦克风的电气指标规格
(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

  
图5 FM无线麦克风的方块图
(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6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。

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