无线话筒原理及解析

无线话筒发射机的电路原理解析与常见故障的检修

2010-11-03 23:06:32| 分类：音响杂烩|字号大中小订阅

摘要：无线话筒系统广泛应用于扩声系统，包括发射机和接收机两种单机。本文主要分析了无线话筒发射机的工作原理，并着重剖析了H-8.1无线话筒发射机的工作电路，并对一些常见故障的检修给予处理建议，以供大家参考。

关键词：拾音头前置放大器晶体振荡器音频放大电路导频电路维修

无线话筒在音响系统中作用是毋庸置疑的，由于其具有不需要电缆的机动灵活性，又兼有有线话筒高质量的电声性能，广泛运用于电视演播室、电影同期声、舞台艺术扩声、展览讲解及其它专业与非专业应用场合。因为无线话筒发射与接收电路复杂、技术难度较高以及生产厂家资料的保密，使得市场上销售的无线话筒基本上都没有电路图，当无线话筒出现问题时，给消费者的使用与维修带来了很多困扰。笔者作为一位多年从事一线的录音工作的技术人员，从自己的日常工作的经验与积累中，经整理选一款电路典型的无线话筒，某公司的HS-8.1C无线话筒的电路作为案例，供大家参考，及介绍一些常见故障的处理，希望对业内同行有所帮助及请业内同行给予指正。

无线话筒由两部分组成，即发射部分和接收部分。声音由拾音头拾出，经音频放大后去调制载波频率，经调频放大及功率放大，从天线上发射出去。接收部分由天线、高频放大电路、混频器、差频放大电路、鉴频器和音频放大电路组成。由于篇幅限制，本文主要分析了发射机的工作原理与电路。

一、无线话筒发射机的工作原理

无线发射机包括以下部分：拾音头、前置放大器、晶体振荡器、频率调制器、倍频器、射频功率放大器及辐射天线系统等。

【1】

其中的拾音头是一个声电转换器，拾取声场里的声音信号，并把声音信号转换成电信号。无线话筒发射机拾音头多用驻极体传声器、电容传声器、动圈传声器。要求拾音头不失真地拾取声音信号，进行线性声电转换。

话筒输出的音频节目的电信号经过音频前置放大器，将微弱的低电平信号放大到高电平，用来调制发射机的调制器。要求噪声要低；失真要小；带宽要宽等。

晶体振荡器产生一个与射频有关的非常稳定的振荡频率，是发射机最重要的技术指标，要保证这个技术指标，必须用晶体控制振荡器。振荡器利用正反馈自激振荡电路，但如果电路元件的稳定性差，会影响振荡器的频率稳定度，形成频漂。

频率调制器是将信号载到另一个频率信号上。调频的抗干扰性很强，且在各类电磁干扰中，幅度干扰信号居多，理论上对频率的干扰非常小，可以忽略。

倍频器是一种理论上的放大器，区别在于输入回路和输出回路的谐振频率不同。其输出回路的谐振频率调在输入回路谐振频率的n次谐波上，即倍频器输出信号频率是输入信号频率的n次谐波。造成倍频器的效率很低，能量损失很大，但放大电压信号在电子电路中较为容易，为得到更高的辐射频率，能量损失是值得的。

射频功率放大器进一步提高信号功率，输出回路要准确地调谐在辐射频率上；输出功率要符合发射机的功率要求，辐射功率稳定，并有足够的裕量；辐射效率要高；滤波性能要好；电路简单、稳定可靠。

二、无线话筒发射机的电路分析：

本文以H-8.1无线话筒的发射机为例，该话筒接收频率范围为VHF频段190mHz-270mHz；最大使用距离为100m；最大偏移度为±15kHz；发射机使用的是9v层叠电池；其灵敏度在输入10-15dBuv时, s/n: ＞70dB。[2]

由于一台机器2个发射电路基本相同，现选一个发射通道进行分析，电路图依据手持实物绘制,器件编号经笔者自编。

音频放大部分电路：

MIC咪芯即拾音头的灵敏度一般为-60dB，信号太弱，不能达到调制的门限电压，需要进行信号放大，咪芯拾取的音频信号通过阻抗匹配R14、C2与C1耦合到IC1(集成双运放大集成电路)需进行约10倍信号放大，放大后的音频信号通过C5耦合到R5、C6、R6、C7进行预加重然后进入压缩部分电路，R1、R2、C4、C57为IC1、5脚供电电路。见图2：

2、电源、压缩、指示灯部分电路：

电源开关为双刀双位，开关打开时，一路为VD1提供电压，使VT1、VT2导通为IC2（7805）提供电压，此电路为防止发射开关机电流冲击，另一路打开调制信号。VD2为双色LED，电池正常时（指电池电压），红色灯亮，电池不正常时（指电池电压低于8V），绿色指示灯亮，此时;告诉用户，电池快没电了，电池电压不够时，会使无线话筒接收距离变近、噪声干扰增加。IC3（SA571）其中的一路对放大的音频进行压缩，提高解调后的信噪比，另一路检测电池电压，并提供报警电压。见图3图4：

3、调制、导频、及发射电路；

导频电路在国产V段无线话筒中使用的厂家很少，导频电路所起的作用，是在电路中多一道导频信号控制,当在同地点、同频率、同时间不同无线话筒使用时，有导频电路的发射机可以干扰无导频电路的接收机；反之无导频电路的发射机无法干扰有导频电路的接收机，因为在接收机内多一道控制导频接收信号电路来控制开关信号输出。在实际的使用过程中，有导频电路的效果明显，因为接收机必须接收到含有这种固定导频信号的话筒讯号时，才能启动输出电路，达到防止其它讯号或杂音干扰的功能，频率一般40KHz（超音频范围），X2为导频晶振，开机后C51、C50、X2、VT7、VT8构成反馈震荡电路，震荡后的导频信号通过C52耦合，R46、R47分压输出到C21作为导频调制信号。见图5：

音频信号与导频通过C21对VD4（变容二极管）进行调制，X1（固定频率晶振，依据频率不同，要求不同）、VT3、C25、C26、L2等组成振荡器，调制信号通过C28、VT3、VT4、VT5倍频到需要的发射频率，L1、L2、L3、调节到需要频率的最大值。C37、VT6、C42、C43、L7、L8、L11等组成射频放大及滤波电路。

通过调节C37、C42、C43可使发射需要的频率达到最大点，并降低其它导频信号，提高发射机的效率。见图6图7：

三、发射机常见故障检修案例

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（不在本文讨论中）。

当确定故障在无线话筒系统后，还需进一步确定故障是在话筒发射机，还是在接收机，把故障范围再一次缩小。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接收机测试，若可正常使用则表示原先接收机为故障。

故障1：故障现象：发射器开机无电源显示。

维修1：检查供电系统，发现电源未通，查看电池接触片腐蚀严重。

原因：用户使用后，未及时取出电池并长期搁置，导致电池漏液腐蚀所致。解决办法：更换同规格的电池片，故障消除。

维修2：检查供电系统，发现电源通，测试R8两端电压相等9V（参靠图3）。原因：VD2器件失效，断路。

解决办法：更换VD2，问题解决。

维修3：检查供电系统，发现电源通，测试R8两端电压相等9V（参靠图3）。原因：VD2焊盘脱落。

解决办法：补焊VD2，问题解决。

维修4：检查供电系统，发现电源通，测试R9两端无电压0V（参靠图3）。

原因：SW1接触不良、长期使用开关触点氧化。

解决办法：更换SW1，问题解决。

故障2：故障现象：发射器开机电源显示正常，接收机无声。

维修1：电源显示正常，首先检查振荡电路部份，测试VT3电压，发现集电极无电压，L2正常，测试IC3 ，1脚电压接近9V，3脚无电压。

原因：IC3器件失效。