无线话筒
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无
线
话
筒
发
射
机
的
电
路
原
理
解析与常见障的检修
电子科学与工程系电子科学与技术0901
万自成
2011-5-22
无线话筒发射机的电路原理解析与常见故障的检修
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、