2024年5月6日发(作者：隗涵忍)

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级： 电信0902班

指导教师： 苏杨 工作单位： 信息工程学院

题 目 二： 调频无线话筒设计

初始条件：

具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型

及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本

调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。

要求完成的主要任务：

（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

1、采用晶体管或集成电路（电抗管或变容二极管）设计一个调频无线话

筒；

2、额定电压一3.0V，电流10～15 mA ；输出频率90 MHz 左右；

3、采用 FM 收音机可可靠接收；

4、可靠接收距离S ≥3米；

5、完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。

时间安排：

二十周一周，其中4天硬件设计与制作，3天硬调试及答辩。

指导教师签名： 年 月 日

目 录

摘要 ........................................................................ I

1.课题的提出依据和意义 ...................................................... 1

2.本课题的主要任务和研究内容 ................................................ 2

2.1 本课题的主要任务 .................................................... 2

2.2 本课题研究的主要内容 ................................................ 2

3.电路组成和工作原理 ........................................................ 4

3.1 电路的组成 .......................................................... 4

3.2 电路总原理图 ........................................................ 5

3.3电路工作原理 ......................................................... 6

4. 电路元器件的选择与计算 ................................................... 7

4.1电路元件的选择 ....................................................... 7

4.2相关参数的计算 ....................................................... 7

5. 电路的仿真 ............................................................... 8

5.1 西勒振荡器仿真 ...................................................... 8

5.2 无线调频话筒仿真 .................................................... 9

6. PCB的制作与手工制板 .................................................... 10

6.1 PCB的制作 .......................................................... 10

6.2 实物制作 ........................................................... 11

6.3 板子的调试 ......................................................... 11

7. 心得体会 ................................................................ 12

参考文献 ................................................................... 13

附表：元件清单 ............................................................. 14

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

摘 要

无线话筒在现实生活中应用十分广泛，我国的调频收音机的接收范围是88MHz到

108MHz。在录音音响系统中，第一个重要环节也是话筒。话筒的重要性是人们时常谈论的

话题。话筒的争论往往是最激烈而革命性的，从电子管到晶体管、从动圈到电容、从微型

话筒到金话筒，还有值得珍藏的纪念版话筒等。话筒又分为有线话筒和无线话筒。调频无

线话筒系统简单、成本低廉，但是采用传统制作方式做出的话筒音质不好且功能单一。市

面上无线话筒产品的种类很多，高档的价格比较昂贵，低档的性能不太稳定。所以这次我

们就开始学习根据所学知识，自己去制造所需要的话筒。

本课设是将声波信号转变为音频电信号，即制作一个调频无线话筒。一个电容三点式

的振荡器，三极管集电极的负载C11、L2与C12组成一个谐振器，谐振频率就是调频话筒

的发射频率，根据图中元件的参数发射频率可以在88～108MHz之间，正好覆盖调频收音

机的接收频率，通过调整L的数值可以方便地改变发射频率，避开调频电台。发射信号通

过C12耦合到天线上再发射出去。

关键字：调频；三点式；振荡电路；载波；印刷电路板

I

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

1.课题的提出依据和意义

无线话筒在现实生活中应用十分广泛，调频无线话筒因为没有传输电缆的束缚，可以

自由移动，使用灵活方便，广泛用于各种会场、剧场、广场演出、娱乐中心、体育比赛场

馆，以及广场演出和家庭卡拉OK 演唱。对于电子制作爱好者，自己动手做一个无线话筒

是一件十分愉快的工作。调频无线话筒主要就是将基带信号调制成高频信号，然后利用天

线将信号发射出去，使接收机能够较好的接受到信号。但由于制作技术与制作水平的限制，

无线话筒的稳定性，发射距离，发射功率都会成为很大的问题。所以需要设计一款高灵敏

调频无线话筒做简要研究，利用驻极体话筒来收集微弱的信号，再通过预加重电路和音频

放大电路对音频信号放大，然后将音频信号调制到高频上，可以增加信号的抗干扰性，最

后经过高频功放电路，提高信号的功率来增加发射距离，利用天线发射出去。

1

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

2.本课题的主要任务和研究内容

2.1 本课题的主要任务

目前来看，麦克风在市场上的需求与日俱增，市场上销售的麦克风主要分为两大类：

一类是动圈式话筒。其主要特点是音质好，不需要电源供给，但价格相对较高。另一类话

筒是驻极体话筒。其特点是耐用，且灵敏度较高，需要1.5～3V的电源供给，音质比同价

位的动圈式话筒要差一些。但其价格相对较低，适合作播音麦克风。而本次电路要选用驻

极体话筒作为音频信号的拾取并将其转换为电信号，对低频的声音信号放大采用结构简单

的三极管共射放大电路。并利用相应软件制作模型，还要将实物制作并调试成功。

2.2 本课题研究的主要内容

我们在制作电路板时，电路板上的电子元件话筒（咪头）先将自然界的声音信号变成

音频电信号，这个电信号会去调制电子振荡器产生的高频信号。最后，高频信号通过天线

发射到空中。

我们将发射频率设计在 FM收音机波段 ，因此可以配合任何FM收音机接收到该高

频信号，并从该高频信号还原出声音信号，从而完成各种用途。

频段无线麦克风系统是通过无线电波传输声音信号的设备，根据无线麦克风与接收机

之间收发频率的高低，可将其划分为不同的频段，一般常用FM、VHF、UHF几个频段。

FM频段是指公共调频广播所用的88~108MHz频段及其附近的频段，一般只有一些简

易的无线麦克风产品采用该频段。

VHF频段，按照国际标准的划分，是指30~300MHz频段，上面所述的FM频段其实

包含在VHF频段，只是由于其接近公共调频广播(简称FM)频段，所以称为FM频段。VHF

频段无线麦克风多采用170~260MHz频段，又常称为VHF高波段(VHF HIGH BAND)

我们做的麦克风就要满足在这几个频段内试用。要了解单片机各部分的作用，还要满

足调频麦克风的各方面作用。

2

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

Altium Designer完全一体化电子产品开发系统的一个新版本，也是业界第一款也是唯

一一种完整的板级设计解决方案。Altium Designer 是业界首例将设计流程、集成化 PCB

设计、可编程器件（如 FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起

的产品，能同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计，具有将设计方案从概念转变为最

终成品所需的全部功能。我们需要会运用Altium Designer 6.0，并用它来完成本次PCB的

设计制作，建立工程，绘制原理图，生成网络表，导入PCB，利用自动布局分开元器件，

最后调整元器件布局，进行手工布线，再做成板。

3

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

3.电路组成和工作原理

3.1 电路的组成

调频无线话筒是将声波信号通过麦克风转化为电信号，通过前级放大，通过改变振荡

器中的电容大小来调制高频载波信号，最终放大后通过天线辐射输出。总电路组成共分为

三个部分，分别为低频放大电路，频率调制电路，高频放大电路。

图3.1.1放大电路和发射电路

本次电路选用驻极体话筒作为音频信号的拾取并将其转换为电信号，对低频的声音信

号放大采用结构简单的三极管共射放大电路。

图3.1.2振荡与调制电路

4

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

调频无线话筒的振荡电路采用稳定度较高的西勒电路。因为电路中存在着未标注的微

小电容及电感（如三极管的结电容，线圈上的电容等），之所以在低频电路中未出现问题，

是因为电路的电容以及线圈的值足够大，可以忽略微小的电容和电感。在高频段的谐振电

路中，电容器的容量为数pF或十几pF，线圈的电感不及1uH，因此任何微小的值都会对

振荡频率产生影响。由于任务要求输出频率在90M左右，并没有要求频率稳定度，对于一

般的LC振荡回路的可以将输出频率稳定在90M左右，故选择直接调频。

总的设计框图如图1-1所示：

调制信号

音频拾取与放大 调 频 输出放大级及天线发射

本 振

图3.1 原理框图

3.2 电路总原理图

下图为matlab软件制作的原理图：

图3.2总原理图

5

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

3.3电路工作原理

三极管集电极的负载C4、L组成一个谐振器，谐振频率就是调频话筒的发射频率，根

据图中元件的参数发射频率可以在88～108MHZ之间，正好覆盖调频收音机的接收频率，

通过调整L的数值（拉伸或者压缩线圈L）可以方便地改变发射频率，避开调频电台。发

射信号通过C4耦合到天线上再发射出去。

R4是V1的基极偏置电阻，给三极管提供一定的基极电流，使V1工作在放大区，R5

是直流反馈电阻，起到稳定三极管工作点的作用。

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，

当声音电压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电压

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。

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，同时这种话筒工作时必须要有直流偏压才能工作，电阻R3可以提

供一定的直流偏压，R3的阻值越大，话筒采集声音的灵敏度越弱。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。

通过单调谐放大器对调频信号进行放大，由于所选择的信号频率大概都是在90M左

右，因此都能很好地通过放大器放大。耦合电容C10很小，让后级三极管与前级部分耦合，

减小后级三极管电容对前级的影响，电阻R9为三极管提供偏置，LC选频回路作为集电极

负载，调频信号经天线辐射发出。电路通过驻极体话筒将声音转化为音频电信号，通过西

勒振荡器产生本地振荡信号，音频信号通过基极调制高频载波，再通过放大器的放大作用

后，经过天线将音频电信号发射出去。

6

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

4. 电路元器件的选择与计算

4.1电路元件的选择

驻极体话筒属于电容式话筒的一种，声电转换的关键元件是驻极体振动膜。当声波输

入时，驻极体膜片随声波的强弱而振动，使电容极板间的距离发生变化，引起电容量C发

生变化，因为驻极体两侧的电荷来变，因此电容两端的电压

U

c

QC

发生变化，从而实现

了声电转换。由于振动引起的输出电压的变化量较小，所以要在电容的后面加一个效应管

进行放大，提高话筒的灵敏度，同时场效应管还可以与音频放大器匹配，为此驻极体电容

式话筒在工作时需要直流工作电压。

前级的电信号的放大选用常见的9014 NPN三极管，主要用途：为作为低频、低噪声

前置放大。9018为NPN三极管，属于高频管，用于AM/FM接收机的中频放大及本地振

荡，振荡频率受电源频率变化和温度变化影响小，振荡频率比较稳定；频率集电极耗散功

率

P

C

为400mW主要参数

I

cm

50mA

,

V

CEQ

5V

,

h

FE

从27到198，特征频率高，

f

T

1100MHz

。

而电感线圈用漆包线线圈部分内径为1cm，空芯绕15圈并拉长至3cm，直伸部分为

7cm，用热缩胶套装上加热而成，也可用一根约10cm的软导线代替。

4.2相关参数的计算

音频信号放大器为三极管共射放大电路，其放大倍数为

A

V

R

3

r

be

高频载波频率

f

f90M

1

2



LC

，

C

1

C

4



C

5



C

6

C

7

，取C=16.5pf，则电感L=190nH

反馈系数

FC

6

/(C

5

C

be

)

,F同样不能过大或过小，一般在

1812

，

C

be

大小从几皮

法到十几皮法不定。

7

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

5. 电路的仿真

本次仿真选用multsim进行仿真，使用函数信号发生器模拟音频信号，使用泰克示波

器来观察天线发射的调频波，用电阻模拟理想情况下的天线。

5.1 西勒振荡器仿真

在理想情况下，天线发射时串联谐振，为纯阻性，在仿真时可用电阻替代

图5-1-1 西勒振荡器仿真电路图

图5-1-2 仿真结果

由结果可知西勒振荡器器产生的高频信号为93.3M，高于90M，与理论相同。

8

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

5.2 无线调频话筒仿真

用函数信号发生器模拟音频信号，使

f36Hz

，

v10mV

，如下图所示：

图5-2-1 函数信号发生器模拟的音频信号

如图为话筒调频显示：

图5-2-2 无线话筒调频

图 4-2-3 仿真结果

调频波的频率低于单纯的西勒振荡器，此时输出的调频信号为91.1M，幅度为1V左右。

9

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

6. PCB的制作与手工制板

6.1 PCB的制作

本次课程设计利用Altium Designer 6.0来完成本次PCB的设计制作，绘制原理图，生

成网络表，导入PCB，利用自动布局分开元器件，最后调整元器件布局，进行手工布线。

PCB图如下所示：

图6-1 PCB图

10

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

6.2 实物制作

1、热打印

a，将PCB图包在单层板上，放入热打印机，来回三次取出。

b，拿出单层覆铜板后用墨水笔补好断掉的墨线。

2、腐蚀

将电路板放在已配好的腐蚀液(如盐酸，三氯化铁等溶液)中进行腐蚀，之后用砂纸将

导线上的墨擦掉，将铜线露出来，便于镀锡；

3、钻孔

4、焊接

将元件对应焊接在弄好的板子上，然后进行调试

6.3 板子的调试

制板完了之后，发现有两根线断开，使用两根跳线将断开处连接起来，经过多次试验

之后，板子工作良好。连接好电路后直接可以工作，发射信号；使用手机播放功能，在有

大量电磁干扰的情况下进行测试， 20m的范围内可以清楚的收听到处于90M频段周围的手

机音乐。

11

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

7. 心得体会

通过本次课程设计的学习，我熟练了运用软件去设计电路图并且进行相应的仿真训

练，了解了调频无线麦克风的相关工作原理，了解了麦克风的生成与应用。而且本次课程

设计也使我加深了对高频相关理论知识的理解，而且进一步的将理论应用在实际生活中。

同时成功的使用电烙铁进行了实物焊接，制造出了无线麦克风的相对应的实物模型。

这次关于无线调频话筒的设计，我们着实遇到了不少的麻烦，不过通过我们一次次调

试，一次次试验，最终取得了成功。也使我们了解了相关软件的使用，成功的实物更加坚

定了我们克服困难的信念。

通过电路板的焊接，也提升了我的动手能力，为以后的单片机学习奠定了一定的基础。

也增强了我做事的勇气和信心。使我相信，只要自己认真去做了，用心去思考了，没有什

么事情是那么的难办的。

同时，这次课程设计也让我体会到了自己动手的乐趣，培养了我对专业学习的兴趣，

激发了我对高频及相关方面的学习热情，让我受益匪浅。

12

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

参考文献

【1】王卫东，傅佑麟. 高频电子线路. 北京：电子工业出版社，2004

【2】谢嘉奎. 电子线路（非线性部分）. 北京：高等教育出版社，2001

【3】张肃文，陆兆熊. 高频电子线路（第三版）. 北京：高等教育出版社，1995

【4】王卫东. 模拟电子电路基础. 西安：西安电子科技大学出版社，2003

【5】邱光源. 电路（第五版）. 北京：高等教育出版社，2006

【6】王格能. 电子产品设计指导. 北京：电子工业出版社，2002

13

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

附表：元件清单

品名

晶体管

型号/规格

9018

9014

100Ω，±5%，1/4W

1kΩ，±5%，1/4W

2.2kΩ，±5%，1/4W

碳膜电阻（P型）

5.1kΩ，±5%，1/4W

33kΩ，±5%，1/4W

47kΩ，±5%，1/4W

100K， ±5%，1/4W

200K ±5%，1/4W

陶瓷电容器 1pF，CH特性

3pF，CH特性

6.8pF，CH特性

11 pF，CH特性

12 pF，CH特性

22 pF，CH特性

100 pF，50V

0.1µF，50V

0.01µF，50V

小型波动开关

驻极体电容麦克风

电池盒

5号干电池

其他

单刀单掷

WM-034CZ（松下）

用于2节5号电池

锰

铜线一米，用于绕制天线

数量

2

1

2

1

1

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

1

2

1

1

1

1

2

14

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

本科生课程设计成绩评定表

姓 名

专业、班级

课程设计题目：

课程设计答辩或质疑记录：

性 别

成绩评定依据：

最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导教师

签字：

年

月 日

15

2024年5月6日发(作者：隗涵忍)

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级： 电信0902班

指导教师： 苏杨 工作单位： 信息工程学院

题 目 二： 调频无线话筒设计

初始条件：

具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型

及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本

调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。

要求完成的主要任务：

（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

1、采用晶体管或集成电路（电抗管或变容二极管）设计一个调频无线话

筒；

2、额定电压一3.0V，电流10～15 mA ；输出频率90 MHz 左右；

3、采用 FM 收音机可可靠接收；

4、可靠接收距离S ≥3米；

5、完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。

时间安排：

二十周一周，其中4天硬件设计与制作，3天硬调试及答辩。

指导教师签名： 年 月 日

目 录

摘要 ........................................................................ I

1.课题的提出依据和意义 ...................................................... 1

2.本课题的主要任务和研究内容 ................................................ 2

2.1 本课题的主要任务 .................................................... 2

2.2 本课题研究的主要内容 ................................................ 2

3.电路组成和工作原理 ........................................................ 4

3.1 电路的组成 .......................................................... 4

3.2 电路总原理图 ........................................................ 5

3.3电路工作原理 ......................................................... 6

4. 电路元器件的选择与计算 ................................................... 7

4.1电路元件的选择 ....................................................... 7

4.2相关参数的计算 ....................................................... 7

5. 电路的仿真 ............................................................... 8

5.1 西勒振荡器仿真 ...................................................... 8

5.2 无线调频话筒仿真 .................................................... 9

6. PCB的制作与手工制板 .................................................... 10

6.1 PCB的制作 .......................................................... 10

6.2 实物制作 ........................................................... 11

6.3 板子的调试 ......................................................... 11

7. 心得体会 ................................................................ 12

参考文献 ................................................................... 13

附表：元件清单 ............................................................. 14

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

摘 要

无线话筒在现实生活中应用十分广泛，我国的调频收音机的接收范围是88MHz到

108MHz。在录音音响系统中，第一个重要环节也是话筒。话筒的重要性是人们时常谈论的

话题。话筒的争论往往是最激烈而革命性的，从电子管到晶体管、从动圈到电容、从微型

话筒到金话筒，还有值得珍藏的纪念版话筒等。话筒又分为有线话筒和无线话筒。调频无

线话筒系统简单、成本低廉，但是采用传统制作方式做出的话筒音质不好且功能单一。市

面上无线话筒产品的种类很多，高档的价格比较昂贵，低档的性能不太稳定。所以这次我

们就开始学习根据所学知识，自己去制造所需要的话筒。

本课设是将声波信号转变为音频电信号，即制作一个调频无线话筒。一个电容三点式

的振荡器，三极管集电极的负载C11、L2与C12组成一个谐振器，谐振频率就是调频话筒

的发射频率，根据图中元件的参数发射频率可以在88～108MHz之间，正好覆盖调频收音

机的接收频率，通过调整L的数值可以方便地改变发射频率，避开调频电台。发射信号通

过C12耦合到天线上再发射出去。

关键字：调频；三点式；振荡电路；载波；印刷电路板

I

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

1.课题的提出依据和意义

无线话筒在现实生活中应用十分广泛，调频无线话筒因为没有传输电缆的束缚，可以

自由移动，使用灵活方便，广泛用于各种会场、剧场、广场演出、娱乐中心、体育比赛场

馆，以及广场演出和家庭卡拉OK 演唱。对于电子制作爱好者，自己动手做一个无线话筒

是一件十分愉快的工作。调频无线话筒主要就是将基带信号调制成高频信号，然后利用天

线将信号发射出去，使接收机能够较好的接受到信号。但由于制作技术与制作水平的限制，

无线话筒的稳定性，发射距离，发射功率都会成为很大的问题。所以需要设计一款高灵敏

调频无线话筒做简要研究，利用驻极体话筒来收集微弱的信号，再通过预加重电路和音频

放大电路对音频信号放大，然后将音频信号调制到高频上，可以增加信号的抗干扰性，最

后经过高频功放电路，提高信号的功率来增加发射距离，利用天线发射出去。

1

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

2.本课题的主要任务和研究内容

2.1 本课题的主要任务

目前来看，麦克风在市场上的需求与日俱增，市场上销售的麦克风主要分为两大类：

一类是动圈式话筒。其主要特点是音质好，不需要电源供给，但价格相对较高。另一类话

筒是驻极体话筒。其特点是耐用，且灵敏度较高，需要1.5～3V的电源供给，音质比同价

位的动圈式话筒要差一些。但其价格相对较低，适合作播音麦克风。而本次电路要选用驻

极体话筒作为音频信号的拾取并将其转换为电信号，对低频的声音信号放大采用结构简单

的三极管共射放大电路。并利用相应软件制作模型，还要将实物制作并调试成功。

2.2 本课题研究的主要内容

我们在制作电路板时，电路板上的电子元件话筒（咪头）先将自然界的声音信号变成

音频电信号，这个电信号会去调制电子振荡器产生的高频信号。最后，高频信号通过天线

发射到空中。

我们将发射频率设计在 FM收音机波段 ，因此可以配合任何FM收音机接收到该高

频信号，并从该高频信号还原出声音信号，从而完成各种用途。

频段无线麦克风系统是通过无线电波传输声音信号的设备，根据无线麦克风与接收机

之间收发频率的高低，可将其划分为不同的频段，一般常用FM、VHF、UHF几个频段。

FM频段是指公共调频广播所用的88~108MHz频段及其附近的频段，一般只有一些简

易的无线麦克风产品采用该频段。

VHF频段，按照国际标准的划分，是指30~300MHz频段，上面所述的FM频段其实

包含在VHF频段，只是由于其接近公共调频广播(简称FM)频段，所以称为FM频段。VHF

频段无线麦克风多采用170~260MHz频段，又常称为VHF高波段(VHF HIGH BAND)

我们做的麦克风就要满足在这几个频段内试用。要了解单片机各部分的作用，还要满

足调频麦克风的各方面作用。

2

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

Altium Designer完全一体化电子产品开发系统的一个新版本，也是业界第一款也是唯

一一种完整的板级设计解决方案。Altium Designer 是业界首例将设计流程、集成化 PCB

设计、可编程器件（如 FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起

的产品，能同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计，具有将设计方案从概念转变为最

终成品所需的全部功能。我们需要会运用Altium Designer 6.0，并用它来完成本次PCB的

设计制作，建立工程，绘制原理图，生成网络表，导入PCB，利用自动布局分开元器件，

最后调整元器件布局，进行手工布线，再做成板。

3

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

3.电路组成和工作原理

3.1 电路的组成

调频无线话筒是将声波信号通过麦克风转化为电信号，通过前级放大，通过改变振荡

器中的电容大小来调制高频载波信号，最终放大后通过天线辐射输出。总电路组成共分为

三个部分，分别为低频放大电路，频率调制电路，高频放大电路。

图3.1.1放大电路和发射电路

本次电路选用驻极体话筒作为音频信号的拾取并将其转换为电信号，对低频的声音信

号放大采用结构简单的三极管共射放大电路。

图3.1.2振荡与调制电路

4

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

调频无线话筒的振荡电路采用稳定度较高的西勒电路。因为电路中存在着未标注的微

小电容及电感（如三极管的结电容，线圈上的电容等），之所以在低频电路中未出现问题，

是因为电路的电容以及线圈的值足够大，可以忽略微小的电容和电感。在高频段的谐振电

路中，电容器的容量为数pF或十几pF，线圈的电感不及1uH，因此任何微小的值都会对

振荡频率产生影响。由于任务要求输出频率在90M左右，并没有要求频率稳定度，对于一

般的LC振荡回路的可以将输出频率稳定在90M左右，故选择直接调频。

总的设计框图如图1-1所示：

调制信号

音频拾取与放大 调 频 输出放大级及天线发射

本 振

图3.1 原理框图

3.2 电路总原理图

下图为matlab软件制作的原理图：

图3.2总原理图

5

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

3.3电路工作原理

三极管集电极的负载C4、L组成一个谐振器，谐振频率就是调频话筒的发射频率，根

据图中元件的参数发射频率可以在88～108MHZ之间，正好覆盖调频收音机的接收频率，

通过调整L的数值（拉伸或者压缩线圈L）可以方便地改变发射频率，避开调频电台。发

射信号通过C4耦合到天线上再发射出去。

R4是V1的基极偏置电阻，给三极管提供一定的基极电流，使V1工作在放大区，R5

是直流反馈电阻，起到稳定三极管工作点的作用。

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，

当声音电压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电压

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。

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，同时这种话筒工作时必须要有直流偏压才能工作，电阻R3可以提

供一定的直流偏压，R3的阻值越大，话筒采集声音的灵敏度越弱。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。

通过单调谐放大器对调频信号进行放大，由于所选择的信号频率大概都是在90M左

右，因此都能很好地通过放大器放大。耦合电容C10很小，让后级三极管与前级部分耦合，

减小后级三极管电容对前级的影响，电阻R9为三极管提供偏置，LC选频回路作为集电极

负载，调频信号经天线辐射发出。电路通过驻极体话筒将声音转化为音频电信号，通过西

勒振荡器产生本地振荡信号，音频信号通过基极调制高频载波，再通过放大器的放大作用

后，经过天线将音频电信号发射出去。

6

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

4. 电路元器件的选择与计算

4.1电路元件的选择

驻极体话筒属于电容式话筒的一种，声电转换的关键元件是驻极体振动膜。当声波输

入时，驻极体膜片随声波的强弱而振动，使电容极板间的距离发生变化，引起电容量C发

生变化，因为驻极体两侧的电荷来变，因此电容两端的电压

U

c

QC

发生变化，从而实现

了声电转换。由于振动引起的输出电压的变化量较小，所以要在电容的后面加一个效应管

进行放大，提高话筒的灵敏度，同时场效应管还可以与音频放大器匹配，为此驻极体电容

式话筒在工作时需要直流工作电压。

前级的电信号的放大选用常见的9014 NPN三极管，主要用途：为作为低频、低噪声

前置放大。9018为NPN三极管，属于高频管，用于AM/FM接收机的中频放大及本地振

荡，振荡频率受电源频率变化和温度变化影响小，振荡频率比较稳定；频率集电极耗散功

率

P

C

为400mW主要参数

I

cm

50mA

,

V

CEQ

5V

,

h

FE

从27到198，特征频率高，

f

T

1100MHz

。

而电感线圈用漆包线线圈部分内径为1cm，空芯绕15圈并拉长至3cm，直伸部分为

7cm，用热缩胶套装上加热而成，也可用一根约10cm的软导线代替。

4.2相关参数的计算

音频信号放大器为三极管共射放大电路，其放大倍数为

A

V

R

3

r

be

高频载波频率

f

f90M

1

2



LC

，

C

1

C

4



C

5



C

6

C

7

，取C=16.5pf，则电感L=190nH

反馈系数

FC

6

/(C

5

C

be

)

,F同样不能过大或过小，一般在

1812

，

C

be

大小从几皮

法到十几皮法不定。

7

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

5. 电路的仿真

本次仿真选用multsim进行仿真，使用函数信号发生器模拟音频信号，使用泰克示波

器来观察天线发射的调频波，用电阻模拟理想情况下的天线。

5.1 西勒振荡器仿真

在理想情况下，天线发射时串联谐振，为纯阻性，在仿真时可用电阻替代

图5-1-1 西勒振荡器仿真电路图

图5-1-2 仿真结果

由结果可知西勒振荡器器产生的高频信号为93.3M，高于90M，与理论相同。

8

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

5.2 无线调频话筒仿真

用函数信号发生器模拟音频信号，使

f36Hz

，

v10mV

，如下图所示：

图5-2-1 函数信号发生器模拟的音频信号

如图为话筒调频显示：

图5-2-2 无线话筒调频

图 4-2-3 仿真结果

调频波的频率低于单纯的西勒振荡器，此时输出的调频信号为91.1M，幅度为1V左右。

9

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

6. PCB的制作与手工制板

6.1 PCB的制作

本次课程设计利用Altium Designer 6.0来完成本次PCB的设计制作，绘制原理图，生

成网络表，导入PCB，利用自动布局分开元器件，最后调整元器件布局，进行手工布线。

PCB图如下所示：

图6-1 PCB图

10

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

6.2 实物制作

1、热打印

a，将PCB图包在单层板上，放入热打印机，来回三次取出。

b，拿出单层覆铜板后用墨水笔补好断掉的墨线。

2、腐蚀

将电路板放在已配好的腐蚀液(如盐酸，三氯化铁等溶液)中进行腐蚀，之后用砂纸将

导线上的墨擦掉，将铜线露出来，便于镀锡；

3、钻孔

4、焊接

将元件对应焊接在弄好的板子上，然后进行调试

6.3 板子的调试

制板完了之后，发现有两根线断开，使用两根跳线将断开处连接起来，经过多次试验

之后，板子工作良好。连接好电路后直接可以工作，发射信号；使用手机播放功能，在有

大量电磁干扰的情况下进行测试， 20m的范围内可以清楚的收听到处于90M频段周围的手

机音乐。

11

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

7. 心得体会

通过本次课程设计的学习，我熟练了运用软件去设计电路图并且进行相应的仿真训

练，了解了调频无线麦克风的相关工作原理，了解了麦克风的生成与应用。而且本次课程

设计也使我加深了对高频相关理论知识的理解，而且进一步的将理论应用在实际生活中。

同时成功的使用电烙铁进行了实物焊接，制造出了无线麦克风的相对应的实物模型。

这次关于无线调频话筒的设计，我们着实遇到了不少的麻烦，不过通过我们一次次调

试，一次次试验，最终取得了成功。也使我们了解了相关软件的使用，成功的实物更加坚

定了我们克服困难的信念。

通过电路板的焊接，也提升了我的动手能力，为以后的单片机学习奠定了一定的基础。

也增强了我做事的勇气和信心。使我相信，只要自己认真去做了，用心去思考了，没有什

么事情是那么的难办的。

同时，这次课程设计也让我体会到了自己动手的乐趣，培养了我对专业学习的兴趣，

激发了我对高频及相关方面的学习热情，让我受益匪浅。

12

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

参考文献

【1】王卫东，傅佑麟. 高频电子线路. 北京：电子工业出版社，2004

【2】谢嘉奎. 电子线路（非线性部分）. 北京：高等教育出版社，2001

【3】张肃文，陆兆熊. 高频电子线路（第三版）. 北京：高等教育出版社，1995

【4】王卫东. 模拟电子电路基础. 西安：西安电子科技大学出版社，2003

【5】邱光源. 电路（第五版）. 北京：高等教育出版社，2006

【6】王格能. 电子产品设计指导. 北京：电子工业出版社，2002

13

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

附表：元件清单

品名

晶体管

型号/规格

9018

9014

100Ω，±5%，1/4W

1kΩ，±5%，1/4W

2.2kΩ，±5%，1/4W

碳膜电阻（P型）

5.1kΩ，±5%，1/4W

33kΩ，±5%，1/4W

47kΩ，±5%，1/4W

100K， ±5%，1/4W

200K ±5%，1/4W

陶瓷电容器 1pF，CH特性

3pF，CH特性

6.8pF，CH特性

11 pF，CH特性

12 pF，CH特性

22 pF，CH特性

100 pF，50V

0.1µF，50V

0.01µF，50V

小型波动开关

驻极体电容麦克风

电池盒

5号干电池

其他

单刀单掷

WM-034CZ（松下）

用于2节5号电池

锰

铜线一米，用于绕制天线

数量

2

1

2

1

1

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

1

2

1

1

1

1

2

14

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

本科生课程设计成绩评定表

姓 名

专业、班级

课程设计题目：

课程设计答辩或质疑记录：

性 别

成绩评定依据：

最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导教师

签字：

年

月 日

15