调频无线话筒

本文介绍的调频无线话筒体积小，电路简单，音质好，很适合初学者制作。它的发射频率约100MHz左右，用调频收音机或收录机作接收机。适用于课堂、会场等地，接收距离约100米左右。本机用一节五号电池，耗电很小。

调频无线话筒的电原理图，如图1所示。电路共用了两只晶体管，第一级为音频信号放大级，拾音头是一只收录机用的小型驻极体话筒。驻极体话筒的受话部分是由驻极体膜片构成的极头，见图2。虚线框内是话筒，由于它的输出阻抗很高，约在300MΩ以上，所以不能直接与音频放大器连接，必须在极头后面紧接阻抗变换器。由于场效应管的输入阻抗很高，它与极头连接起阻抗变换器的作用。话筒内由于有场效应管，所以需要外部供电，电阻R1为它提供了一个工作电压。

音频放大器级采用了电压负反馈电路。虽然只有两只电阻，也能为三极管VT1提供一个稳定的工作点，这就极大地减化了调试工作，该级对三极管的放大倍数也没有严格要求。例如VT1原来的β值为100，现在要换一只β值只有20的管子，工作电流将有很大变化，但由于存在电压负反馈，所以电路工作点的变化很小。道理是这样的：由于β值下降，VT1集电极电流减小，同时电阻R3上的压降减小，使集电极电压上升，这个电压通过负反馈电阻R2使管子的基极电流增加，反过来又使集电极电流增大，维持了集电极的直流工作点。

第二只三极管是调频振荡器。从直流工作点讲，这是一个电流负反馈电路，R5就是反馈电阻。假如当三极管VT2受到外界温度的影响，基极电流增大，这时集电极电流将增大，发射极电流也增大。由于负反馈电阻的作用使发射极电压上升，基极—发射极间电压减小，基极电流也减小，反过来使发射极电流下降，维持了原来的工作点。

调频振荡器是无线话筒的核心。它是通过改变晶体管极间电容实现调频的。任何PN结在加反向电压时，反向电压的变化将会引起结电容的变化，即所谓变容效应。在三极管电路中集电结就是一个加有反向电压的PN结，因此利用集电结的变容效应也可实现调频。调频振荡器对高频而言，由于电容C3的存在，三极管VT2基极是接地的，所以是共基极电路。在这里，振荡器的正反馈不是通过变压器耦合，而是通过跨接于集电极与发射机之间的电容C5来实现的。这与变压器耦合反馈的原理是一样的。集电极—基极间的PN结处于反向偏压状态，结电容Ccb相当于并联在LC谐振回路两端，能影响振荡频率。音频调制信号经过VT1的放大后加于VT2的基极，以改变VT2的基极电位，使集电极与基极间的反向偏压发生变化，从而使极间电容Ccb跟随着音频调制电压而变，实现了调频。由于三极管的极间电容Ccb的数值和变化量一般都比较小，只有在振荡频率较高时才有比较明显的作用，所以我们在100MHz的频率上使用这种方法是合适的。这种方法可使电路简单，微小的结电容变化可以获得相当大的频偏。

电容C7是退耦滤波电容，由于无线话筒的工作频率很高，所以这个电容的容量也不需很大。

由于电路板的尺寸较小，长度和一节五号电池相当，所以元器件应是小型的。全部电阻为1／8W～1／16W的碳膜电阻，R1为12～100kΩ，R2、R4为27～30kΩ，R3为470Ω，R5为100Ω。电解电容最好选用外径为4毫米，长8毫米的小型电容，C1和C2为4.7～10μF。其它电容均为高频瓷片电容，C3为1000～1500pF， C4为10～12pF， C5为4.7～5.lpF，C6为15～18pF，C7为0.01μF。三极管VT1可用3DG6或9014等NPN型三极管，放大倍数大些更好；VT2要用高频管如3DG6C、3DK2、3DK7或3DG57等，放大倍数在40～100倍均可，特征频率f\(_{T}\)要在200～300MHz范围内。不宜使用3DG56、3DG79等频率特高的管子，因为这类频率特高的管子的结电容很小，极小的结电容变化不能获得很大的频偏，调制效果不好。小话筒可用CRZ—2型微型话筒。线圈L要自制，用一根长125mm的Φ0.51mm的漆包线，在Φ5mm的芯轴上紧绕6匝后脱胎。然后在第二匝处用小刀刮去漆皮，将电容C8的一个端剪成8～10mm长，焊在线圈的第二匝处。天线是一根75cm的细塑胶软线。有条件的话，电路板最好选用环氧板。图3是50×15mm\(^{2}\)的电路板安装图。

除开关外，其它元件均装在电路板上。线圈L的抽头处和电容C8的一端是直接焊在一起的，线圈的两端要刮去漆皮，镀上锡。线圈的抽头处靠近电源正极。所有元件应尽量贴靠在电路板上，元器件的引线应尽量短些，以免增大分布参数的影响。小话筒根据需要可装在电路板上，也可用屏蔽线接在电路板外。电解电容器如果不是小型的，也可横卧在电路板上。两只三极管不能颠倒。

高频电路的调试往往不容易，但是这个无线调频话筒电路是一个成熟的电路，易于做成功。只要元器件正确，装好后通电即可工作。焊接完毕，接上一节电池，测量一下三极管VT1的集电极电压，应为0.8V左右。如果偏差较大，可更换它的基极电阻R4。再测量VT2的发射极电压，应为0.1V左右，如果太小，可更换电阻R4。电路总耗电约为2.5mA。最后调整一下它的发射频率，使它工作在88～108MHz内。首先用一个有调频波段的收音机，与调频无线话筒相距两三米处，慢慢调谐频率寻找发射信号。如果找不到，可将线圈压紧一下或稍稍拉松一下再找。注意发射频率一定要避开电台的工作频率。接收到信号后，可不断增加接收距离。由于工作频率高，周围环境对发射与接收的距离影响很大。在开阔地距离可达一百米，但在楼房中距离会大大减小。当然接收距离和接收机的灵敏度也有很大关系。如果你觉得声音失真较大，你可以调整一下电阻R1，它的阻值可以在10kΩ～100kΩ范围内调整。值得注意的是，由于调频无线话筒的工作频率较高，在电阻、电容相同的条件下，三极管VT2的型号不同，振荡频率可能会有10～15MHz的变化，f\(_{T}\)高的管子振荡频率高，fT低的管子振荡频率低。

使用中不要用手靠近线圈部分，以避免频率漂移。（周海）