2010-11-03 23:06:32| 分类： 音响杂烩 | 标签： |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
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。
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。
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LED，电池正常时（指电池电压），红灯亮，电池不正常时（指电池电压低于8V），绿指示灯亮，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；
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LED，电池正常时（指电池电压），红灯亮，电池不正常时（指电池电压低于8V），绿指示灯亮，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：
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。
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。
解决办法：更换IC3，问题解决。
维修2：电源显示正常，首先检查振荡部份，测试VT3电压，电压正常，若无振荡，替换X1，接收机输出正常（参靠图6）。
原因：X1器件失效，无线话筒因多次摔落或碰撞，容易引起晶振损坏。
解决办法：更换X1，问题解决。（注意更换晶振必须选用相同频率）
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。
解决办法：更换IC3，问题解决。
维修2：电源显示正常，首先检查振荡部份，测试VT3电压，电压正常，若无振荡，替换X1，接收机输出正常（参靠图6）。
原因：X1器件失效，无线话筒因多次摔落或碰撞，容易引起晶振损坏。
解决办法：更换X1，问题解决。（注意更换晶振必须选用相同频率）
维修3：电源显示正常，首先检查振荡部份，振荡正常，接收机无输出，替换X2，接收机输出正常。
原因：X2器件失效，无线话筒因多次摔落或碰撞，容易引起晶振损坏。
解决办法：更换X2，问题解决。（注意更换晶振必须选用相同频率）
维修4：发射机电源显示正常，接收机显示正常，但接收机无输出，替换MIC（咪芯），接收机输出正常。
原因：MIC器件失效或话筒摔落或碰撞，容易引起MIC损坏。
解决办法：更换MIC，问题解决。
故障无线话筒品牌3：使用时有杂音，信噪比低。
维修：发射频率稳定准确，供电基本正常，接收本振频率也稳定准确，这说明该机高频部分基本正常，问题应在音频处理和解调 部分。将发射器拾音头去掉，输入1K音频信号，用示波器沿信号通路检测，当检测到电子开关后时，波形异常，则故障应在电子开关本身，该电子开关为三极管复合组成，用示波器监视波形，一个一个地用手摇器件，当摇至10uF电解电容时，波形正常，故障应在该电容，取下印制板察看，发现电容有只脚虚焊，重新焊接后正常。
原因：X2器件失效，无线话筒因多次摔落或碰撞，容易引起晶振损坏。
解决办法：更换X2，问题解决。（注意更换晶振必须选用相同频率）
维修4：发射机电源显示正常，接收机显示正常，但接收机无输出，替换MIC（咪芯），接收机输出正常。
原因：MIC器件失效或话筒摔落或碰撞，容易引起MIC损坏。
解决办法：更换MIC，问题解决。
故障无线话筒品牌3：使用时有杂音，信噪比低。
维修：发射频率稳定准确，供电基本正常，接收本振频率也稳定准确，这说明该机高频部分基本正常，问题应在音频处理和解调 部分。将发射器拾音头去掉，输入1K音频信号，用示波器沿信号通路检测，当检测到电子开关后时，波形异常，则故障应在电子开关本身，该电子开关为三极管复合组成，用示波器监视波形，一个一个地用手摇器件，当摇至10uF电解电容时，波形正常，故障应在该电容，取下印制板察看，发现电容有只脚虚焊，重新焊接后正常。
原因：电容有只脚虚焊，引起供电不正常，形成工作时，信号失真。
解决办法：补焊电容，问题解决。
故障4：故障现象：无线话筒声音失真。
维修：声音失真，引起的原因较多，前提接收机正常，首先检查供电部分，电池电压不够很容易引起声音失真和噪声，在电池供电正常的前提下，应重点检查MIC，使用方法，代换法。
原因：MIC是精密器件，用户在使用时不够小心，摔落、碰撞，很容易造成无声，或声小或声音不正常，凡是摔过的话筒出现音 质不对，首先应考虑更换话筒咪头。
解决办法：更换MIC，问题解决。
四、结语
尽管市面上的各种无线话筒品牌繁复、种类繁多、型号不一，但其发射机的工作原理是相似的，其系统电路也是由几大相关电路组成：如电源电路，音频放大、压缩、调制电路、倍频电路、功率放大等电路组成。
希望笔者自绘的H-8.1无线话筒的电路图及相关分析，与一些故障处理建议，能够在市面上无线话筒的电路图与电路分析少之又少的情况下，对广大同行在日常使用、检修无线话筒，
解决办法：补焊电容，问题解决。
故障4：故障现象：无线话筒声音失真。
维修：声音失真，引起的原因较多，前提接收机正常，首先检查供电部分，电池电压不够很容易引起声音失真和噪声，在电池供电正常的前提下，应重点检查MIC，使用方法，代换法。
原因：MIC是精密器件，用户在使用时不够小心，摔落、碰撞，很容易造成无声，或声小或声音不正常，凡是摔过的话筒出现音 质不对，首先应考虑更换话筒咪头。
解决办法：更换MIC，问题解决。
四、结语
尽管市面上的各种无线话筒品牌繁复、种类繁多、型号不一，但其发射机的工作原理是相似的，其系统电路也是由几大相关电路组成：如电源电路，音频放大、压缩、调制电路、倍频电路、功率放大等电路组成。
希望笔者自绘的H-8.1无线话筒的电路图及相关分析，与一些故障处理建议，能够在市面上无线话筒的电路图与电路分析少之又少的情况下，对广大同行在日常使用、检修无线话筒，
及处理相关问题时，有所启示。
同时，在使用无线话筒时，要尽量注意以下事项：
1、安装时将接收机尽量置于高处，利于发射信号接收，因为无线话筒发射频率较高、属于直线接收，且接收机不要太靠近墙壁或金属物质，以免发射信号被阻隔和吸收。
2、发射器电池安装时注意极性正确，若长期不使用时将电池取出，避免电池漏液损坏电路板。
3、使用手持式发射器时，请勿将手握在发射器末端天线部位，避免影响电波传送效果。
4、无线话筒之腰挂发射器，领夹式或头戴式麦克风线即是音频信号传输线同时也作为发射天线使用，因此线长度请勿任意更改，以免影响天线发射效果。
同时，在使用无线话筒时，要尽量注意以下事项：
1、安装时将接收机尽量置于高处，利于发射信号接收，因为无线话筒发射频率较高、属于直线接收，且接收机不要太靠近墙壁或金属物质，以免发射信号被阻隔和吸收。
2、发射器电池安装时注意极性正确，若长期不使用时将电池取出，避免电池漏液损坏电路板。
3、使用手持式发射器时，请勿将手握在发射器末端天线部位，避免影响电波传送效果。
4、无线话筒之腰挂发射器，领夹式或头戴式麦克风线即是音频信号传输线同时也作为发射天线使用，因此线长度请勿任意更改，以免影响天线发射效果。
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