姓名:朱定波 学号:210791234
专业:07级电科
简易无线心率监测仪的设计
一,设计目标:
设计一个简易的无线心率监测仪,将监测到的心率通过调频发射机发射到发到附近的心率监测系统(收音机)。
二、电路选择及电路原理分析,电路图,电容电感的选择计算。
图一
图二
图三
考虚到实验用到的器材,图三中仅用一节干电池1.5V作为电源就可以实现,为方便制作,直接选用图三做为制作的电路图。元器件清单如下:
电阻:150Ω两个,2.4K一个,27K一个,33K一个,620Ω一个
电容:102四个,电解电容4.7uf一个,27pf一个,10pf两个,51pf两个三极管:9018两个;话筒一个;电感三个(一个三圈,一个八圈,一个十四圈);天线一条
电路分析:
在第一级电路中,由 Q1,C4,C5,C6,L1组成调频振荡电路,其中c4由于没有24 pF的电容,故选用27pF的电容近似代替。设三极管的极间电容以及电感线圈的匝间电容以及其它分布电容的总等效电容为C0,为了计算方便,选C0=2pF,计算总电容:
其中电感为线圈空心电感,
电感量的计算由以下公式估算出来:l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)
线圈电感量 l单位: 微亨, 线圈直径 D单位: cm, 线
圈匝数 N单位: 匝 线圈长度 L单位: cm
估算得总电容约为34.36pF,线圈绕8圈直径为4mm的空芯电感量计算结果l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)=(0.01*0.4*8*8)/(0.55/0.4+0.44)=0.14105uH 。得理论发射频率为103MHz。
电路后一级为信号放大电路,电感L2的感应电注入Q2中,放大后最终传导到天线中发射出去。
三、焊接调试过程
1,将所有零件放在工作桌上,逐个零件分清楚其数值,然后分类按次序排列好,这样做很有条理,避免焊错零件。
2,按照电路图把元器件在万用板中排好,完整焊接好,在排列中尽量保持器件紧密一些,焊接也要尽量走最短的路线,以减少电路中的寄生电容。
3,焊好后最好先用肉眼检视一切焊接点,是否有假焊,或者焊料用得太多而造成与临近短路,彻底查清楚后,才可进行校准和测试性能,
4,调试中保持线圈电感不被触碰到,接上电池,打开开关,
5,测试步骤是加一条短的天线(或者可以用外接的天线,效果会更好)于底板上调谐-部FM收音机于整个波段上,用手机、电脑等发出一段声音,用收音机寻找该讯号。最好令发射机与收音机保持一定距离,以防止检拾到任何谐波或者侧波。如收音机未能检到载波,表示频率可能太低,将振荡线圈稍为拉长,及再次尝试。
6,一旦检到载波,将发射器摆放在声源可控的场所,比如由一位同学发出声音,另一位同学再用收音机检测,检查电路之灵敏度,话筒之负载电阻(R1)决定灵敏度,灵敏度不够时再适当减小R1的阻值。
四、实际结果
实际测得接收频率为71.9-72.9MHz,手动调节L1,频率可以在70MHZ-88MHz中变化。
五、可改进的地方
1,为方便调节发射频率,可以将c4换为0-27 pF可调电容器。
2,减小R1进一步加强了话筒的灵敏度。
3,改万用板为pcb板,增强工作稳定性。
4,将电路板及电池整个包装起来,美观又结实。
六、参考文献
多功能微型调频发射器--《电子制作》2006年11期
自制一个两米波段简易无线电发射器--高等教育电子音像出版社
七、心得体会
在本次的实验中,在收获知识的同时,还收获了阅历,收获了成熟,在此过程中,我们通过查找大量资料,请教老师,以及不懈的努力,不仅培养了独立思考、动手操作的能力,在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是,在实验课上,我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的,真的是受益匪浅。要面对社会的挑战,只有不断的学习、实践,再学习、再实践。
有时候,一开始调频不出来,但我们不要泄气,慢慢调试,只有掌握了这些最基础的,才可以更进一步,取得更好的成绩。很少有人会一步登天吧。永不言弃才是最重要的。
姓名:朱定波 学号:210791234
专业:07级电科
简易无线心率监测仪的设计
一,设计目标:
设计一个简易的无线心率监测仪,将监测到的心率通过调频发射机发射到发到附近的心率监测系统(收音机)。
二、电路选择及电路原理分析,电路图,电容电感的选择计算。
图一
图二
图三
考虚到实验用到的器材,图三中仅用一节干电池1.5V作为电源就可以实现,为方便制作,直接选用图三做为制作的电路图。元器件清单如下:
电阻:150Ω两个,2.4K一个,27K一个,33K一个,620Ω一个
电容:102四个,电解电容4.7uf一个,27pf一个,10pf两个,51pf两个三极管:9018两个;话筒一个;电感三个(一个三圈,一个八圈,一个十四圈);天线一条
电路分析:
在第一级电路中,由 Q1,C4,C5,C6,L1组成调频振荡电路,其中c4由于没有24 pF的电容,故选用27pF的电容近似代替。设三极管的极间电容以及电感线圈的匝间电容以及其它分布电容的总等效电容为C0,为了计算方便,选C0=2pF,计算总电容:
其中电感为线圈空心电感,
电感量的计算由以下公式估算出来:l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)
线圈电感量 l单位: 微亨, 线圈直径 D单位: cm, 线
圈匝数 N单位: 匝 线圈长度 L单位: cm
估算得总电容约为34.36pF,线圈绕8圈直径为4mm的空芯电感量计算结果l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)=(0.01*0.4*8*8)/(0.55/0.4+0.44)=0.14105uH 。得理论发射频率为103MHz。
电路后一级为信号放大电路,电感L2的感应电注入Q2中,放大后最终传导到天线中发射出去。
三、焊接调试过程
1,将所有零件放在工作桌上,逐个零件分清楚其数值,然后分类按次序排列好,这样做很有条理,避免焊错零件。
2,按照电路图把元器件在万用板中排好,完整焊接好,在排列中尽量保持器件紧密一些,焊接也要尽量走最短的路线,以减少电路中的寄生电容。
3,焊好后最好先用肉眼检视一切焊接点,是否有假焊,或者焊料用得太多而造成与临近短路,彻底查清楚后,才可进行校准和测试性能,
4,调试中保持线圈电感不被触碰到,接上电池,打开开关,
5,测试步骤是加一条短的天线(或者可以用外接的天线,效果会更好)于底板上调谐-部FM收音机于整个波段上,用手机、电脑等发出一段声音,用收音机寻找该讯号。最好令发射机与收音机保持一定距离,以防止检拾到任何谐波或者侧波。如收音机未能检到载波,表示频率可能太低,将振荡线圈稍为拉长,及再次尝试。
6,一旦检到载波,将发射器摆放在声源可控的场所,比如由一位同学发出声音,另一位同学再用收音机检测,检查电路之灵敏度,话筒之负载电阻(R1)决定灵敏度,灵敏度不够时再适当减小R1的阻值。
四、实际结果
实际测得接收频率为71.9-72.9MHz,手动调节L1,频率可以在70MHZ-88MHz中变化。
五、可改进的地方
1,为方便调节发射频率,可以将c4换为0-27 pF可调电容器。
2,减小R1进一步加强了话筒的灵敏度。
3,改万用板为pcb板,增强工作稳定性。
4,将电路板及电池整个包装起来,美观又结实。
六、参考文献
多功能微型调频发射器--《电子制作》2006年11期
自制一个两米波段简易无线电发射器--高等教育电子音像出版社
七、心得体会
在本次的实验中,在收获知识的同时,还收获了阅历,收获了成熟,在此过程中,我们通过查找大量资料,请教老师,以及不懈的努力,不仅培养了独立思考、动手操作的能力,在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是,在实验课上,我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的,真的是受益匪浅。要面对社会的挑战,只有不断的学习、实践,再学习、再实践。
有时候,一开始调频不出来,但我们不要泄气,慢慢调试,只有掌握了这些最基础的,才可以更进一步,取得更好的成绩。很少有人会一步登天吧。永不言弃才是最重要的。