有线双工对讲机设计 解光飞
- 格式:doc
- 大小:274.20 KB
- 文档页数:7
双工对讲机的设计与制作1 绪论模拟电子技术课程设计对所学的基础理论知识是一次实践检测的过程。
本次实验课题为双工有线对讲机,完成对多路对讲机的设计、装配与调试。
讲话扬声器通过讲话多路开关把信号送入放大系统,然后经过听话多路开关送入用作听话的扬声器,如果讲话扬声器和听话扬声器的功能互换时,对应的地址也应互换。
系统中还设置禁止使用端,在不使用对讲系统时,该禁止端使讲话多路开关和听话多路开关停止工作。
交换机的全双工是指交换机在发送数据的同时也能够接收数据,两者同步进行,这好像我们平时打电话一样,说话的同时也能够听到对方的声音。
目前的交换机都支持全双工。
全双工的好处在于迟延小,速度快。
在实验理论过程中,我们既可以验证模拟电路理论的正确性和使用性,又可以在此过程中间发现理论中没有遇到过的问题,形成新的解决问题的思路。
通过试验方案的比较与调试,最终取得了成功。
2 系统概述2.1双工对讲机设计的要求及技术指标a.采用集成运放和集成功放及阻容元件等构成对讲机电路,实现甲、乙双方异地有线通话对讲。
b.用扬声器兼作话筒和喇叭,双向对讲,互不影响。
c.电源电压+9∨,Po≤0.5w.工作可靠,效果良好。
d.设计电路所需的直流电源。
2.2 实验设备和仪器VT1~VT4为β=40-60的NPN小功率三极管,0.25W的电阻,消侧音变压器,电话机专用叉簧开关,电池等2.3 工作原理电路包含:话筒电路、话筒放大电路、消侧音电路、功率放大电路、振铃电路等单元电路。
将两部对讲机挂机,合上电源开关S2,系统处于待机状态。
系统中两部对讲机,无主机、分机的区别。
在系统处于待机时,先摘机的一方为主叫方,另一方为被叫方。
现约定:元件代号加“'”者为被叫方元件,无“'”为主叫方元件。
特机工作时,电池组GB、GB'给振铃电路供电;扬声器BL、BL'接在VT4、VT4'的发射极回路中,因电阻R9、R9'将铃声集成电路的控制端TG、TG'置低电位,故IC2、IC2'无铃声信号输出,BL、BL'均不发音。
模电课程设计---双工对讲机的设计河南理工大学万方科技学院模拟电子技术课程设计报告书题目:双工对讲机的设计专业:电气工程及其自动化班级:电气11-1班姓名:程珍珍学号:1116301143指导教师:郭宇摘要双工对讲机是移动通信中一个重要的分支,应用非常广泛,无线电对讲机和其它无线通信工具(如手机)其市场定位各不相同,难以互相取代,还将长期使用下去。
本次课程设计,我研究设计了一款双工对讲机。
从工作原理出发,通过现有学习到的电子系统设计方法, 确立了完整具体的方案。
在具体的硬件设计实现上,分成信号输入、信号放大电路、消侧音电路、输出电路四部分,分别对各个功能模块以信号、控制为联系进行设计。
在硬件设计上,通过主要三极管等器件将各功能模块有机地组织起来共同完成系统需要的功能。
其主要原理为甲方声音信号经过放大电路放大后进入消侧音电路,在消侧音电路的C极端接出一个与乙方进行信号传输的接口,甲方经消侧音后的信号进入功率放大电路并最后由扬声器输出。
乙方电路同甲方,并也在消侧音电路的C极端接出一个与乙方进行信号传输的接口,用导线将两端口相连,信号可经线由甲方传到乙方,并最后通过功率放大器从乙方扬声器传出,而本方由于经过了消侧音电路,无法听见自己的声音。
同理乙方声音从甲方传出,本方听不见自己的声音。
关键词:信号放大三极管消侧音目录一、系统概述 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计目的及意义………………………………………………………………1.3系统原理简介…………………………………………………………………1.4本人工作概述…………………………………………………………………二、设计任务与要求……………………………………………………………………三、系统电路原理框图…………………………………………………………………四、单元电路设计………………………………………………………………………4.1系统电路框图……………………………………………………………………4.2单元电路设计……………………………………………………………………4.2.1放大电路设计………………………………………………………………4.2.2消侧音电路设计……………………………………………………………4.2.3功率放大电路设计…………………………………………………………4.2.4 9V稳压电源的设计………………………………………………………五、仿真与分析…………………………………………………………………………5.1仿真条件…………………………………………………………………………5.2仿真原理图………………………………………………………………………5.3仿真波形图………………………………………………………………………六、实验设计改进………………………………………………………………………七、心得体会……………………………………………………………………………八、参考文献……………………………………………………………………………附录1 系统电路原理图…………………………………………………………………附录2附录3双工对讲机的设计报告一、系统概述1.1设计背景所谓双工对讲,是指使用双方可以同时讲话(就像平日我们打免提电话一样),而不用互相通过开关切换来一讲一听,实用非常方便。
模拟电子技术课程设计论文题目:双工对讲机的设计与制作专业:11电子本小组成员:蒋波201100805039史继鹏201100904042郭玉楠201100805091 指导老师:王丽完成时间:2013年6月24日双工对讲机的设计与制作【摘要】 本设计采用集成运放和集成功放及阻容元件等, 以电桥电路、ua741集成运放电路、LM386功率放大电路等集成了双工对讲机的整体电路,实现了异地双方可以同时讲话互不影响的双工对讲机。
该调频发射机可以应用于外出旅游、商场、购物等。
实际测试表明其具有一定的实用性。
【关键词】 双工对讲 proteus 仿真 前置放大电路 功率放大电路前言双工对讲机是将待传送的音频信号先通过前置放大电路,然后通过功率放大电路,放大到额定的功率, 然后利用天线以电磁波的方式发射出去, 在另一对讲机上接收信号后,通过扬声器播放,实现双工对讲功能。
本设计主要利用模拟电子技术和通信技术, 设计了互不影响的双工对讲机机。
一 双工对讲机的总体设计方案双工对讲机机可以分为以下几个模块: 声电转换电桥电路、前置放大放大电路; 功率放大电路。
各模块之间的关系如图1 所示。
图1-1 双工对讲机机方框图 二 开发环境proteus 介绍Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司)。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年即将增加Cortex 和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。
双工有线对讲机前言1.我们的模拟电子技术课程设计对所学的基础理论知识是一次实践检测的过程。
本次实验课题为双工有线对讲机,完成对多路对讲机的设计、装配与调试。
讲话扬声器通过讲话多路开关把信号送入放大系统,然后经过听话多路开关送入用作听话的扬声器,如果讲话扬声器和听话扬声器的功能互换时,对应的地址也应互换。
系统中还设置禁止使用端,在不使用对讲系统时,该禁止端使讲话多路开关和听话多路开关停止工作。
该系统扩展后可实现——医院病房病员呼唤机。
2.下面我来介绍以下全双工和半双工。
交换机的全双工是指交换机在发送数据的同时也能够接收数据,两者同步进行,这好像我们平时打电话一样,说话的同时也能够听到对方的声音。
目前的交换机都支持全双工。
全双工的好处在于迟延小,速度快。
提到全双工,就不能不提与之密切对应的另一个概念,那就是“半双工”,所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生,举个简单例子,一天窄窄的马路,同时只能有一辆车通过,当目前有两量车对开,这种情况下就只能一辆先过,等到头儿后另一辆再开,这个例子就形象的说明了半双工的原理。
早期的对讲机、以及早期集线器等设备都是实行半双工的产品。
随着技术的不断进步,半双工会逐渐退出历史舞台。
采用集成运放和集成功放及阻容元件等构成对讲机电路,实现双方异地有线通话对讲;用扬声器兼作话筒和喇叭——即全双工。
在实验理论过程中,我们既可以验证模拟电路理论的正确性和使用性,又可以在此过程中间发现理论中没有遇到过的问题,形成新的解决问题的思路。
通过试验方案的比较与调试,最终取得了成功。
可以采用以下方法给对讲机供电:1、3节干电池串联。
2、市售的电源适配器(如果你有录音机、无绳电话等的电源适配器也可以用,手机充电器的也行)。
3、自制直流电源(不如买一个便宜)。
如果你有充电器也可采用蓄电池。
1 实验介绍1.1实验设计的意义有线对讲机在日常生活中应用广泛。
有线对讲机原理简单,设计方便,制作简易,成本低。
北京经济管理职业学院毕业设计题目:双工对讲机姓名:XXX专业:应用电子技术班级:200906251学号:06指导老师:XXX日期:2012.5~2012.6目录北京经济管理职业学院 (1)摘要 (3)1方案设计 (4)1.1无线双工对讲机系统框图 (4)1.2、设计思路 (4)1.3、设计方案的选择 (4)2模电设计背景 (6)2.1设计目的及意义 (6)2.2设计时间:五周 (6)2.3开发环境proteus简介 (6)3、课程设计内容 (8)3.1课程设计题目与要求 (8)3.2实验目的 (8)4.双工对讲机整体电路 (9)4.1双工对讲机仿真图 (10)4.2双工对讲机工作原理 (10)4.3双工对讲机各单元电路介绍 (11)4.3.1 电桥电路(上图为仿真图,下图为原理图) (11)4.3.2前置放大电路 (12)4.3.3功率放大电路 (13)5.元件介绍 (14)5.1运算放大器UA741 (14)5.1.1元器件参数 (14)5.2音频集成功放 (15)5.2.1元器件参数 (15)6电路仿真 (16)6.1仿真数据 (16)6.2仿真结果分析 (19)7.实际电路安装与调试 (20)7.1元件列表: (20)7.2调试环节: (20)8.成品图 (21)9.心得体会 (21)10参考文献 (22)摘要在现在通信中,对讲机是一种近距离的、简单的无线传输通信工具,由于它不需要中转站和地面交换机站支持,就可以进行有效的移动通信,因此深受人们欢迎。
目前,它广泛的应用于公安、民航、运输、水利、铁路、制造、建筑、服务等行业的小范围移动通信工程中。
调频对讲机是通过调节频率和接收频率使一组对讲机功能的无线通信工具。
移动通信技术包括很多种类,无线对讲机也是移动通信中一个重要的分支。
本论文研究设计了一款调频无线对讲机,主要是指导学生选电路,选元器件,组装调配,把移动通信技术以及它的前沿课程:电路分析,模拟电子电路,高频电子电路等结合起来,使学生更直观的了解移动通信,同时也加深理论知识的理解。
模拟电子技术课程设计报告书课题名称 双工对讲机的设计 姓 名贺红兵学 号 1012202-21 院、系、部 通信与电子工程学院 专 业 电子信息工程专业指导教师胡赛纯2011年 12 月18 日※※※※※※※※※ ※※ ※※※※ ※※※※※※※※※2010级电子信息工程模拟电子技术课程设计双工对讲机的设计1 设计目的(1)通过实验了解集成功率放大器的原理以及不同电路形式功放电路特点。
(2)通过实验了解LM1875T集成功率放大器典型电路的应用。
(3)通过实验了解功率放大电路的主要技术指标和测试方法。
2 设计思路目的:设计并制作一对实现甲乙双方异地有线通话的双工对讲机。
采用的是放大电路,消侧音电路,功率放大电路进行电路设计。
原理:甲方声音信号经过放大电路放大后进入消侧音电路,在消侧音电路的C 极端接出一个与乙方进行信号传输的接口,甲方经消侧音后的信号进入功率放大电路并最后由扬声器输出。
乙方电路同甲方,并也在消侧音电路的C极端接出一个与乙方进行信号传输的接口,用导线将两端口相连,信号可经线由甲方传到乙方,并最后通过功率放大器从乙方扬声器传出,而本方由于经过了消侧音电路,无法听见自己的声音。
同理乙方声音从甲方传出,本方听不见自己的声音。
3 设计过程3.1设计方案信号源由发出信号经过放大电路,进入消侧音电路,在经音频放大电路到输出级,原理框图如下图所示。
图1 设计方案3.2 电路的设计(1)放大电路设计:由于条件限制,无法用运算放大电路芯片,则采用三极管放大语音信号。
语音信号范围一般在120mV、600Hz左右,三极管放大20-100倍即可。
我们采用三极管型号2N2221,并在E极与电阻并联一电容以扩大放大倍数。
为使信号放大,三极管的静态工作点必须符合工作时的条件。
VCQ 4.5V,为使计算简便,令R 3=R 4=1k Ω,则V BQ =0.7V+V EQ ,若使I CQ =I EQ =2.13mA ,那么有12V V R2R1=.电路图如图2.F图2 放大电路(2)消侧音电路设计:利用三极管的C,E 极信号反相相消信号。
双工对讲机课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解双工对讲机的工作原理,掌握其通信方式的基本概念。
2. 学生能够描述双工对讲机的组成部分,了解各部分的功能和相互关系。
3. 学生能够解释双工通信与单工通信的区别,并举例说明其在实际中的应用。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,进行双工对讲机的基本操作和调试。
2. 学生能够通过小组合作,设计并制作一个简单的双工对讲机模型。
3. 学生能够运用双工对讲机进行有效沟通,提高信息传递的准确性和效率。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习双工对讲机,培养对通信科学的兴趣和好奇心,激发创新精神。
2. 学生在小组合作中,学会尊重他人意见,培养团队协作能力和沟通能力。
3. 学生能够认识到通信技术在生活中的重要性,增强学以致用的意识。
课程性质分析:本课程为科技制作类课程,结合物理知识和实际操作,旨在提高学生的动手能力和科学素养。
学生特点分析:考虑到学生所在年级的特点,他们对通信技术有一定的好奇心,但相关知识储备有限。
因此,课程设计需兼顾趣味性和实用性。
教学要求:1. 教师需注重理论与实践相结合,提高学生的操作技能。
2. 教学过程中,鼓励学生提问和发表观点,培养其主动学习能力。
3. 教学评价应关注学生在知识掌握、技能运用和情感态度价值观方面的表现,全面评估课程目标的达成情况。
二、教学内容1. 双工对讲机基本概念:介绍双工通信的定义、特点及其在生活中的应用。
- 教材章节:第二章第三节“双工通信原理”2. 双工对讲机工作原理:讲解双工对讲机的工作流程、信号传输方式。
- 教材章节:第二章第四节“双工对讲机工作原理”3. 双工对讲机组成部分及功能:介绍双工对讲机的各部分组成、功能及相互关系。
- 教材章节:第二章第五节“双工对讲机的结构与功能”4. 双工通信与单工通信的区别:通过实例分析,解释双工通信与单工通信的区别。
- 教材章节:第二章第六节“双工通信与单工通信的比较”5. 双工对讲机操作与调试:教授双工对讲机的基本操作方法、调试技巧。
八路全双工电力线载波对讲机电力线载波对讲机既不同于有线对讲机(通过导线将音频信号直接传给对方),也不同于无线对讲机(将音频信号调制到高频载波上.以无线电波的形式发射到空中传给对方),它是利用载波通信原理,通过低压电力线(广播线、闭路电视信号线等亦可)传输载波通信信号。
有线载波通信不需要专门架设通信线路,不会影响原线路的正常工作,比有线通信方便省事,比无线通信设备简单.装调容易,而且输出功率利用率高。
本文介绍的载波对讲机系统共设八个对讲机(根据需要还可以扩展),不需要转接便可任意呼叫对方。
采用全双工通信模式(即双收双发),克服了一般电力载波对讲机,大多采用半双工(甲发乙收或乙发甲收)通信,不能同时听、讲的不足。
同时采用音乐呼叫,只需将对讲机的电源插头插在220v市电插座.使用起来与普通电话机一样方便。
电路采用最优化设计,增加了发射功率,减小了体积、降低了制作成本,通话距离达4-5km,非常适合近距离、小范围通话联络.适合业务制作。
1.工作原理每个对讲机原理电路均如附图所示.由电源、调制发送及接收解调三部分组成。
220v交流市电经电源变压器T2降压、VD2-VD5桥式整流,由稳压集成电路7812稳定为12v为电路供电。
C23~C25为电源滤波、消噪电容,LED8为电源指示发光二极管。
调制发送电路由话筒MIC、音乐呼叫电路、音频放大器及载滤振荡电路等组成。
VT1、VT2为调制管,S1是呼叫按钮.UM66为音乐集成电路(俗称音乐三极管).降压电阻R8可使其②脚获得1.5~3.5V合适的工作电压。
R7是话筒MIC的偏置电阻,语言信号由MIC转换成电信号后(或按S1产生的音乐呼叫信号),经耦合电容C12由③脚送入TDA4920的A放大器.R5、R6、C13为负反馈元件,放大后的音频信号由①脚输出,经C11、R4送至调制管VT1、VT2对高频载波振荡信号进行幅度调制。
VT3、C1~C7、T1的L1、L2等组成载波振荡器,振荡频率范围为100~320kHz,被调制的载波信号经C1~C7和L1构成的并联谐振电路选频,由L4、C20、C21送到220v电力线进行远距离传送。
学号:专业:通信工程姓名:宋腾非线性电子线路实验设计实验名称:双工调频无线对讲机一、实验目的1、在模块实验的基础上掌握调频发射机、接收机,整机组成原理,建立调频系统概念。
2、掌握系统联调的方法,培养解决实际问题的能力。
二、实验内容1、完成调频发射机整机联调。
2、完成调频接收机整机联调。
3、进行调频发送与接收系统联调。
三、实验仪器1、高频实验箱 2台2、双踪示波器 1台四、实验原理图 19-1 无线对讲机原理框图半双工调频对讲机组成原理框图如上图所示,发射机由音源,音频放大,调频、上变频、高频功放等电路组成。
接收机则由高放,下变频、中频放大、鉴频、音频功放、耳机等部分组成。
半双工是指接收与发送共用一个载波信道,但同一时刻只能发送或只能接收的传输方式,从上图中可以看到,发送与接收频率同为10.7MHz,公用一根天线。
收发的切换依靠10号板的J1完成。
J1在没有按下去的情况下为接收状态,按下去为发送。
为了避免自身的发送对接收的干扰,所以加入了电源控制。
电源控制的作用是当接收电路工作时,发送电路关闭,反之亦然。
五、实验步骤1、准备两台实验箱,分别在关电状态下按下表连线:发送部分:2、将3号板S1拨为“01”,S2拨为“01”,2号板SW1拨置“4.5MHz”,SW2拨置“OFF”;5号板SW1拨置“4.5MHz”;10号板SW1拨到上方。
3、打开电源,将1号板信号源调到6.2MHz,RF幅度最大。
4、调整3号板的W2,使TP8频率接近4.5MHz。
5、将2号板的W3旋到1/2处,10号板的W1,W2旋到1/3处。
6、将拉杆天线接到10号板Q1接口。
6、按下10号板的J1,对方应能听到音乐声,然后微调各单元电路,使声音最清晰。
7、将话筒插入10号板“MIC1”,SW1拨到下方实现两台实验箱人声对讲。
六、实验箱整体图实验所接线的是全双工的对讲机,两个实验箱都可以发射信号,接受信号。
七、波形图如图所示,为各个端口的波形图。
有线双工对讲机解光飞 刘畅 李群指导老师:张倩 査长军摘要:有线双工对讲机主要应用于对音频信号的功率放大,本文介绍了具有弱信号放大能力的有线双工对讲机的基本原理、内容和实现过程。
整个电路主要由稳压电源、前置放大器、功率放大器、共三部分构成。
稳压电源主要是为前置放大器、功率放大器提供稳定的直流电源;前置放大器主要是电压的放大;功率放大器实现电流、电压的放大;设计的电路结构简洁、实用,充分利用到了集成功放的优良性能。
关键字:集成运放 功率放大 扬声器一、题目理解与分析1、设计任务用中小规模集成芯片设计并制作一对实现甲乙双方异地有线通话的双工对讲机。
2、设计要求1)用扬声器兼作话筒和喇叭,双向对讲,互不影响;2)对讲距离30m~50m ;3)电源电压为9V ,PO ≤0.5W 。
二、系统方案设计设计有线双工对讲机系统如图2.1所示。
主要由弱声音采集,前置放大器、功率输出放大器、功能切换开关、扬声器、直流稳压供电电路等组成。
图2.1 有线双工对讲机系统框图 其中弱声音采集,弱信号前置放大级完成弱信号的电压放大,功率输出放大级完成弱信号的电压和电流放大,直流稳压电源部分为整个功放电路提供电量。
弱信号前置放大器 功率输出放大功能切换开关弱声音采集甲 自制稳压电源扬声器甲功能切换开关扬声器乙弱声音采集乙 弱信号前置放大器功率输出放大三、模块方案设计3.1 弱声音采集模块设计方案一:采用驻极体电容器麦克风(ECM)工作原理是利用具有永久电荷隔离的聚合材料振动膜。
体积小巧,成本低廉,在电话、手机等设备中广泛使用。
电容式麦克风因灵敏度较高,常用于高品质的录音。
方案二:采用电动式锥形纸盆扬声器电动式锥形纸盆扬声器的工作实际上是把一定范围内的音频电功率讯号通过换能方式转变为失真小并具有足够声压级的可听声音。
同时该种扬声器可以将声音信号转换为电信号。
综合比较,因设计要求用扬声器兼作话筒和喇叭,方案二的设计效果优于方案一,因此采用方案二。
3.2 前置放大模块设计方案一:采用集成运算放大器构成前置放大电路设计前置放大电路的可供选用的集成运算放大器由很多,如National Semiconductor公司的LF347/356/357,Precision Monolithics公司的OP16/37,Signetics公司的NE5532/5534等。
具有带宽高,电压增益高,转换速率快,噪声低和电流消耗低等优点。
方案二:采用专用前置放大器IC构成前置放大电路目前有很多性能优越的专用低频前置放大器IC,如日本夏普公司的IR3R18/16,NEC公司的Μpc1228H,富士通公司的MB3105/06。
其频带BW均能达到30Hz—20KHz,增益高,失真系数小。
综合比较,方案二的设计效果优于方案一,但是专用前置放大器IC价格比较贵,而且采购不便,而集成运放价格便宜,性能高,能够满足题目放大要求,因此采用方案一。
3.3 功率放大模块设计方案一:采用分立元件构成低频功率放大器电路分立元件构成的低频功率放大器电路可分为输入级、功率激励级和OCL输出级三部分。
输入级采用双管差分放大器使电路工作稳定,功率激励级采用互补复合管推挽输出电路来提高线性放大及降低波形失真,而输出级采用直接耦合形式确保电路的低频响应。
这种方案的优点在于反馈深度易控制,故放大倍数易控制。
且失真度可以做到很小,使音质很纯净。
但外围元器件较多,调试要困难很多。
方案二:采用集成运放构成低频功率放大器电路LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。
为使外围元件最少,电压增益内置为20。
但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至200。
输入端以地位参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在6V电源电压下,它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。
特性(Features):* 静态功耗低,约为4mA,可用于电池供电。
* 工作电压范围宽,4-12V or 5-18V。
* 外围元件少。
* 电压增益可调,20-200。
* 低失真度。
综合比较,方案一电路复杂,调试难度非常大,而方案二电路简单,易于调试。
因此,采用方案二。
四、硬件电路设计设计要求有线双工对讲机输出功率小于0.5W,需要放大电路才能完成。
在额定输出功率Por = 0.5W时,在RL = 8Ω上的正弦波输出电压幅值为Uom = √2×Por×RL = √2×0.5×8 = 2.818 V语音信号范围一般在10mV,整个放大器需要的电压倍数为Av = Uom / Vin = 2.818÷(10×10-3) = 282 倍42dB的增益需要在弱信号前置放大器和功率输出放大中进行分配,按照一般情况,功率输出级的增益为20dB左右,前置放大级需要承担22dB以上的增益。
4.1 前置放大电路设计为了提高前置放大器电路的输入电阻和共模抑制性能,减少输出噪声,采用集成运算放大器构成前置放大电路必须采用同相放大电路结构,为尽可能保证不失真放大,电路采用两级运算放大器电路A1和A2。
电路如图4.1.1所示。
图4.1.1 前置放大电路由上分析,两级前置放大器的增益安排在20dB左右,每级10dB左右,以保证充分发挥每级的线性放大性能并满足带宽要求。
电路采用两级NE5532(A和B)构成,各级均采用固定增益加输出衰减组成,当输入Vin,p-p =10mV时,输出V o,p-p ≥0.1V。
4.2 功率放大电路设计低频功率放大电路采用集成功放LM386,与通用型集成运放相类似,它是一个三级放大电路。
第一级为差分放大电路,T1和T3、T2和T4分别构成复合管,作为差分放大电路的放大管;T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载;T3和T4信号从管的基极输入,从T2管的集电极输出,为双端输入单端输出差分电路。
使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载,可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。
第二级为共射放大电路,T7为放大管,恒流源作有源负载,以增大放大倍数。
第三级中的T8和T9管复合成PNP型管,与NPN型管T10构成准互补输出级。
二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压,可以消除交越失真。
引脚2为反相输入端,引脚3为同相输入端。
电路由单电源供电,故为OTL 电路。
输出端(引脚5)应外接输出电容后再接负载。
电阻R7从输出端连接到T2的发射极,形成反馈通路,并与R5和R6构成反馈网络,从而引入了深度电压串联负反馈,使整个电路具有稳定的电压增益。
通过接在1脚、8脚间的电容(1脚接电容+极)来改变增益,接10uF的电解电容,使电压增益为200倍。
4.3 稳压电源电路设计系统需要电源提供±9V的电压,采用传统的电源制作电路,先由变压器降压,再经电桥整流,滤波,采用可调式三端集成稳压器LM317和LM337。
电源电路图如附件所示。
六、系统测试6.1 测试仪器表6.1.1 测试所需仪器仪表列表序号仪器名称仪器规格数量备注1 数字示波器TDS2012 C044955 1 泰克科技(中国)有限公司2 函数信号发生器 13 线性失真仪 14 万用表DT9205A+ 1 山创/H.NEYTEK函数信号发生器用以提供5~70mV的正弦信号外部输入,三通道泰勒示波器用以检测波形及其相关参数,万用表作为辅助工具。
6.2 测试方法及数据记录与处理弱声音信号输入电压幅度为5~70mV,等效负载电阻RL=8Ω。
(1)输入弱声音信号幅值为30mV时,输出功率输出正弦信号幅值为V om = 5.6V,则输出功率Por = V o m·V o m/RL /2 = 2.8×2.8÷8÷2= 0.49 W(2)带宽BW通过函数信号发生器和泰勒示波器测试,带宽BW能142Hz~67KHz。
函数信号发生器的失真度为4%。
用中间值30mV测试。
频率Hz 20 40 80 142 200 2K 20K 67.2K 输出电压V 0.96 1.8 2.9 3.3 4.2 4.72 4.6 3.3失真度% 5.2 1.6 1.5 1.7 1.6 1.5 4.7 4.4七、总结通过这几天的学习,我终于完成了此次项目任务。
看着自己的劳动成果,心里甭提有多高兴拉!从最初的选题,到制作过程,再到完成最后的报告书等等过程,充分地锻炼了我独立思考和实践操作的能力,让我了解到自己在学习当中的不足和弱点,可以及时地针对自己的不足加以弥补,更加牢固地掌握所学知识和技能。
同时也让我认识到想要更好的掌握和灵活运用这门知识,需要不断的学习和实践。
我相信在以后的日子里通过自己不断的努力,一定可以获得更大的进步,取得理想的成绩!八、参考文献【1】康华光. 电子技术基础数字部分. 高等教育出版社,2009【2】赵亮,侯国锐. 单片机C语言编程与实例,北京.人民邮电出版社.2003 【3】康华光. 电子技术基础(模拟部分)(第五版). 高等教育出版社,2009【4】黄智伟.全国大学生电子设计竞赛系统设计.北京航空航天大学出版社,2006附件:附件一:部分模块电路图和系统总图1、弱信号前置放大器电路图2、功率输出放大电路图3、电源电路图附件二:元器件清单序列器件名称数量备注1 LM386 2/片2 LM317 1/片3 NE5532P 2/片4 LM337 1/片5 发光二极管6/只6 整流二极管4/只1N40077 电位器若干5K/10K/50K8 瓷片电容若干9 电解电容若干10 普通电阻若干11 短路帽若干。