课程设计最终版本

电子技术课程设计电子技术课程设计成绩评定表设计课题：双工对讲机学院名称：电气工程学院专业班级：测控1404学生姓名：吕鹏学号：201423030415指导教师：高云婷、王艳设计地点：31-521设计时间：2016-7-7～2016-7-15指导教师意见：成绩:签名：年月日电子技术课程设计1电子技术课程设计课程设计名称：双工对讲机专业班级：测控1404学生姓名：吕鹏学号：201423030415指导教师：高云婷、王艳课程设计地点：31-521课程设计时间：2016-7-7～2016-7-15电子技术课程设计2电子技术课程设计任务书学生姓名吕鹏专业班级测控1404学号201423030415题目双工对讲机课题性质工程设计课题来源自拟指导教师高云婷、王艳主要内容（参数）⑴元件采用集成运放和集成功放及电阻、电容等，实现甲、乙双方异地有线通话对讲功能；⑵用扬声器兼作话筒和啦叭，双向对讲，互不影响；⑶电源电压选用+9V，输出功率≥0．5W，工作可靠，效果良好；⑷设计电路所需的直流稳压电源（即+9V电源）；任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。第5-6天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅合理。主要参考资料[1]康华光．电子技术基础（模拟部分）（第5版）[M]．北京：高等教育出版社，2004[2]阎石．数字电子技术基础（第5版）[M]．北京：高等教育出版社，2006[3]陈光明.电子技术书课程设计与综合实训[M]．北京航空航天出版社.2007审查意见系（教研室）主任签字：年月日电子技术课程设计3目录一设计任务与要求..................................................................................41.1双工对讲机介绍............................................................................41.2设计任务与要求............................................................................5二方案设计与分析论证..........................................................................52.1设计分析........................................................................................52.2方案的分析与比较........................................................................62.3方案的选择....................................................................................8三单元电路的设计..................................................................................83.1前置放大电路的设计....................................................................83.2声电转换电路的设计..................................................................103.3功率放大电路的设计..................................................................123.4流稳压电源电路设计..................................................................13四整机电路图.........................................................................................144.1总原理图......................................................................................144.2元件清单......................................................................................15五课程设计心得体会............................................................................16参考文献:.................................................................................................17电子技术课程设计4一设计任务与要求1.1双工对讲机介绍双工对讲机是指使用双方可以同时讲话，而不用互相通过开关切换来一听一讲。双工对讲机主要应用于对音频信号的功率放大，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。声电转换电路功率放大器前置放大器功率放大器直流电源电路声电转换电路前置放大器甲乙电子技术课程设计51.2设计任务与要求R11kΩR510kΩR168ΩR410kΩR7100kΩR9100kΩC1100nFXLV3microphoneXLV2XLV1microphoneXLV4speakerD1DIODE-VIRTUALD2DIODE-VIRTUALR111MΩR2510kΩR121MΩC310uFR2110kΩR1910kΩR2610MΩ-2+347156U1741...R231kΩ9VVSSVEEVCCVSS9V-9VVEE9VVSSVCCVSS50%50%9V-9V9V9VspeakerR21kΩR310kΩR10100kΩR178ΩR810kΩC13100nFR3100kΩR131MΩD5DIODE-VIRTUALD6DIODE-VIRTUAL-2+347156U2741R141MΩR221kΩR1810kΩR2410MΩR2010kΩ+3-24111U3ALM324ADR2710kΩ+3-24111U4ALM324ADC210uF⑴元件采用集成运放和集成功放及电阻、电容等，实现甲、乙双方异地有线通话对讲功能；⑵用扬声器兼作话筒和啦叭，双向对讲，互不影响；⑶电源电压选用+9V，输出功率≥0．5W，工作可靠，效果良好；⑷设计电路所需的直流稳压电源（即+9V电源）。二方案设计与分析论证2.1设计分析设计主要采用扬声器兼作话筒和喇叭作为人音频信号的采集接受转换装置，集成运放及电阻、电容等构成对微弱声音信号的前置放大电路，对信号进行适当的放大，再由集成功放及电阻、电容等构成电子技术课程设计6功率放大电路对经前置放大的音频信号进行功率放大，然后推动扬声器工作，从而实现异地有线通话。直流稳压电源部分为整个功放电路提供电量。2.2方案的分析与比较方案一：用电桥构成测量电路，对由扬声器产生的微弱信号进行测量，然后经过集成运放UA741进行电压放大，然后再经集成运放386D进行功率放大，推动扬声器工作。但是，这个电路的设计虽然考虑到了所有设计要求，符合了要求，电路结构也比较简单，但是这个方案有几个缺陷：一个是用扬声器兼作话筒和喇叭，理论上是可以实现的，但实际中实现可能性不高，一般的扬声器感应声音信号的灵敏度不是非常高的，一般达不到比较理想的效果；其次是对扬声器中的微弱信号用电桥进行测量要求电桥要达到平衡，这在一般的现实电路板制作中很难以实现；再者是该电路中两个扬声器在同一回路中，一边的声音信号对另一边都会产生影响，这是该电路的极大缺陷。考虑到这么多的原因，这个方案不适合采用。方案二：考虑到方案一的缺陷，决定将用扬声器兼作话筒和喇叭改为用驻极话筒充当话筒，扬声器制作喇叭，使用四条线来连接两个对讲机。设计思路如图所示，任何时候都可在A至B和B至A两个方向上电子技术课程设计7同时进行信息的传输。A方利用声音传感器MICA将语音转换成电信号，然后经音频功率放大器A把电信号传送至B方，扬声器B将电信号转换成声音信号使B方得以接收。与此同时，B方可利用MICB将语音信号传送给音频功率放大器B，再由扬声器A输出。采用此传输方式的对讲机，称为全双工对讲机。运用全双工通信方式可以使信息的传输速度提高一倍，但通信所需的硬件资源增加了好多。这是由于双方向的通信通路在任何时刻都是导通的，则在A方讲话时，信息在经音频功放A传输给扬声器B时，也经MICB和音频功放B传输回扬声器A，整个对讲系统形成了一个闭环的正反馈，使之不能正常工作。此现象称为侧音。为防止侧音的出现，在每一通信通路中需增加一套消侧音电路。这样就可以去除一些侧音。电子技术课程设计82.3方案的选择综合以上的分析与论证，本设计采用方案二，这样不会产生侧音，并且传输信号比较稳定。三单元电路的设计3.1前置放大电路的设计既要选择所需要的音源信号并前置放大到额定电平，又要进行各种音质控制，以美化音质前置放大器是放大电压，是各种音源设备和功率放大器之间的链接设备，音源设备的输出信号电平都比较低，不能推动功率放大器正常工作，而前置放大器正是起到信号放大的作用。电子技术课程设计9（1）741通用型集成运放，它是一种具有高开环增益，高输入电压范围，有内部频率补偿，高共模抑制比，有短路保护，不会出现阻塞且便于失调电压调零等特点的高性能集成运放。（2）741的7号引脚和4号引脚为偏置端，接入正负9V的电源。1号和5号引脚为调零端。（3）741的两个输入端各接由100K的电阻R7、R9，一方面是配合反馈电阻1M来决定输出的电压的表达式，事实上，由于它们满足一定比例关系，增益放大的倍数是不变的。另一方面，为了保证运算放大器的两个差动输入端处于平衡工作状态，避免输入偏流产生附加的电子技术课程设计10差动输入电压。（4）采用差动输入的方式，运算放大器工作于线性区，线性电路的叠加原理适用于此处，即可求出V1和V2分别作用时VO的结果，然后利用叠加原理，得出V1和V2同时作用的结果。（5）D1、D2为输入保护二极管，限制输入电压幅度。（6）R23为滑动变阻器，作用是用来调节进入音频功率放大级的信号大小。即调节音量大小。（7）放大倍数为10倍。3.2声电转换电路的设计电子技术课程设计11电桥电路如上图所示，麦克风与电阻R4（10kΩ），R5（10kΩ）,R16(8Ω)组成电桥电路。由于电桥电阻远小于差动放大器的输入电阻，故差动放大器对电桥的负载效应可以不考虑。电桥的输出电压V2－V1＝)21(421233VRRRRV（式1）,式中δ＝ΔR/R（式2），R是麦克风部讲话时的等效电阻（8Ω），ΔR是对准扬声器讲话时的电阻变化量。当ΔR很小，即δ很小时，V2－V1＝V3δ/4（式3）可见差动放大器的输出信号与扬声器电阻相对变化率成正比。当自方对准扬声器讲话时，ΔR≠0，电桥失去平衡，V2－V1≠0，该信号经过前置放大电路电压放大，再经音频功率放大，传输到对方扬声器去，即对方就可听见自方的讲话声音。因此此时，对方没有对准扬声器讲话，故对方Δ