《电子装置设计报告-双工对讲机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子装置设计报告-双工对讲机（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电电子子装装置置设设计计报报告告双双工工对对讲讲机机专业： 姓名： 学号： 时间： 1目目 录录一、设计任务与要求-2二、设计内容-2 三、设计总结-11四、设计参考资料-122一一. .设计任务与要求设计任务与要求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；1)用扬声器兼作话筒和啦叭，双向对讲，互不影响；2)电源电压选用+9V，输出功率05W，工作可靠，效果良好；3)设计电路所需的直流稳压电源（即+9V 电源） ；二设计内容设计内容2.2.方案论证：方案论证：2.12.1 设计原理：设计原理：本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
2、，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。本双工对讲机的设计框图如下：图 2-1 对讲机设计框图声电转换 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32.22.2 方案选择：方案选择：2.2.1 方案一：采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。电路图设计如附录图一所示。图 2-1-1 方案
3、一原理图该电路的设计虽然考虑到了所有设计要求，电路结构也比较简单，但是此方案有三个缺陷：一是用扬声器兼作话筒和喇叭，在理论上可行，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很高，一般达不到比较理想的效果；二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，这在一般的电路板制作中比较难以实现；三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，这是该电路的最大缺陷。考虑到上述原因，该方案不适合采用。2.2.2 方案二：考虑到上述方案的缺陷，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，通过下面的电路来实现：4图 2 -2-2 方案
4、二原理图3.3.过程设计论述：过程设计论述：3.13.1 设计方案详细描述：设计方案详细描述：本设计采用方案二，具体过程如下：考虑到实际状况，用话筒作为声音信号的接受和转换装置，然后通过集成运放对话筒中微弱的电信号进行功率放大，最后由扬声器将放大后的电信号转化为声音信号输出，从而实现甲乙双方的短距离通话，这只是实现了“单工”对讲，即有一方只能说而另一方只能听。接下来，再做以同样的“单工”对讲机，然后把它与第一个单工对讲机的话筒端与扬声器端对调。这样双工对讲机就大体实现了，在用两个单刀双掷开关对其进行控制，便可实现甲乙双方的短距离有线通信了，双方间可同时通话互5不干扰。3.23.2 元器件选择：
5、元器件选择：3.2.1 话筒选择：本设计采用驻极话筒，因为驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。驻极体话筒与电路的接法有两种：源极输出与漏极输出。源极输出类似晶体三极管的射极输出。需用三根引出线。漏极 D 接电源正极。源极 S 与地之间接一电阻 Rs 来提供源极电压，信号由源极经电容 C 输出。编织线接地起屏蔽作用。源极输出的输出阻抗小于 2k，电路比较稳定，动态范围大。但输出信号比漏极
6、输出小。漏极输出类似晶体三极管的共发射极放入。只需两根引出线。漏极 D 与电源正极间接一漏极电阻RD，信号由漏极 D 经电容 C 输出。源极 S 与编织线一起接地。漏极输出有电压增益，因而话筒灵敏度比源极输出时要高，但电路动态范围略小。Rs 和 RD 的大小要根据电源电压大小来决定。一般可在 2251k 间选用。例如电源电压为 6V 时，Rs 为 47k，RD 为 2。2k。图 3 输出电路中，若电源为正极接地时，只须将 D、S 对换一下，仍可成为源、漏极输出。一声控电路前置放大级中驻极体话筒的源极输出和漏极输出的两种不同的接法，最后要说明一点，不管是源极输出或漏极输出，驻极体话筒必须提供直流
7、电压才能工作，因为它内部装有场效应管。 6图 3-2-1 驻极话筒接线图 由上述分析并会结合本次设计对讲机的性能要求：驻极话筒采用漏极输出接法，以后的较高的电压增益。 （即接法 2）3.2.2 集成运放选择：集成运放选用 386D，因为 386D 音频功率放大器主要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的电阻和电容，便可将电压增益调至任意值，直至 200.输入端以地为参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半。在 6 V 电源电压下，它的静态功耗仅为 24mW，使得 386D 特别适合于电池供电的场合。386D 有如下特点：1.静态
8、功耗低，约为 4mA，可用电池供电。2.电压增益由 20 200 可调3.电源电压范围宽,Vcc=412V4.外围元件少结合 386D 的这些优点，本次设计集成功放选用 386D，因为要使扬声器正常工作，需要使得功放增益足够大，所以选用下如图对 386 D 进行连接。73.2.3 扬声器选择：扬声器选用 8，0.5W 的普通扬声器3.2.4 其它器件选择：剩下的元件主要是电阻和电容，由于本次设计精度要求不高，为减小成本，都选用普通型合适阻值或容值的电阻或电容。经过上面的描述，完整的电路图如下：图 4-2-4 双工对讲机原理图3.33.3 直流稳压电源设计：直流稳压电源设计：3.3.1 设计要求
9、：输出+9V 电压，输出功率0.5W，工作可靠，效果良好器件选择：3.3.2 器件选择：根据电源的设计要求，选用三端式集成稳压器 LM7809CT 为电源的核心器件，因为它的主要参数有：输出直流电压+9V，输出电流8L：0.1A，M：0.5A，电压调整率为 10mV/V，输出电阻 Ro=0.15,输入电压 Vi的范围为 1216V。因为一般 Vi 要比 Vo 大 35V，才能保证集成稳压其工作在线性区。变压器采用 n=Ui/U1=220/16=14,输出 16V 的交流电压，整流部分采由四个二极管组成的桥式整流器， ，滤波电容 C1、C3 一般选几百到几千微法，这里选用 100uF。由于稳压器
10、距离整流滤波电路较远，输入端接入电容器 C2（数值为0.33uF）用以滤除输出端的高频信号，改善电路的暂态响应。具体电路图如下：图 3-3 直流稳压电源电路图4.4.结果分析：结果分析：4.14.1 直流稳压电源仿真图如下：直流稳压电源仿真图如下：图 4-1-1 V1 与 V2 的的仿真图9图 4-1-2 V2 和 V3 的仿真图图 4-1-3 V3 和 Vo 的仿真图由上面三个电压的图形关系并结合直流稳压电源电路图可知其依次为：变压、整流、滤波稳压电路，最终使 220V/50Hz 的交流电变成+9V 的直流稳压电，实现了设计要求。4.24.2 双工对讲机双工对讲机: :通过设计的电路原理图，
11、制作成实物，加上+9V 直流电压，进行调试结果如下：一个人用驻极话筒讲话在一边讲话，另一个人在对面的扬声器旁听，只听见“嗡嗡”的噪音，但若是对着话筒打口哨，扬声器那边会传出清新嘹亮的口哨声。然后两人相互对对方打口哨，都能从自己那边的扬声器清楚地听到对方的声音。出现双方话语不能相互长达的主要原因可能有两点：一是人说话时声音的频率变化太快，电路来不及感应；二是人正常说话时话筒接收到的声音信号非常微弱，经运放放大时被噪声信号干扰。下面为测定的对讲机输出波形曲线：10Uo/mvUo/mvUo/mvUo/mvT/msT/msT/msT/ms图4-2-1 当输入信号幅值为20mV频率小于20Hz的正弦波时
12、输出波形图4-2-2 当输入信号幅值为20mV频率在2010000Hz的正弦波时输出波形图4-2-4 当输入信号幅值大20mV频率频率为300Hz的正弦波时输出波形图4-2-3 当输入信号幅值为20mV频率大于10000Hz的正弦波时输出波形由图 4-2-14-2-4 可知：当输入信号频率过（小于 20Hz）时，受外界噪声信号干扰厉害，输出波形很不稳定；当输出信号大小适中（频率在 201600Hz左右）时，输出波形没有失真，能够精确地放大话筒感应的信号；当频率过大时，输出波形出现如图 4-2-3 所示的失真情况；但当频率适中(在此取频率为300Hz)同时增大信号的电压幅值时，输出波形逐渐出现失
13、真，如图 4-2-4 所示。11因为人的正常声音在 300Hz3400Hz 之间，通过波形分析可知该对讲机性能不是很理想，需要进一步改进。三设计总结三设计总结本次课程设计基本完成了设计的两大要求：双工对讲机和直流稳压电源。在对讲机设计部分重点应用了驻极话筒、集成运放 386D 和普通的扬声器这三个核心器件，完成了对声音信号的转换、放大和输出，从原理上实现了对讲机的基本功能。在直流稳压电源设计部分中，主要在于三端稳压器件 LM7809CT 的选择，通过该器件直接可输出+9V 的直流电，只要保证其工作在线性区即可。其他器件都是围绕该器件展开的。这次设计使我对电子技术课程，尤其是模拟电路中学过的知识有了更深刻的掌握，并学会了将理论知识用于实践，解决实际问听的能力。此外，我还意识到对一个电路的设计，首先要从其要求入手，明白要达到的目的，然后确定方案，选择核心器件，在围绕核心部件展开整个电路原理图的设计，在进行参数进算并仿真，制作实物和调试。12四参考文献1.电子技术基础 （模拟部分） 主编：康华光 高等教育出版社2.新型集成电路及其应用实例 何希才 编著 科学出版社
