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1、课程设计任务书学生姓名： 业班级： 电信0906 指导教师： 作单位： 信息工程学院 题 目: 多路(或单路)对讲机设计 初始条件： 可选元件：扬声器，集成运放，集成功放（器件选择应满足技术指标）。电容、电阻、电位器若干；或自备元器件。直流电源+9V，或自备电源。可用仪器：示波器，万用表，毫伏表要求完成的主要任务: （1）设计任务根据技术指标和已知条件，完成对多路对讲机的设计、装配与调试。（2）设计要求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，双向对讲，互不影响；工作可靠，效果良好。电源电压：9V，功率0.5W。选择电路方案，完成对确定
2、方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。（用Proteus画电路原理图并实现仿真）。安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。时间安排：1、 2010 年1月11日本班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。2、 2010 年12月31日 至2010年1月7日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。参考文献1. 吴友宇. 模拟电子技术基础. 北京：清华大学出版社，2009 2. 华中科技大学电子技术教研室康华光模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，1986 3. 陈大钦电子技术基础实验电子电
3、路实验、设计、仿真,高等教育出版社，2002年出版指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目录1 模电课设概述11.1 设计背景11.2 设计目的及意义11.3 设计时间11.4 开发环境proteus简介12 课程设计内容12.1 课程设计题目12.2 课程设计统一技术要求12.3 双工对讲机各单元电路介绍12.4 双工对讲机整体电路图12.5 仿真过程及记录12.6 仿真结果分析12.7 实际电路安装与调试13 心得体会14 参考文献1本科生课程设计成绩评定表11 模电课设概述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），
4、而不用互相通过开关切换来一讲一听，实用非常方便。 对讲机主要应用在公安、民航、运输、水利、铁路、制造、建筑、服务等行业，用于团体成员间的联络和指挥调度，以提高沟通效率和提高处理突发事件的快速反应能力。随着对讲机进入民用市场，人们外出旅游、购物也开始越来越多地使用对讲机。 对讲机与手机相比有许多独特的地方： 1）讲机不受网络限制，在网络未覆盖到的地方，对讲机可以让使用者轻松沟通； 2）讲机提供一对一，一对多的通话方式，一按就说，操作简单，令沟通更自由，尤其是紧急调度和集体协作工作的情况下，这些特点是非常重要的。1.2 设计目的及意义(1） 培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真
5、、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。(2）锻炼学生自学软件的能力及分析问题、解决问题的能力。(3）通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。（4） 巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。(5） 为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础基本要求。1.3 设计时间课程设计时间：一周1.4 开发环境proteus简介 PROTEUS软件是由英国LabCenter Electronics公司开发的EDA工具软件，由ISIS和ARES两个软件构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件，ARES是一款高级
6、的布线编辑器，它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计。 通过PROTEUS ISIS软件的VSM（虚拟仿真技术），用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路，以及基于微控制器的系统连同所有外围接口电子元器件一起仿真。 在原理图中，电路激励源、虚拟仪器、图表以及直接布置在线路上的探针一起出现在电路中。任何时候都能通过“运行”按钮或“空格”键对电路进行仿真。 PROTEUS有两种截然不同的仿真方式：交互式仿真和基于图表的仿真。其中交互式仿真可实时观测电路的输出，因此可用于检验设计的电路是否能正常工作。 而基于图表的仿真能够在仿真过程中放大
7、一些特别的部分，进行一些细节上的分析，因此基于图表的仿真可用于研究电路的工作状态和进行细节的测量。 PROTEUS软件的模拟仿真直接兼容厂商的SPICE模型，采用了扩充的SPICE3F5电路仿真模型，能够记录基于图表的频率特性、直流电的传输特性、参数的扫描、噪声的分析、傅里叶分析等，具有超过8000种的电路仿真模型。 PROTEUS软件的数字仿真支持JDEC文件的物理器件仿真，有全系列的TTL和CMOS数字电路仿真模型，同时一致性分析易于系统的自动测试。 PROTEUS软件支持许多通用的微控制器，如PIC、AVR、HC11以及8051；包含强大的调试工具，可对寄存器、存储器实时监测；具有断点调
8、试功能及单步调试功能；具有对显示器、按钮、键盘等外设进行交互可视化仿真的功能。此外，PROTEUS可对IAR C-SPY、KEIL等开发工具的源程序进行调试。 此外，在PROTEUS中配置了各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、频率计，便于测量和记录仿真的波形、数据。2 课程设计内容2.1 课程设计题目多路(或单路)对讲机的设计初始条件：扬声器，集成运放，集成功放。电容、电阻、电位器若干。直流电源+9V可用一起：示波器、外用表、毫伏表2.2 课程设计统一技术要求根据技术指标和已知条件，完成对多路对讲机的设计、装配与调试。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；用扬声器兼做话筒和
9、喇叭，双向对讲，互不影响；工作可靠，采用集成运放和集成效果良好。选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件的选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。(用proteus画电路原理图并实现仿真)安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。2.3 双工对讲机各单元电路介绍2.3.1 电桥电路 图2-1 电桥电路电桥电路如图2-1所示，扬声器（R2）与电阻R1（8），R3（10k）,R4(10k)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V2V1， 式中R/R，R是扬声器部讲话时的等效电阻（8），R是对准扬声器讲话时的
10、电阻变化量。当R很小，即很小时，V2V1V3/4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，R0，电桥失去平衡，V2V10，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R0，电桥输出信号为零，或者说对方的差动放大器输出信号为零，所以不会干扰自方讲话。反之亦然，这就实现了双工对讲互不影响的作用。图中扬声器兼作话筒和喇叭。R15上方的1K电阻以及+9V电源是用来给扬声器提供偏置电压的。2.3.2 前置放大电路 图2-2 前置放大电路F007即uA741通用型集成运放，它
11、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。UA741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。 UA741的两个输入端 各接由100K的电阻R5、R6，一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差动输入电压。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
12、利用叠加原理，得出V1和V2同时作用的结果。 V2作用时，V1=0时，根据虚短和虚断，有 V1作用时，V2=0时，根据虚断和虚短，有 D1、D2为输入保护二极管，限制输入电压幅度。RV1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。2.3.3 功率放大电路原电路图中，音频功率放大电路采用5G37，但由于仿真软件中无此元件。所以proteus仿真小组采用LM386电路，Multisim小组采用TDA2030电路。LM386为低电压音频功率放大器。图2-3 功率放大电路如图2-3所示为LM386外围器件最少的连接方式，其内置电压增益为20倍。若在其1号引脚和8号引脚间接
13、入电阻和电容可将其电压增益提高。采用该连接方式，最小失真率为%0.2。C4为4.7uF为退耦电容，所谓退耦即防止前后电路网络电流大小变化时，在供电电路中所形成的电流冲动对网络的正常工作产生影响。换言之，退耦电容能够有效地消除电路网络之间的寄生耦合。退耦滤波电容的取值通常为4.7-200uF，退耦压差越大，电容的取值应该越大。7号引脚所接为旁路电容，它可将混有高频信号和低频信号的交流信号中的高频成分旁路掉的电容。C2为隔直传交电容，R2为8欧的电阻将其看做扬声器，观察其输出波形。2.4 双工对讲机整体电路图图2-4 双工对讲机整体电路图如图所示为双工对讲机原始电路图。图（5）图2-5替换元件后对讲机电路所示为替换原件后的对讲机电路的一方，另一方电路与此相同。2.5 仿真过程及记录信号源参数：15m,f=500HZ信号源曲线：为一正弦曲线，如图2-6所示。图2-6信号源峰-峰值为15mv 图2-6 信号源仿真波形经uA741前置放大后的曲线如图2-7所示： 图2-7前置放大后波形调节音量大小后的曲线如图2-8：
