简易 助听器 设计报告书.doc

广西交通职业技术学院信息工程系作品设计报告书课程名称 模拟电子技术 题 目 简易助听器设计 班 级 电信2010班 学 号 20100405055 姓 名 杨旭涛 指导老师 宋春胜 二一年十二月简易助听器摘 要：该助听器由分立元件构成，线路简单，体积小巧。前级由两个三级管组成前级电压放大。第三个三级管作功率放大器。声音信号经功放后用8立体声耳机收听，具有音量调整功能和接电话功能。可由1.5V的AA电池供电，体积小巧，原件少，适合初学者制作。当电池电压下降到1.1V时，耳机内的话音仍然响亮，清析！关键词：功放 助听器 接电话 清析Simple HearingAbstract：This hearing aid constituted by discrete components, line simple and compact. Front-stage consists of two triode fore voltage amplifier. The third triode amplifier. Sound signal amplifier with 8 stereo headphones to listen to, volume adjustment and phone features. When the hearing aid function, measured voltage for Q1, Q2, the collecting electrode is approximately 0.5V, the quiescent current 10mA. 1.5V AA battery-powered, compact, less original, making for beginners. When the battery voltage drops to 1.1V, still loud voice in the headphones, clear analysis!Keywords：Amplifier Hearing Answer the phone Clear目 录1 设计目标.41.1十设计要求42 设计方案论证与选择.42.1 放大电路.42.1.1 共射极放大电路.42.1.2 共集极放大电路.42.1.3 共基极放大电路.42.2耦合电路 .42.3工作原理 .52.4 创新设计.53 硬件电路的设计.53.1 前级放大电路的设计.53.2 后级放大电路的设计63.3 声音采集电路的设计63.4 焊接过程63.5 调试过程74 调试过程分析.75 设计制作总结.86 致谢词. 87 参考资料.8附录一：系统电路图.9附录二：元件清单.10附录三：使用说明.111 设计要求要求：电源可以用干电池代替，便于携带；当一方对讲时，另一方通过耳机可以清晰接收；具有电源指示功能；可以调节接听音量2 设计方案的论证与选择2.1 放大电路2.1.1方案一：共射极放大电路原理：微小的电流信号通过B级放大后从C级输出，再由RC将放大后的电流转变成电压放大，实现放大的作用。优点：电压、功率增益很大，应用广泛。缺点：c、b两极间存在极间电容，对高频信号衰减很大。2.1.2方案二：共集极放大电路原理：由于基极和集电极输入信号，从发射极和集电极输出信号，集电极是输入回路和输出回路的公共端。优点：输入电阻高、输出电阻低。缺点：不适宜接一个低输入电阻的放大电路。2.1.3方案三：共基级放大电路原理：由发射极输入信号，由集电极输出信号，基极是交流通路的公共端。优点：频率响应好；输出与输入电压相同。缺点：不适宜作为低频放大电路。经比较，共射极放大电路增益较大，比较满足设计要求。因此选择方案一。2.2 耦合电路2.2.1方案一：阻容耦合电路原理：两极间用电容C耦合器来，从而形成各个独立的放大级，隔直通交。优点：各级的直流工作状态无影响，各级放大电路的静态工作点可以单独考虑，且体积小、重量轻。缺点：不适合传送缓慢变化的信号、无法传送直流信号。2.2.2方案二：直接耦合电路原理：把输出端直接接到下级的输入端，从而能放大缓慢变化的信号。优点：不仅放大交流信号，且能放大直流或缓慢变化的信号。缺点；各级的直流通路互相沟通，静态工作点互相影响。温度漂移逐级放大。2.2.3方案三：变压耦合电路原理：将一级信号输出变换成二级的输入的信号电压，再将其变换成RL所需电压。优点：能够进行阻抗、电压和电流的变换。缺点：体积和重量较大、高频性能差、价格高。经缜密考虑，方案一比较满足助听器的要求，所以选择方案一。2.3创新设计创新设计由改变信号的接入种类，增加切换开关，使其输入信号能在日常声信号与手机声音信号之间切换，从而使电话信号放大后输出，达到接听放大电话声音的功能。2.4 最终方案设计图2-4-13 硬件电路的设计3.1主要单元电路的设计3.1.1 前级放大电路的设计如图3-1-1所示，为该电路的一级电压放大电路，该电路由Q1、Q2组成的共射级阻容耦合放大电路，RP可调Q1E级的输入电压，起到音量调节作用。图3-1-1 前级放大电路图3.1.2 后级放大电路的设计如图3-1-2所示，为放大电路的功率放大输出级，信号由Q2的射级输出直接由Q3进行功率放大，由EJ接8欧耳机输出。开关控制1.5V电池对电路及LED电源指示灯的供电。图3-1-2 后级放大、输出电路3.1.3 声音采集电路的设计如图3-1-1为电路的接电话电路，该电路由一个双向开关控制MIC或外接音频的工作或输入,由此构成其功能。图3-1-3 音频采集电路3.2 系统电路的设计图3-2-1 系统电路图3.3 系统电路的工作原理由晶体管Q1，Q2和Q3组成多级音频放大电路，级与级之间采用阻容耦合的方式连接。前两级具有电压负反馈的偏置电路，能起到稳定工作点的作用。BM由微型驻极体传声器，引出线用屏蔽线。微弱的声音信号由传声器变成电信号，经过音频放大电路多级放大，最后由耳机BE发出声音。声信号转为电信号一级电压放大二级功率放大电信号转声信号（耳机输出）电话音频信号图3-3-1 基本框架图利用MIC将声信号转换成电信号或由电话输入音频信号，再利用三极管能将电流转折换成电压的放大作用，用阻容耦合电路把各级放大电路连接起来组成一个电路，使第一级放大的信号通过第二级放大；从而组成多级放大电路，将微小的输入信号转换为合适的输出信号，直至满足需要。4 安装调试过程和分析4.1 焊接安装过程期间问题无数。跟本上是由于焊接前没仔细检查元件的好坏，导致焊接好后接电源无反应。还有一个就是MIC的极性问题，没意识到这个元件还有极性之分。两次失败，都重新进行了焊接。图4-1-1外接音频信号输入切换开关微型Mic图4-1-1实物图4.2 调试过程插入8耳塞，接入1.5V电池，打开开关，耳塞有音源输出，且清析，响亮，试用成功。再旋转音量按钮，有旋转噪音，属正常现象。在电话信号输入端接入DDS示波器，输出0.05V，1000Hz的正弦信号，输出端接入示波器钩子，接入1.5V直流电源，打开产品电源开关，闭合接接电话按钮，有波型输出，调试成功。4.3调试过程分析调试了几次后成功。起初是2.2uf电容由于未检测优良而直接焊接到电路，导致其影响整个电路的正常工作。其次是MIC的极性接反。经测量，Q1、Q2基极电压为约0.56V，静态电流约10mA。从此得出的结论，在进行元件焊接的时候，一定要把元件的好坏进行检测后再焊接，特别是大规模的电路焊接的时候。5 设计制作总结其制作思路其实是功率放大器，通过多级放大电路，可以使微小的信号放大至听力障碍人士近耳能接受的范围，再由耳塞输出，从而使其满足人们的生活需要。该电路元件少，由分立元件构成，体积小巧，成本低廉，电源要求低，输出效果好，附加功能实用。6 致谢词感谢宋春胜老师的指导；也感谢韦明科等同学兼舍友的强烈帮助！7 参考资料1 沈任元、吴勇.模拟电子技术基础北京：机械工业出版社，20082 邓木生主编电子技能训练北京：机械工程出版社，2009。附录一：系统电路图附录二：元件清单型号数量三极管90143电阻2.2K21K1100K1120K1可调电阻10K1开关按动2耳塞插口3.5mm1万用板6cm*5cm1MI