课程设计最终版本

1、 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 ： 2016-7-72016-7-15 指导教师意见：成绩: 签名： 年 月 日 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： 2016-7-7201

2、6-7-15 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） 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； 用扬声器兼作话筒和啦叭，双向对讲，互不影响； 电源电压选用+9V，输出功率05W，工作可靠，效果良好； 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

3、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，20042 阎石数字电子技术基础（第5版）M北京：高等教育出版社，20063 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 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4二 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52.3方案的选择7三 单元电路的设计73.1前置放大电路的设计73.2声电转换电路的设计

4、103.3功率放大电路的设计113.4流稳压电源电路设计12四 整机电路图134.1总原理图134.2元件清单15五 课程设计心得体会16参考文献:17一 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

5、电转换电路前置放大器甲乙1.2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； 用扬声器兼作话筒和啦叭，双向对讲，互不影响； 电源电压选用+9V，输出功率05W，工作可靠，效果良好； 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

6、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

7、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两个方向上同时进行信息的传输。A方利用声音传感器MIC A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MIC B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

8、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MIC B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。 2.3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

9、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。 （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差动输入电压

10、。（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桥电路如上图所示，麦克风与电阻R4（10k），R5（10k）,R16(8)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1） ,式中R/R（式2），R是麦克风部讲

11、话时的等效电阻（8），R是对准扬声器讲话时的电阻变化量。当R很小，即很小时，V2V1V3/4（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，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。R1的1K电阻以及+12V电源是用来给麦克风提供合适的偏置电压的。3.3功率放大电路的设计如上图所

12、示为简单音频放大电路，使用集成运放LM324AD构成的音频放大器，其工作稳定，易于加负反馈，所示很容易获得均衡特性，另外，在各频道之间串音干扰小，也很容易进行多频道的输入混合。其电路采用单电源供电方式，因为交流放大器不存在信号的直流电平问题，因而这种供电方式是可取的。该电路中，音频信号通过耦合电容C3和电阻R21送入，LM324的反相输入端。由图可知，电路中对直流分量引入了100%的负反馈（C3对直流分量相当于开路），所以对失调电压无放大作用。该电路的电压放大倍数为：Av=-R26/R21=-1000（即60dB）。但应强调指出的是：R26、R21和电容C3具有低频衰减和相移作用，当信号频率较

13、低时，可适当增大电容C3的容量。3.4直流稳压电源电路设计 直流稳压电压设计分为变压，整流，滤波，稳压四部分。如上图所示，直流稳压电源电路有220v变压器，整流桥，滤波电容C3和C4和LM7809CT集成稳压芯片组成。220V交流电经过变压器降压后和桥式整流滤波后得到脉动的直流电压，再通过LM7809CT处理后得到波动幅度较小的直流稳定电压+9V。（1）变压是采用电源变压器将电网220V，50Hz交流电经过降压后送到整流电路。 （2）整流电路采用单相桥式整流电路，整流桥选用的是二极管。 （3）滤波：由于本电路为小功率所以用电容输入时滤波。 （4）稳压电路用LM7809T，LM7809T是正输出

14、电压为9v的稳压器。四 整机电路图4.1总原理图 通常是按信号的流向，整机采用左进右出的规律放置各电路，由各电路上级输出作为输入，输出作为下级电路的输入使用。对讲机总原理图。如下图所示4.2元件清单元件序号型号主要参数数量备注U1,U2741741N2功率放大器U3A,U4ALM324ADCASE751A2集成运放D1,D2,D5,D6DIODE_VIRTUALDIODE_VIRTUAL4二极管R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10R11,R12,R13,R14R15,R16,R17,R18R19,R20,R21,R22R23,R24,R25,R26R27RES.27电阻

15、C1,C2,C3,C4C10uf，100nf4电容XLV1,XLV3MICmicrophone2麦克风XLV2,XLV4speakerspeaker2扬声器五 课程设计心得体会 通过这次课程设计体会到了掌握专业技能的重要性，作为一名电子工程的学生， 如果不能运用所学理论知识和专业技能通过时间培养自我的动手实践能力，那么学习就会处处碰壁，让你感觉无所适从，这时候你才会发现其实在校园培养自己的实操动手能力和学好专业理论知识和技能的重要性。 在设计过程中我们也会发现放多存在的问题，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能。该设计的硬件制作需要用到各方面的电子技术知识，本设计不仅需要对专业知识要较深的理解，同时还需要有严密的逻辑思维判断能力，这些都是我们需要好好学习和总结经验教训的。通过实践与学习，我认为要学好模拟电子技术这门课程，不仅要学习理解好课本基础知识，更重要的是要通过动手实践，拓宽思维，增强和巩固创造能力。在理论中能成立的问题