模电课程设计--电子助听器

1、!电课程设计一电子助听器2012-2013学年第二学期模拟电子技术课程设计报告题目：电子助听器 专 业：电子信息工程 班 级：一班 姓名：常贤、井 波、梁富慧、刘文财朱涛涛、张靖林、张诗杰、谢柳云指导教师：倪琳电气工程系20n年6月5日任务书课题名称电子助听器指导教师（职称）倪琳执行时间20122013学年第 二 学期 第15周学生姓名 学号 承担任务 常 贤电压放大电路设计H09121003井 波 设计方案选择与任务分配1109121016 梁富慧 功率放大电路设计1109121019刘文财Multisim仿真电路图绘制1109121021张靖林Multisim电路仿真与调试11091210

2、47朱涛涛总体电路设计1109121053谢柳云电路补充设计1109121065张诗杰电路补充设计1109121048设计目的1、掌握多级阻容耦合放大器的设计方法；2、熟悉微型驻极体话筒应用。1 (技术指标：(1)耳机8欧姆；(2)放大能力:对话筒轻轻发出声音，耳机能听到宏克声音；2(设计要求设计要求(D设计电子助听电路；(2)要求绘出原理图，Multisim仿真；(3)根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数;(4)拟定设计步骤；撰写设计报告。电子助听器摘要助听器是先将声信号转化为电信号，通过对电信号加以放大后，再转换为声信 号，从而将声音放大的。在能量转换过程中，实现换能器功能的是

3、麦克风和受话 器。助听器组成元件包括:麦克风、放大器、受话器、音量调控、电池。麦克风:麦克风是输入换能器，将声能转变为电能。放大器：放大器将麦克风转换好的微弱电压加以放大。受话器:受话器是另一换能器，正好与麦克风相反，它将放大的电信号转换为声信号或机械振动，传递到耳道里。转换为声信号的受话器为气导受话器，转换为 机械振动的受话器为骨导受话器。此处为耳机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8Q立体声耳机收 听，具有音量调整功能。可由1.5V的AA电池供电，体积小巧，原件少。当电池电 压下降到1. IV时，耳机

4、内的话音仍然响亮，清析。关键词：助听器、放大器、麦克风、AA电池、三极管目录第一章、设计方案的论证与选择31. 1放大电路31. 1. 1方案一:共射极放大电路 1. 1.2方案二:共集极放大电路31.1.3方案三:共基级放大电路3 1.2耦合电路31.2. 1方案一:阻容耦合电路1.2.1 a1.2.2 方案二:直接耦合电路31.2.3 方案三:变压耦合电路31.3放大器选择41. 3. 1方案一:晶体三极管41. 3. 2方案二:集成运算放大器41.4最终方案设计4第二章、硬件电路的设计52.1主要单元电路的设计52.1.1前级电压放大电路的设计 a2.1.2后级放大电路的设计52. 1.

5、3声音采集62. 2总体电路图7第三章、MULTISIM仿真8第四章、总结94. 1、心得与体会94. 2、结论9参考文献10附录11电路总体原理图11第一章、设计方案的论证与选择1.1 放大电路1.1.1 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。1.1.2 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

6、个低输入电阻的放大电路。1.1.3 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。1.2 耦合电路1.2.1 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。1.2.2 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

7、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。1.2.3 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。1.3 放大器选择1. 3. 1方案一：晶体三极管特点:制作成本低，容易购买便于调试。1.3 . 2方案二:集成运算放大器特点:输出功率大、电压范围宽。经过上面的两个方案对比可以得出方案一更适合本次设计，因此我们选用晶体 三极管作

8、为放大器。1.4 最终方案设计信号输入：信号输出：电声音信号转一级电压放二级功率放信号转化为化为电信号大大声音信号图1-3-1,、总体框图第二章、硬件电路的设计2.1 主要单元电路的设计2.1.1 前级电压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QI、Q2组成的共 射级阻容耦合放大电路，可调电阻R1可调Q1E级的输入电压，起到音量调节作 用。R6，WVC3IQMohm=2.25Ci- II 10OAFR4 dMkohmQ2 2N17H图2-1-1前级放大电路图2.1.2 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

9、Q3进行功率放大，由8. 2欧电阻代替耳机负载输出。开关控制L5V电池对电 路及LED电源指示灯的供电。图2-1-2后级放大电路图2. 1.3声音采集我们采用驻极体话筒作为声音的采集器，将声音信号转化为电信号。驻极体 话筒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。图3-1-3驻极体话筒仿真实验中我们用一个输出电压为1IDV的信号发生器相联一个luf电容代替信 号输入。.2.2总体电路图

10、图2-2-1总体电路图第三章、Mult章im仿真在Multisim中画出如图所示的电路图并在负载8. 2欧电阻两端接如示波器。图3-13 multisim仿真图将信号发生器调节为IKHz、Imv的正弦波输出，单击屏幕右上角的run,打开 示波器，调整示波器参数，调节滑动变阻器从100%-0%,观察波形。图 3-1.-2. a 图 3-1一2. b笫四章、总结4.1、 心得与体会通过这次电子助听器的设计与制作，让我了解了关于电子助听器的原理与设计 理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品 却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而 且

11、，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所 以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理 解。本次实验是基于multisim仿真的基础上做的，通过本次实验我也比较全面的 了解了 multisim软件的使用。设计电路不仅要考虑产品的性能问题，同时设备的方便性、性价比、美观度等 也是目前消费者所关注的，因此设计者在设计时一定要综合考虑。4.2、 结论由驻极体受话器、前级电压放大电路、后级功率放大电路、耳机构成的电子助 听器，通过multisim进行仿真可知，本次设计基本符合设计要求。*参考文献

12、口华成英.模拟电子技术.北京：高等教育出版社，2006. 5.2廖先芸.电子技术实践与训练.北京：高等教育出版.3杨素行.模拟电子技术基础简明教程.北京：高等教育出版社，2006.4聂典，丁伟，Multisim 10计算机仿真在电子电路设计中的应用.北京：电子 工业出版社,2009.5毕满清.电子技术基础实验与课程设计.北京:机械工业出版社，2007.附录电路总体原理图附图1总体原理图答辩记录及评分表：课题名称电子助听器答辩教师（职称）倪琳答辩时间2012-2013学年第二学期第15周1 .为什么要用阻容耦合放大电路，（常贤）答:选择阻容耦合放大电路是因为在阻容耦合放大电路中各级的直流工作状态

13、无影响，各级放大电路的静态工作点相互独立。2 .为什么要采用共射放大电路，（井波）答：电路的核心元件是晶体管。在三种接法中共射放大电路既能放大电流乂能放大电压，且工作的频带较窄，所以选择共射放大电路既能放大声音，乂能保证不失真。3 .在绘制电路时发现哪些问题，（梁富慧）答：电路仿真时驻极体话筒的信号用 信号发生器代替，耳机用一个8欧姆的电阻替代。答4 .为什么采用晶体三极管而不用集成运放，（刘文财）辩答:在设计时我们考虑产品的性价比，因为集成运放的价格比较高，而且晶体三极管基本可以满足设计的需要，故选用记晶体三极管。5 .电路中发光二极管的功能，（张靖林）录 答:发光二极管座位电源的指示灯使 用。6 .仿真实验中信号发生器的作用是什么，（朱涛涛）答:信号发生器代替话筒信号，产生信号波，便于后面示波器观察。7 .设计实际助听器时需要考虑的问题，（谢柳云）答:在设计实用的助听器的时候我们需要考虑产品的方便