声音传输系统课程设计

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！1设计任务与要求声音传输系统设计具体要求如下：声源产生的信号为周期性音频脉冲信号，如图1-1所示，声音信号频率不限，脉冲周期不限。收部分能够准确地接收到声源发生的音频脉冲信号，并用LED显示。t图2方案论证和选择方案一：用一只555产生占空比为50%的方波去控制一只有源蜂鸣器，使蜂鸣器发出声音，通过麦克风接受蜂鸣器发出的声音通过锁相环LM567精确锁定一定范围内的频率再用LED的亮灭做指示。特点：蜂鸣器频率不可调节，只可产生一种单一频率。器材使用较少，花费较少。方案二：由一只555产生周期大约为1.5s的方波接在第二个555的复位端使第二个555间歇地工作。第二个555再产生一定频率的音频信号通过三极管的放大作用驱动扬声器发出响亮的声音。通过麦克风接收扬声器发出的声音，然后经过接受部分的滤波，从而使接在1脚上的LED按一定周期亮灭。特点：发出声音的周期可调，音频信号的频率可调，需要元件多，花费高。综合考虑，LM567频率范围很窄不好调节，而且为了充分利用所学知识，并且使频率可调，确定麦克风只能接受一定频率的声音，调节频率在接收频率之外LED不点亮，起到对比作用，采用方案二。本电路通过555构成方波产生器产生一定频率的音频脉冲信号,前一个555产生周期大约为1s的脉冲接到第二个555的复位端，使此555间歇发出固定频率的音频脉冲。第二个555的输出再通过三极管的放大作用驱动扬声器发出响亮的声音，然后经过用三极管搭成消除交越失真的互补输出级电路放大来驱动扬声器发声。声音信号通过麦克风进入接收部分，经过两级滤波放大，使一定频率的脉冲信号在LM393电压比较器的1脚输出，从而使接在1脚上的LED按一定周期亮灭。3总体设计和元件电路设计3.1总体框图总体框图如图3-1所示。1方波音频扬声器驱信号产生电路电信号使接收信号滤波电路器图本电路通过NE555构成方波产生器产生一定频率的音频脉冲信号,前一个555产生周期大约为1s的脉冲接到第二个555的复位端，使此555间歇发出固定频率的音频脉冲。第二个NE555的输出再通过三极管的放大作用驱动扬声器发出响亮的声音，然后经过用三极管搭成消除交越失真的互补输出级电路放大来驱动扬声器发声。声音信号通过麦克风进入接收部分，经过两级滤波放大，使一定频率的脉冲信号在LM393电压比较器的1脚输出，从而使接在1脚上的LED按一定周期亮灭。3.3各主要电路及部件工作原理3.3.1555方波产生电路555方波产生电路如图3-2所示。图2此555方波产生器产生一个周期约为1s的方波去控制第二个555电路的复位端，电位器R1=R2=72K进入74HC08的一个输入引脚上。通过控制R1与R2的阻值可以改变周期。由555定时器和外接电阻R1，R2，C4构成方波产生器，脚2与脚6直接相连,利用电源通过R1向电容C4充电，充电到两端电压2/3的VCC时，触发器复位，为低电平，电容C4通过R1向放电端7端放电，当两端电压下降到1/3的VCC时，触发器又被复位，翻转为高电平。电容C在（1/3）VCC2/3）VCC之间充电和放电，从而使信号发生器产生方波信号。输出信号的时间：T=T1+T2T1=R1Cln2T2=R2Cln2T=(R1+R2)C4ln2f=1/T=1/(R1+R2)C4ln2q=T1/T=T1=R1Cln2/(R1+R2)Cln2=R1/R1+R2振荡频率：占空比：3.3.2音频脉冲信号频率产生电路音频脉冲信号频率产生电路如图3-3所示。图此电路产生一个频率约为600Hz的音频脉冲信号，第一个555电路的3脚接此电路的4脚复位端，从而控制此555电路。此电路的R4、R5用电位器，改变电位器的电阻值就能改变音频信号的频率。3.3.3麦克风接收电路麦克风接收电路如图3-4所示。3图接收部分麦克风后面R21和C11组成一个低通滤波电路。其中=1/2π（R21）*（C11）=1.6KHZ。麦克风接受的信号中低于1.6KHZ频率的可以通过。3.3.4滤波电路滤波电路如图3-5所示。图进入由C4、R11组成的高通滤波器，截止频率为f2=1.6Hz。然后进入NE5532的3脚上，C9、R13构成一个低通滤波器，截止频率为f3=7.96KHz。这两个滤波电路共同构4成一个带通滤波器，频率范围为1.6Hz~7.96KHz。电路中第一个NE5532起一个带通滤波器作用。3.4原理总图声音传输系统总原理图如图3-6所示。图本电路通过NE555构成方波产生器产生一定频率的音频脉冲信号,前一个555产生周期大约为1s的脉冲接到第二个555的复位端，使此555间歇发出固定频率的音频脉冲。5第二个NE555的输出再通过三极管的放大作用驱动扬声器发出响亮的声音，然后经过用三极管搭成消除交越失真的互补输出级电路放大来驱动扬声器发声。声音信号通过麦克风进入接收部分，经过两级滤波放大，使一定频率的脉冲信号在LM393电压比较器的1脚输出，从而使接在1脚上的LED按一定周期亮灭。3.5元器件清单元器件清单如表3-1所示。44调试及结果分析4.1调试为使电路便于调试采用分块调试的方法，电路安装完毕后，经检查电路各部分接线正确，电源、元器件之间无短路，器件无接错现象。4.1.1555输出电路的调试电路连接好后，用示波器观察555方波产生器3脚输出的波形和频率，与理论值相对应。4.1.2音频脉冲信号频率产生电路的调试电路连接好后，同样用示波器观察音频脉冲信号频率产生电路3脚输出，与理论值相近。4.1.3二极管、三极管的调试未接电源时，万用表打到电阻档上，用万用表R*100或R*1K档，任意测量二极管的两根引线，发现反向阻值无穷大，正向为几百欧，得出此二极管良好。用万用表RX1K档，正表笔（红）接任一管脚，负表笔（黑）分别搭接其余两管脚，6若测出阻值都很小时（约在1PNP管型；若测得阻值均很大时（约为几NPN型的三极管。4.2结果分析加上电源后，调节第一个555电路的R1，R2两个电位器的阻值大小，使之产生1Hz左右的方波，调节第二个555电路声音脉冲信号产生电路中的R4、R5使之产生600Hz左右的方波，经过放大电路放大后驱动扬声器发声。声音经过麦克风接收送入滤波电路中，把频率在1.6Hz--1.6KHz的信号选出送入电压比较器中，然后在电压比较器的1脚产生低电平，从而LED点亮。5总结通过这次课程设计使我更加了解了一些元件，比如NE555,NE5532，LM393等，这个课程设计比较偏向模电，很容易受到外界干扰，尤其是两个555电路焊在一起，容易相互干扰，第一个555电路产生的是1s的脉冲，也就是频率是1Hz,由于频率比较小，很难做到精确而不受外界信号的影响。第一个555秒脉冲电路我焊了三遍，前两遍焊完后，用示波器测试波形和频率，得不出结果，然后检查电路，没有错误，可能是焊的后面的线有点乱，影响了结果，第三遍我重新排了线，尽量用的短线，尽量不交叉，最终做出了结果。通过这次课程设计我体会到了用仿真软件仿真和制作实物有很大差距的，在仿真软件中明明仿真成功，制作实物不一定能够成功。在制作实物过程中要考虑到外界信号对电路的影响，所以电路可能会接各种滤波，耦合，旁路电容。这次课程设计使我运用课本上的知识解决现实的问题，同时也锻炼了我的动手能力和将理论与实践向结合的能力，这次课程设计使我受益匪浅。7参考文献【1】阎石.数学电子技术基础.清华大学.高等教育出版社.2006【2】康华光