电子系统设计实验报告

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2013-2022学年第2学期

实验报告

试验课程名称电子系统设计/单声道助听器专业班级电信1202学生学号学生姓名陈晓琳高莹试验指导老师顾智企

编号：

试验课程名称：电子系统设计

PART1

一、试验项目名称：单通道助听器(分立元件)

二、试验目的和要求：

1.学习单声道助听器〔分立元件〕电路的设计与调整方法

2.掌控电子仪器和仪表的运用

三、试验内容和原理：

1、系统组成框图：

2、单元电路设计：

1〕.声音采集

这里的声音采集是采纳驻极体电容式咪头。咪头，是将声

音信号转换为电信号的能量转换器件，是和喇叭正好相反的一个器件〔电→

声〕。声音信号经过咪头变成电信号，经过C1，C1作为耦合电容允许沟通

信号正常通过，而隔断直流电流，使之对下一级放大电路工作点不会产生影

响。

2〕.一级放大

9014三极管是一种小电压，小信号，小电流的NPN型硅三极管。信号经过三极管一级放大，经过C2耦合电容允许沟通信号正常通过，而隔断上一级放大电路的直流电流，使之对下一级放大电路工作点不会产生影

响。此为共射极放大电路，沟通小信号通过耦合电容C1

以电压的形式加到三极

管的B~E之间，以电流的形式通过B~E。电子〔负电荷〕的传递方向为E~B。R2用来提供B~E

接面适当的正向偏压以及可使三极管进入线性工作区的电流。这个部分称为输入回路。R3用来提供B~C接面适当的反向偏压。电子〔负电荷〕的传递方向为B~C。集电极收集大量电子〔负电荷〕，少数空穴〔正电荷〕漂移

到基极与基极的空穴一起复合掉一部分E向C的电子〔负电荷〕。被复合掉的基

区空穴由基极电源Eb重新补给。由于E的电子浓度大于B，电位小于B，电源

Eb在补充空穴的同时带来了从E~B~C的大量电子。三极管完成放大电流作用。放大了的信号电流通过Rc在C极上产生压降。这个压降就是输出端信号电压，是沟通，可以通过电容C2耦合出去。

3〕.二级放大

此为共集电极放大电路，输入信号与输出信号同相，无电

压放大作用，电压增益小于1且接近于1。

4〕.信号输出

喇叭将电信号转换成声音信号输出

3、总电路图及工作原理：

工作原理：它是一个由晶体三极管构成的多级音频放大器。9014(左)与外围阻容元件组成了典型的阻容耦合放大电路，担负前置音频电压放大；9014(右)、3A*31组成了两级径直耦合式功率放大电路，其中：3A*31接成发射极输出形式，它的输出阻抗较低，以便与8Ω低阻耳塞式耳机相匹配。

咪头接收到声波信号后，输出相应的微弱电信号。该信号经电容器C1耦合到9014(左)的基极进行放大，放大后的信号由其集电极输出，再经C2耦合到9014(右)进行第二级放大，最末信号由3A*31发射极输出。

电路中，C4为旁路电容器，其主要作用是旁路掉输出信号中形成噪音的各种谐波成份，以改善喇叭的音质。C3为滤波电容器，主要用来减小电池G的沟通内阻〔事实上为整机音频电流提供良好通路〕，可有效防止电池快报废时电路产生的自激振荡，并使喇叭发出的声音更加清楚洪亮。

4、调试过程及测试结果：

〔1〕、检查电路有否连接错误；

〔2〕、用万用表“通断档”测量电源正极与正极连接的各点是否欧姆

连接〔即0欧姆〕；

〔3〕、用万用表“通断档”测量电源负极与负极连接的各点是否欧姆

连接〔即0欧姆〕；

〔4〕、用万用表“*K档”测量电源正、负极之间电阻应大于8K；

〔5〕、连接电源3V，用手触摸咪头，听喇叭有无声音；

〔6〕、如有声音，进入输入-输出波形调整程序；如无声音，那么检查电路；

〔7〕、输入-输出波形调整：将信号发生器连接在咪头两端〔留意探头正、负极的连接〕，示波器连接在Q1集电极和地之间〔留意探头正、负极的

连接〕，调整信号发生器输出频率1KHz、Vp-p=20mV正弦信号，观测示波器波形和读出Vout，记录波形和Vout；然后，将示波器连接在Q2集电极和地之间，记录波形和Vout；最末，将示波器连接在喇叭两端记录波形和Vout;

〔8〕、放大倍数调整：①转变R2值〔由原68K改为33K〕，用示波器测量Q1集电极和地之间两端波形和Vout，测量Q2集电极和地之间两端波形和Vout，②转变R4值〔由原100K改为51K，200K〕，用示波器测量Q2集电极和地之间两端波形和Vout，记录R5、R7值和测得的运放1脚、14脚和喇叭两端波形和Vout，列表表示；

〔9〕、测量整机的静态和动态电流，切断电源连线，串联接入万用表，置“直流电流档”，记录电流值，并计算整机功秏W。

四、试验主要仪器设备：

电源、信号发生器、示波器、万用表

五、操作方法与试验步骤

先了解电路图的各个部分电路，了解各元器件的作用，再清点和检测元器件，再依据电路图，在电路板上合理地安排各个元器件的位置，要求简约好看，再对各元器件进行焊接，细心处理好每一个焊点，保证焊接质量，焊好后剪掉多余的引线，对焊好的电路板要进行检查，检查有没有短路或者断路，最末再依据试验要求进行调试。

六、试验数据记录和处理：

1.用示波器测量Q1集电极和地之间两端波形和Vout

2.测量Q2集电极和地之间两端波形和

Vout

3.测得喇叭两端波形和

Vout

七、试验结果与分析：

1.用示波器测量Q1集电极和地之间两端波形和Vout

从图片中可以看出Q1集电极和地之间的电压为624mv，符合试验要求，但是图片中波形不稳定，很乱，说明电路连接不稳定。

2.测量Q2集电极和地之间两端波形和Vout

Q2集电极和地之间的电压为2.84v,符合试验要求，但波形不稳定，电路连接有松动

3.测得喇叭两端波形和Vout

喇叭两端的电压为2.24v，波形比较好看，也比较稳定

PART2

一、试验项目名称：单通道助听器〔运算放大器〕

二、试验目的和要求：

1.学习单声道助听器〔分立元件〕电路的设计与调整方法

2.掌控电子仪器和仪表的运用

三、试验内容和原理：

1、系统组成框图：

2、单元电路设计：

1〕.音频采集

声音采集是采纳驻极体电容式咪头。咪头，是将声音信

号转换为电信号的能量转换器件，是和喇叭正好相反的一个器件〔电→声〕。

声音信号经过咪头变成电信号，经过C1，C1作为耦合电容允许沟通信号正常通过，而隔断直流电流，使之对下一级放大电路工作点不会产生影响。

2〕.一级放大

采纳LM324集成运算放大器第一级放大，放大的信号增

益为A=R5/R4，C3为极性电容有滤波作用

3〕.二级放大

进行二级放大，放大的信号增益为A=R7/R64〕.信号输出

喇叭将电信号转换成声音信号输出，Rp作为调

节电路运用，调整输出的信号大小，起到调整输出音量的作用。

3、总电路图及工作原理：

工作原理：

由音频采集电路，一级放大电路，二级放大电路和信号输出电路构成。

采纳LM324集成运算放大器对信号进行放大，设置Rp，可以对输出的信号进行调整，即可调整音量的大小。

4、调试过程及测试结果：

1、检查电路有否连接错误；

2、用万用表“通断档”测量电源正极与正极连接的各点是否欧姆连

接〔即0欧姆〕；

3、用万用表“通断档”测量电源负极与负极连接的各点是否欧姆连

接〔即0欧姆〕；

4、用万用表“*K档”测量电源正、负极之间电阻应大于8K；

5、连接电源9V，用手触摸咪头，听喇叭有无声音；

6、如有声音，进入输入-输出波形调整程序；如无声音，那么检查电路；

7、输入-输出波形调整：将信号发生器连接在咪头两端〔留意探头正、

负极的连接〕，示波器连接在运放1脚和地之间〔留意探头正、负极的连接〕，调整信号发生器输出频率1KHz、Vp-p=10mV正弦信号，观测示波器波形和读出Vout，记录波形和Vout；然后，将示波器连接在运放14脚和地之间，调整电位器由小到大，观测电位器在最小、最大和中间时的示波器波形和读出Vout，记录波形和Vout；最末，将示波器连接在喇叭两端记录波形和Vout;

8、放大倍数调整：分别转变R5、R7值〔1、R5接330K，R7不动；

2、R5不动，R7接330K；

3、R5、R7均接330K〕，用示波器测量运放1

脚、14脚和喇叭两端波形和Vout，记录R5、R7值和测得的运放1脚、14脚和喇叭两端波形和Vout，列表表示；

9、测量整机的静态和动态电流，切断电源连线，串联接入万用表，

置“直流电流档”，记录电流值，并计算整机功秏W。

四、试验主要仪器设备：

电源、信号发生器、示波器、万用表

五、操作方法与试验步骤

先了解电路图的各个部分电路，了解各元器件的作用，再清点和检测元器件，再依据电路图，在电路板上合理地安排各个元器件的位置，要求简约好看，再对各元器件进行焊接，细心处理好每一个焊点，保证焊接质量，焊好后剪掉多余的引线，对焊好的电路板要进行检查，检查有没有短路或者断路，最末再依据试验要求进行调试。

六、试验数据记录和处理：

1.示波器连接在运放1脚和地之间,观测示波器波形和读出Vout，记录波形和Vout

2.将示波器连接在运放14脚和地之间，观测示波器波形和读出Vout，记录波形和

Vout

七、试验结果与分析：

1.示波器连接在运放1脚和地之间,观测示波器波形和读出Vout，记录波形和Vout

从图片中看出，信号输出50mv,1脚和地之间的电压为6.72v，说明一级放大了134.4倍，与信号增益A=R5/R4=112接近。

2.将示波器连接在运放14脚和地之间，观测示波器波形和读出Vout，记录波形和Vout

经过二级放大，14脚和地之间的电压为1.04v。

八、试验心得

对电子工艺的理论有了初步的系统了解。我了解到焊接一般元件与电路元件

的技巧、工作原理与组成元件的作用、进行设计的流程和方法等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义。自己的动手技能得到很大提高。实践出真知，纵观古今，全部发现制造无一不是在实践中得到检验的。没有足够的动手技能，就奢谈在将来的科研尤其是试验讨论中有所成就。在实习中，我熬炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的技能。初步掌控了产品设计的整个流程和方法。在这次实习中，焊接挑战了我的动手技能，电路设计挑战了我将理论与实际结合的技能，借鉴和创新的技能。在这过程中主要是熬炼了我与小组成员合作、共同探讨、共同前进的精神。

不论在电路设计，元器件布局排版时，还是在调试过程中都遇到了大大小小

的问题，焊的电路板也不合格，说明我们在这些方面还有待提高。

课程设计工作日自2022年4月11日至2022年5月16日星期五

2013-2022学年第2学期

实验报告

试验课程名称电子系统设计/单声道助听器专业班级电信1202学生学号学生姓名陈晓琳高莹试验指导老师顾智企

编号：

试验课程名称：电子系统设计

PART1

一、试验项目名称：单通道助听器(分立元件)

二、试验目的和要求：

1.学习单声道助听器〔分立元件〕电路的设计与调整方法

2.掌控电子仪器和仪表的运用

三、试验内容和原理：

1、系统组成框图：

2、单元电路设计：

1〕.声音采集

这里的声音采集是采纳驻极体电容式咪头。咪头，是将声

音信号转换为电信号的能量转换器件，是和喇叭正好相反的一个器件〔电→

声〕。声音信号经过咪头变成电信号，经过C1，C1作为耦合电容允许沟通

信号正常通过，而隔断直流电流，使之对下一级放大电路工作点不会产生影

响。

2〕.一级放大

9014三极管是一种小电压，小信号，小电流的NPN型硅三极管。信号经过三极管一级放大，经过C2耦合电容允许沟通信号正常通过，而隔断上一级放大电路的直流电流，使之对下一级放大电路工作点不会产生影

响。此为共射极放大电路，沟通小信号通过耦合电容C1

以电压的形式加到三极

管的B~E之间，以电流的形式通过B~E。电子〔负电荷〕的传递方向为E~B。R2用来提供B~E

接面适当的正向偏压以及可使三极管进入线性工作区的电流。这个部分称为输入回路。R3用来提供B~C接面适当的反向偏压。电子〔负电荷〕的传递方向为B~C。集电极收集大量电子〔负电荷〕，少数空穴〔正电荷〕漂移

到基极与基极的空穴一起复合掉一部分E向C的电子〔负电荷〕。被复合掉的基

区空穴由基极电源Eb重新补给。由于E的电子浓度大于B，电位小于B，电源

Eb在补充空穴的同时带来了从E~B~C的大量电子。三极管完成放大电流作用。放大了的信号电流通过Rc在C极上产生压降。这个压降就是输出端信号电压，是沟通，可以通过电容C2耦合出去。

3〕.二级放大

此为共集电极放大电路，输入信号与输出信号同相，无电

压放大作用，电压增益小于1且接近于1。

4〕.信号输出

喇叭将电信号转换成声音信号输出

3、总电路图及工作原理：

工作原理：它是一个由晶体三极管构成的多级音频放大器。9014(左)与外围阻容元件组成了典型的阻容耦合放大电路，担负前置音频电压放大；9014(右)、3A*31组成了两级径直耦合式功率放大电路，其中：3A*31接成发射极输出形式，它的输出阻抗较低，以便与8Ω低阻耳塞式耳机相匹配。

咪头接收到声波信号后，输出相应的微弱电信号。该信号经电容器C1耦合到9014(左)的基极进行放大，放大后的信号由其集电极输出，再经C2耦合到9014(右)进行第二级放大，最末信号由3A*31发射极输出。

电路中，C4为旁路电容器，其主要作用是旁路掉输出信号中形成噪音的各种谐波成份，以改善喇叭的音质。C3为滤波电容器，主要用来减小电池G的沟通内阻〔事实上为整机音频电流提供良好通路〕，可有效防止电池快报废时电路产生的自激振荡，并使喇叭发出的声音更加清楚洪亮。

4、调试过程及测试结果：

〔1〕、检查电路有否连接错误；

〔2〕、用万用表“通断档”测量电源正极与正极连接的各点是否欧姆

连接〔即0欧姆〕；

〔3〕、用万用表“通断档”测量电源负极与负极连接的各点是否欧姆

连接〔即0欧姆〕；

〔4〕、用万用表“*K档”测量电源正、负极之间电阻应大于8K；

〔5〕、连接电源3V，用手触摸咪头，听喇叭有无声音；

〔6〕、如有声音，进入输入-输出波形调整程序；如无声音，那么检查电路；

〔7〕、输入-输出波形调整：将信号发生器连接在咪头两端〔留意探头正、负极的连接〕，示波器连接在Q1集电极和地之间〔留意探头正、负极的

连接〕，调整信号发生器输出频率1KHz、Vp-p=20mV正弦信号，观测示波器波形和读出Vout，记录波形和Vout；然后，将示波器连接在Q2集电极和地之间，记录波形和Vout；最末，将示波器连接在喇叭两端记录波形和Vout;

〔8〕、放大倍数调整：①转变R2值〔由原68K改为33K〕，用示波器测量Q1集电极和地之间两端波形和Vout，测量Q2集电极和地之间两端波形和Vout，②转变R4值〔由原100K改为51K，200K〕，用示波器测量Q2集电极和地之间两端波形和Vou