双工对讲机

双工对讲机 广东石油化工学院 课程说明书 课程名称:模拟电子技术课程设计 一、 设计任务与 1.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; 2.声器兼作话筒和啦叭，双向对讲，互不影响; 3.电压选用+9V，输出功率?0(5W，工作可靠，效果良好; 4.电路所需的直流稳压电源(即+9V电源); 二、方案设计与论证 基本设计思路: 本设计主要分为三个模块，第一模块为稳压电源模块，第二模块为声电转换及前置放大电路模块，第三模块为功率放大电路模块。 (1).稳压电源模块主要是提供一个+9V的直流电源; (2).声电转换电路主要是实现声电信号的转换，以及双向对讲，互不影响的功能; (3).前置放大电路及功率放大电路的主要功能是对信号进行放大。 设计框图如下: 1 1、直流稳压电源电路图如图1: 图1 直流稳压电源电路图 直流稳压电压设计分为变压，整流，滤波，稳压四部分。 (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是正输出电压为9v的稳压器，其中C26防止自激振荡，抑制高频脉冲，C27改善负载瞬态响应，消除高频噪音，同时也消除自激振荡。 2、声电转换及前置放大电路图如图2: 2 图2 声电转换及前置放大电路图 (1)声电转换 如图所示，由扬声器(LS1)与电阻R16(8Ω)，R14(10kΩ),R15(10kΩ)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。 ?V3??R?R1?电桥的输出电压V2,V1,V3?,式中δ,Δ R/R，????2R??R?2?4(1??)? R是扬声器部讲话时的等效电阻(8Ω)，ΔR是对准扬声器讲话时的电阻变化量。当ΔR很小，即δ很小时，V2,V1,V3δ/4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，ΔR?0，电 桥失去平衡，V2,V1?0，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ΔR,0，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。+9V电源是用来给扬声器提供偏置电压的。 3 (2)前置放大电路 NE5532是高性能低噪声双运算放大器(双运放)集成电路。它具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、宽频带等优良性能 。这种运放的高速转换性能可大大改善电路的瞬态性能, 较宽的带宽能保证信号在低、中、高频段均能不失真输出, 使电路的整体指标大大提高。 R17(8.2K)和R18(33K)组成放大倍数为4倍电路，并且电路不会自激，同时反馈也适量，音质柔和，透明度清晰度高。R17，R18，C17频率补偿电路消除负载电感在高频时产生不良影响，改善功放高频特性防止自激振荡。 3、功率放大电路图如图3: 图3 功率放大电路图 LM1875T为美国国家半导体公司(NS)的元老级音频功放器件。其供电电压宽，过压、过流、温度保护功能齐全。 R21，R22，C18对信号筛选后，送入1脚进入放大器。电阻R24为负 反馈，以使波形稳定，R23和C21为低频校正网络，防止电路自激振荡。 C20，R25的作用是防止放大器产生低频振荡。 四、总原理图及元器件清单 1(总原理图如图4: 4 图4 总原理图 2(元件清单如1: 表1 元件清单 5 五、仿真调试与 没有进行安装调试的这部分写电路中参数的选择与计算 解:理论值 计算 前置放大器放大倍数: Au=R18/R17=33/8.2?4 功率放大器放大倍数: Au=R24/R23=22/1=22 1、直流稳压电源的仿真结果如图5: 6 图5 直流稳压电源的仿真图 由图5可看出直流稳压电压约为+9V。 2、前置放大电路仿真分析 (1)输入端如图6: 图6 前置放大电路图的输入端 (2)输出端如图7: 7 图7前置放大电路图的输出端 实际放大倍数的计算: A=输出端/输入端=3.36/0.668?5 与理论值相比，在误差范围内。 3、功率放大电路仿真分析 (1)当滑动电阻R26为0%时 A、输入端如图8: 图8 功率放大电路图的输入端 B、输出端如图9: 8 图9功率放大电路图的输出端 实际放大倍数的计算: A=输出端/输入端=76.5/3.36?23 与理论值相比，在误差范围内。 (2)当滑动电阻R26为50%时 A、输入端如图10: 图10功率放大电路图的输入端 B、输出端如图11: 9 图11功率放大电路图的输出端 实际放大倍数的计算: A=输出端/输入端=7.44/0.326?23 与理论值相比，在误差范围内。 (3)当滑动电阻R26为100%时 A、输入端如图12: 图12功率放大电路图的输入端 10 B、输出端 图13功率放大电路图的输出端 实际放大倍数的计算: A=输出端/输入端=3.91/0.172?23 与理论值相比，在误差范围内。 最小输出功率计算: P=V(rms)*I(rms)=3.91*0.489?1.9W 4、总电路图仿真图像如图14: 11 图14 总电路图仿真图 改变通道A的比例: 六、结论与心得 12 通过对这次课程设计我感觉自己收获不少，一方面我从自己实践中学到了许多课堂上学不到的东西，而且自己又学会了使用软件，对此我感到很高兴，而且也使我明白了做只有通过对理论的具体分析才能做出实验电路，要理论联系实践。另一方面我也明白了自己的专业知识还是不够扎实，对于比较复杂点的电路难以看懂，自己要更加认真，同时感觉自己学的东西不够用，要去不断给自己充电，并且这次设计对我来说虽然花费的时间比较多，而且对于自己不懂的地方积极和同学们讨论，在这过程中，也学 会了自己一定要有耐心，不懂的地方要积极的去查资料。 13 七、参考文献 [1] 《电子技术课程设计指导》 彭介华编，高等教育出版社，1997年; [2]《模拟电子技术及应用》 李继凯编，.北京-科学出版社，2013; [3] 《电子系统设计》，何小艇等编，浙江大学出版社，2000年; [4] 《现代电子学及应用》，童诗白、徐振英编，高等教育出版社，1994年。 14