双工对讲机
广东石油化工学院
课程设计说明书
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:
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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:
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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。
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(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
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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:
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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:
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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:
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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:
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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
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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:
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图14 总电路图仿真图
改变通道A的比例:
六、结论与心得
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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。
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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。
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