有線對講機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)_畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))(編輯修改稿)
2024-10-02 11:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電路提供電能 。 前置放大 電路方案論證 方案一：采用分立元件構(gòu)成前置放大電路 利用三極管的放大原理， 可以通過控制基極的 電流 來控制集電極的電流，來達(dá)到放大的目的。 采用共射極放大電路 ， 改變電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，可調(diào)節(jié)電路的電壓放大倍數(shù)。 共射極放大電路具有輸出電阻大，頻帶較窄，電壓電流增益較大等特點(diǎn)。 方案二：采用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成前置放大電路 設(shè)計(jì)前置放大電路的可供選用的集成運(yùn)算放大器由很多，如National Semiconductor 公司的 LF347/356/357， Precision Monolithics公司的 OP16/37， Sigics 公司的 NE5532/5534 等。具有帶寬高，電壓增益高，轉(zhuǎn)換速率快，噪聲低和電流消耗低等優(yōu)點(diǎn)。 綜合比較，方案二的設(shè)計(jì)效果優(yōu)于方案一，三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)難于保證，而集成運(yùn)放價(jià)格便宜，性能高，能夠滿足題目放大要求，因此采用方案二。 消側(cè)音 電路方案論證 方案一：利用三極管的 C、 E 極 信號幅度相同相位相反構(gòu)成消側(cè)音電路 三極管采用 9013， C、 E 中間接 電位器 ，輸出信號從電位器接出 。有線對講機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 6 讓 三極管正常工作， 則 信號 的相位 在集電 結(jié)反相 ，在發(fā)射結(jié) 正相 ，調(diào)節(jié)電位器使得信號 的相位 相消， 從而達(dá)到消側(cè)音目的 。 該電路外圍元件少，電路簡單，電流消耗低，易于控制。 方案二：采用 TL072 集成芯片構(gòu)成 消側(cè)音電路 基于差分放大器只放大差分信號而同相信號不會(huì)被放大的原理，當(dāng)差分放大電路設(shè)計(jì)為對稱時(shí)，對于共模信號的抑制能力強(qiáng)，使得輸出共模電壓為零，達(dá)到消側(cè)音的目的。 該電路對對信號的抑制能力交強(qiáng) 綜合比較，由于 TL072 是雙電源供電，且方案二的電路較復(fù)雜。故我采用的是方案一。 功率放大 電路方案論證 方案一：采用分立元件構(gòu)成低頻功率放大器電路 分立元件構(gòu)成的低頻功率放大器電路可分為輸入級、功率激勵(lì)級和 OCL輸出級三部分。輸入級采用雙管差分放大器使電路工作穩(wěn)定，功率激勵(lì)級采用互補(bǔ)復(fù)合管推挽輸出電路來提高線性放大及降低波形失真，而輸出級采用直接耦合形式確保電路的低頻響應(yīng)。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于反饋深度易控制，故放大倍數(shù)易控制。且失真度可以做到很小，使音質(zhì)很純凈。但外圍元器件較多，調(diào)試要困難很多。 方案二：采用集成運(yùn)放構(gòu)成低頻功率放大器電路 LM386 是一種音頻集成 功放 ，具有自身功耗低、更新內(nèi)鏈增益可調(diào)整、電源電壓范圍 大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)的功率放大器，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中。 有線對講機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 7 特性 (Features): (1) 靜態(tài)功耗低，約為 4mA,可用于電池供電。 (2) 工作電壓范圍寬， 412V or 518V。 (3) 外圍元件少。 (4) 電壓增益可調(diào)， 20200。 (5) 低失真度。 綜合比較，鑒于三極管受溫度的影響較大，易產(chǎn)生溫漂，三極管本身的性能也會(huì)收到影響，在前級拾取信號不是很好，而方案二電路簡單，易于調(diào)試。因此，采用方案二。 3 硬件電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求有線雙工對講機(jī)輸出功率大于 等于 ，需要放大電路才能完成。 對于揚(yáng)聲器， 在額定輸出功率 Por = ， RL = 8?時(shí)從電路輸出端 的正弦波輸出電壓幅值為 : Por = (U0*U0)/RL （ ） 可得 U0=2V （ ） 所以 UPP = *2= （ ） 人說 話時(shí)產(chǎn)生的聲音信號的峰峰值 iU 約為 10mV， 若讓揚(yáng)聲器工作在額定功率下，則 整個(gè)放大器需要的電壓倍數(shù)為 ? ? 28 3101082 3 ????? ??iPP UUAv 倍 （ ） 本設(shè)計(jì)中信號通過前置放大電路后，由于反饋放大電 路作用電壓放大倍數(shù)在 10倍左右，因此音頻放大電路的放大增益則需 30倍以上。 話筒電路 在本設(shè)計(jì)中，人聲音采集是采用駐極 體話筒， 駐極體話筒具有體有線對講機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 8 積小，頻率范圍寬，高保真和成本低的特點(diǎn)，目前，已在通訊設(shè)備，家用電器等電子產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用。 駐極體話筒的工作原理可以用圖 來表示。 金 屬 層駐 極 體空 氣 隙電 極R小 孔 圖 駐極體話筒的基本結(jié)構(gòu) 話筒的基本結(jié)構(gòu)由一片單面涂有金屬的駐極體薄膜與一個(gè)上面有若干小孔的金屬電極（背稱為背電極）構(gòu)成。駐極體面與背電極相對，中間有一個(gè)極小的空氣隙，形成一 個(gè)以空氣隙和駐極體作絕緣介質(zhì)，以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)平板電容器。電容的兩極之間有輸出電極。由于駐極體薄膜上分布有自由電荷。當(dāng)聲波引起駐極體薄膜振動(dòng)而產(chǎn)生位移時(shí)，改變了電容兩極版之間的距離，從而引起電容的容量發(fā)生變化，由于駐極體上的電荷數(shù)始終保持恒定，根據(jù)公式： Q =CU ，所以當(dāng) C 變化時(shí)必然引起電容器兩端電壓 U 的變化，從而輸出電信號，實(shí)現(xiàn)聲 —電的變換。 在使用駐極體話筒之前首先要對其進(jìn)行極性的判別。在場效應(yīng)管的柵極與源極之間接有一只二極管，因而可利用二極管的正反向電阻特性來判別駐極體 話筒的漏極 D 和源極 S：將萬用表撥至 R1k?檔，有線對講機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 9 黑表筆接任一極，紅表筆接另一極。再對調(diào)兩表筆，比較兩次測量結(jié)果，阻值較小時(shí)，黑表筆接的是源極，紅表筆接的是漏極 [8]。 通過極性的判別之后，機(jī)內(nèi)型駐極體話筒有以下四種連接方式： 圖 駐極體話筒的四種連接方式 通過以上分析，話筒電路圖設(shè)計(jì)如下所示： D01LEDR02+9V321645SW1SWDPDTR0118k1J1Test1+9VS1speaker 圖 駐極體話筒電路 有線對講機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 10 圖 中 R01 是做為話筒內(nèi)場效應(yīng)管的負(fù)載電阻，它的取值直接關(guān)系到話筒的直流偏置，對話筒的靈敏度 等工作參數(shù)有較大的影響。J1 是測試用的排針。發(fā)光二極管 D01 當(dāng)作上電的標(biāo)志，電源通電，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，開關(guān)按下之后即可對講。 前置放大電路 根據(jù)前面方案設(shè)計(jì)的分析，本設(shè)計(jì)采用的是 NE5532 集成運(yùn)算放大器芯片。 NE5532 是高性能低噪聲雙運(yùn)算放大器（雙運(yùn)放）集成電路。與很多標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放相似，但它具有更好的噪聲性能，優(yōu)良的輸出驅(qū)動(dòng)能力及相當(dāng)高的小信號帶寬，電源電壓范圍大等特點(diǎn)。因此很適合應(yīng)用在高品質(zhì)和專業(yè)音響設(shè)備、儀器、控制電路及電話通道放大器。用作音頻放大時(shí)音色溫暖，保真度高，在上世紀(jì)九十年代初 的音響界被發(fā)燒友們譽(yù)為 “運(yùn)放之皇 ”，至今仍是很多音響發(fā)燒友手中必備的運(yùn)
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