2.1双工对讲机

与世无争的帅哥 提交于 2020-07-25 08:23:18

2.1双工对讲机

一、 设计任务与要求

  1. 元件采用集成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

  2. 用扬声器兼作话筒和啦叭,双向对讲,互不影响;

  3. 电源电压选用**+9V**,输出功率≥0.5W,工作可靠,效果良好;

  4. 设计电路所需的直流稳压电源(即+9V电源);

二、方案设计与论证

声音由扬声器进入声电转换电路变为电信号,电信号经过前置放大器得到较大的电信号,然后再经音频放大电路到输出级。又因为要实现双工对讲,因此把电路图设计对称的形式。原理框图如下图所示:

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三、 单元电路设计与参数计算

3.1直流稳压电源:

考虑到电子设备中所用的直流电源,通常都是由市电经过直流稳压电源变换得到的,直流稳压电源由变压、整流、滤波、稳压电路四部分组成。

a.电压采用NLT-PQ-4-10将电网220V,50HZ的交流电以10:1的比例降压送到整流电路中。

b.整流电路采用单相整流电路,U0=0.9U2。

c.滤波,由于本电路为小功率所以用电容输入时滤波。由公式U0=1.2U2。

d. 稳压电路用LM7809T,LM7809T是正输出电压为9v的稳压器,其中C2防止自激振荡,抑制高频脉冲,C3改善负载瞬态响应,消除高频噪音,同时也消除自

激振荡。
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直流稳压电源

3.2 声电转换电路:

电桥电路如图所示,扬声器(R4)与电阻R1(8Ω),R2(10kΩ),R3(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。
在这里插入图片描述
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声电转换电路


3.3前置放大电路:

由于通过麦克风拾取的声音信号比较弱,需要通过前置放大器放大输入的信号,需要先被放大到一定的电平才可以到其它级上。通常前置具有较高的电压增益,可以将小信号放大到标准电平上。

NE5532是一种双运放高性能低噪声运算放大器。 相比较大多数标准运算放大器,它显示出更好的噪声性能,提高输出驱动能力和相当高的小信号和电源带宽。

NE5532具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、宽频带等优良性能, 被称为“ 运放之皇” 。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。

R4(8.2K)和R5(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。R4,R5,C5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。

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前置放大电路
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NE5532封装与引脚图


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内部等效原理图入

(4)功率放大电路:

功率放大器主要是放大电流,这样才能推动低阻的扬声器发出声音。/

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。

R8,R9,C6对信号筛选后,送入1脚进入放大器。电阻R11为负反馈,以使波形稳定,R10和C10为低频校正网络,防止电路自激振荡。

C9,R12的作用是防止放大器产生低频振荡。
在这里插入图片描述

功率放大电路

四、 总原理图及元器件清单

4.1 总原理图

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总电路

4.2. 元件清单

表1:元件清单

元件序号 型号 主要参数 数量 备注
R3,R13,R16,R27,R29 8 5
R28 330 1
R12,R2,R7,R10,R20,R23,R25 1k 7
R17 8.2k 1
R11,R24 12k 2
R1,R2,R14,R15 10k 4
R9,R22 22k 2
R18 33k 1
R4,R5,R6,R19 100k 1
R8,R21 1M 2
R26 0-400k 1 滑动变阻
C1,C5,C6,C7,C8,C15,C18,C19,C20 0.1u 9
C2,C4,C14,C17,C16 4.7u 5
C3 20pf 1
C12,C11,C24,C23 100u 4
C9,C21 0.22u 2
C10,C22 22u 2
C25 220u 1
C26 0.33u 1
C28 1u 1
NE5532 2 前置放大器
LM1875T 2 功率放大器
LM7809T 1 恒流

五、 仿真调试与分析

5.1直流稳压电源

220V市电通道直流稳压电源系统稳定输出9V的直流电。

5.2前置放大电路

a.输入端:
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b.输出端
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放大倍数:Av=3.59(v)/715(mv)=5.02=5与理论放大R5/R4=33/8.2=4相差不大,在理论误差范围内;





5.3功率放大电路

a.音量最小时:
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b.音量中等时:
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c.音量最大时:

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功率分析:

a. 当音量最大时,Av=45.9/3.59(v)=12.78与理论值R11/R10=12相差不大,在理论误差范围内;

b. 当音量最小时能获最小输出功率:Pmin=2.35(v)*294(mA)=0.690.9(w)>0.5w;

c. 由b分析可得,我们可以增大R11的阻值,增大功率输出,并且增大放大倍数;

六、 结论与心得

通过这两个星期的学习,我终于完成了这项课程设计。在这次设计中,我从对仿真软件的陌生到现在的熟悉掌握,虽然不是特别熟练,做的也不是特别的好,但看到自己有进步有收获,这是最重要的。

从一开始分析题目,上网查找资料,查阅书籍,以及向师兄师姐借鉴参考,熟悉各个原理,再到设计电路图,画原理图进行仿真,最后完成报告等过程,在查找资料时,我发现网上有各种各样的资料,我根据实际情况和设计要求,参考这些资料搞定了自己的电路图,在仿真顺利进行后,我又进一步分析,验证自己的电路是否满足设计要求,实践证明,设计是正确的,虽然存在一定的误差,但误差是不可避免的,这在我们近似计算时都会产生,所以总体来说,这次的课程设计算是圆满完成了。

在完成本次课程设计的过程中,遇到了很多问题,但也是这些问题磨练了我。解决这些问题都充分的锻炼了我独立思考和实践操作的能力,让我了解到自己在学习当中的不足和弱点,可以及时针对自己的不足加以弥补,更加牢固的掌握所学知识和技能,同时也让我认识到想要更好的掌握这门知识和技能,需要不断的学习和实践。

通过课程设计,我的能力得到了实践和提高,通过这次设计后,我也明白,我们学习的不仅是理论知识,还有很多实践经验,这对我们以后的学习都会有很大的帮助,为今后从事电子领域的工作打好基本基础的要求,也希望自己以后能有机会多多参加这类的设计项目,以锻炼自己的能力以及思考问题的方式。

七、参考文献

(1)李继凯 《模拟电子技术及应用》 科学出版社

(2)康华光 《电子技术基础(模拟部分)第五版》 高等教育出版社

(3)百度NE5532,放大器,LM1875功放接法

(4)黄智伟 全国大学生电子设计竞赛系统设计 北京航空航天大学出版社

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