2023年駐極體話筒的前置放大電路設(shè)計(jì)

第駐極體話筒的前置放大電路設(shè)計(jì)

柯哀王道左右兩邊的世界-作者：憂冷繁星

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課程設(shè)計(jì)說明書

題目：題目：駐極體話筒的前置放大電路設(shè)計(jì)

學(xué)院（：電氣工程學(xué)院學(xué)院（系）電氣工程學(xué)院：年級(jí)專業(yè)：年級(jí)專業(yè)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：教師職稱：教師職稱：

燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書

院（系）:電氣工程學(xué)院學(xué)號(hào)學(xué)生姓名基層教學(xué)單位：儀器科學(xué)與工程系專業(yè)（班級(jí)）

設(shè)計(jì)題目駐極體話筒的前置放大電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)駐極體話筒是聲音感器，其敏感頻率范圍在20—2kHz，自選一款駐極體話筒傳感器，設(shè)計(jì)其前置放大電路，使輸出電壓為0—2.5V對(duì)應(yīng)圣印信號(hào)的聲強(qiáng)的范圍。

設(shè)計(jì)要求

1：完成題目的理論設(shè)計(jì)模型；2：完成電路的multisin仿真；

工作量

1：完成一份設(shè)計(jì)說明書（其中包括理論設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)以及仿真結(jié)果）;2：提交一份電路原理圖;

工作計(jì)劃

第一周周一到周二，查閱資料；第一周周三到周五，理論設(shè)計(jì)；第二周周一到周三，計(jì)算機(jī)仿真；第二周周四到周五，撰寫設(shè)計(jì)說明書并答辯；

參考資料

1:基于運(yùn)算放大器和模擬集成電路的電路設(shè)計(jì)2：模擬電子技術(shù)3：電路理論4：數(shù)字電子技術(shù)基層教學(xué)單位主任簽字

指導(dǎo)教師簽字

說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。202x年6月18日

燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)評(píng)審意見表燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)評(píng)審意見表

指導(dǎo)教師評(píng)語：

成績：指導(dǎo)教師：年月日

答辯小組評(píng)語：

成績：組長：年課程設(shè)計(jì)總成績：答辯小組成員簽字：月日

年

月

日

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目

錄

第1章摘要…………………1第2章引言…………………2第3章基本原理……………3第4章參數(shù)設(shè)計(jì)及運(yùn)算……………………54.1傳聲器性能指標(biāo)……………………54.2測(cè)量電路的設(shè)計(jì)…………………12心得體

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會(huì)……………………12參考文獻(xiàn)……………………13

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第一章摘要駐極體話筒是聲音傳感器，其敏感頻率范圍在20-2kHz，通過前置放大電路使輸入聲強(qiáng)信號(hào)對(duì)應(yīng)輸出電壓約為0-2.5V。第二章引言駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、電聲性能好、價(jià)格低的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于多種場(chǎng)合，比如一般會(huì)議場(chǎng)合，語音通訊系統(tǒng)，如電話機(jī)、攝像機(jī)、手機(jī)、復(fù)讀機(jī)等等。駐極體話筒是電容話筒的一種。電容話筒的基本原理就是用一個(gè)電容器作為聲信號(hào)——電信號(hào)的轉(zhuǎn)化器，這個(gè)電容的一個(gè)極板可以感應(yīng)聲壓的變化，起到聲信號(hào)攝入的作用。通常這一極由金屬化的高分子膜片構(gòu)成，與另一極構(gòu)成一個(gè)極間距離可以改變的可變電容。在有聲壓作用時(shí)，膜片發(fā)生振動(dòng)，振動(dòng)強(qiáng)度、振動(dòng)頻率都由即時(shí)聲壓決定，電容容量也相應(yīng)的隨聲信號(hào)而發(fā)生變化。假如此時(shí)已經(jīng)給電容加上了一個(gè)恒定的電壓，那么電容容量的改變將使得電容上極化的電荷量發(fā)生改變，從而在電容兩端產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，達(dá)到聲—電信號(hào)轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)阻抗匹配后對(duì)信號(hào)進(jìn)行電路放大。

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第三章基本原理駐極體傳聲器內(nèi)部主要包括聲電轉(zhuǎn)換和阻抗變換兩部分。聲電轉(zhuǎn)換部分包括振膜、極板、空隙三部分。聲電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件是振動(dòng)膜，它是一片極薄的塑料膜片，在其中一面蒸發(fā)上一層純金薄膜，然后再經(jīng)過高壓電場(chǎng)駐極后，兩面分別駐有異性電荷，膜片的蒸金面向外，與金屬外殼相連通。膜片的另一面與金屬極板之間用薄的絕緣襯圈隔離開，這樣，蒸金膜與金屬極板之間就形成一個(gè)電容。當(dāng)聲音傳入時(shí)，振膜隨聲波的運(yùn)動(dòng)發(fā)生振動(dòng)，此時(shí)振膜與固定電極間的電容量也隨聲音而發(fā)生變化。從而產(chǎn)生了隨聲波變化而變化的交變電壓信號(hào)，如此就完成了聲音轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過程。電壓變化的大小，反映了外界聲壓的強(qiáng)弱，這種電壓變化頻率反映了外界聲音的頻率。駐極體傳聲器振膜與極板之間的電容量比較小，一般為幾十pF。因而這個(gè)電信號(hào)輸出阻抗很高，而且很弱。因此，不能將駐極體傳聲器的輸出直接與音頻放大器相接。而場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有輸入阻抗極高、噪聲系數(shù)低的特點(diǎn)，因此，一般是在傳聲器內(nèi)部接入一只輸入阻抗極高的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體三極管用來放大駐極體電容產(chǎn)生的電壓信號(hào)，同時(shí)以比較低的阻抗在源極S或者漏極G輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)阻抗變換。

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圖3-1阻抗轉(zhuǎn)換器前置放大器一方面是對(duì)電容傳聲頭輸出的信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大，另一方面是方面主要是將電容頭的高輸出阻抗轉(zhuǎn)換為低阻抗輸出。小型前置放大器的電路主要包括兩部分，其中一部分是場(chǎng)效應(yīng)管組成的阻抗變換電路，另一部分就是放大電路。第四章參數(shù)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)運(yùn)算4.1傳聲器性能指標(biāo)4.1.1動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍駐極體傳聲器動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍與其結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。小尺寸規(guī)格(1/8英寸、1/4英寸)的動(dòng)態(tài)范圍高于較大尺寸規(guī)格(1/2英寸、1英寸)的[1],如4133型、4165型、WS2P/F/D型、HY205型和HY207型

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等,其標(biāo)稱直徑為12.7mm[2],標(biāo)稱動(dòng)態(tài)范圍一般為15～160dB;而4135型、WS3P/F/D型、HY245型的標(biāo)稱直徑為6.35#177;0.

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05mm[2]或6.3mm,標(biāo)稱動(dòng)態(tài)范圍為