電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

第第頁(yè)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

2013-2022學(xué)年第2學(xué)期

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)課程名稱電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)/單聲道助聽(tīng)器專業(yè)班級(jí)電信1202學(xué)生學(xué)號(hào)學(xué)生姓名陳曉琳高瑩試驗(yàn)指導(dǎo)老師顧智企

編號(hào)：

試驗(yàn)課程名稱：電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PART1

一、試驗(yàn)項(xiàng)目名稱：?jiǎn)瓮ǖ乐?tīng)器(分立元件)

二、試驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?/p>

1.學(xué)習(xí)單聲道助聽(tīng)器〔分立元件〕電路的設(shè)計(jì)與調(diào)整方法

2.掌控電子儀器和儀表的運(yùn)用

三、試驗(yàn)內(nèi)容和原理：

1、系統(tǒng)組成框圖：

2、單元電路設(shè)計(jì)：

1〕.聲音采集

這里的聲音采集是采納駐極體電容式咪頭。咪頭，是將聲

音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換器件，是和喇叭正好相反的一個(gè)器件〔電→

聲〕。聲音信號(hào)經(jīng)過(guò)咪頭變成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)C1，C1作為耦合電容允許溝通

信號(hào)正常通過(guò)，而隔斷直流電流，使之對(duì)下一級(jí)放大電路工作點(diǎn)不會(huì)產(chǎn)生影

響。

2〕.一級(jí)放大

9014三極管是一種小電壓，小信號(hào)，小電流的NPN型硅三極管。信號(hào)經(jīng)過(guò)三極管一級(jí)放大，經(jīng)過(guò)C2耦合電容允許溝通信號(hào)正常通過(guò)，而隔斷上一級(jí)放大電路的直流電流，使之對(duì)下一級(jí)放大電路工作點(diǎn)不會(huì)產(chǎn)生影

響。此為共射極放大電路，溝通小信號(hào)通過(guò)耦合電容C1

以電壓的形式加到三極

管的B~E之間，以電流的形式通過(guò)B~E。電子〔負(fù)電荷〕的傳遞方向?yàn)镋~B。R2用來(lái)提供B~E

接面適當(dāng)?shù)恼蚱珘阂约翱墒谷龢O管進(jìn)入線性工作區(qū)的電流。這個(gè)部分稱為輸入回路。R3用來(lái)提供B~C接面適當(dāng)?shù)姆聪蚱珘?。電子〔?fù)電荷〕的傳遞方向?yàn)锽~C。集電極收集大量電子〔負(fù)電荷〕，少數(shù)空穴〔正電荷〕漂移

到基極與基極的空穴一起復(fù)合掉一部分E向C的電子〔負(fù)電荷〕。被復(fù)合掉的基

區(qū)空穴由基極電源Eb重新補(bǔ)給。由于E的電子濃度大于B，電位小于B，電源

Eb在補(bǔ)充空穴的同時(shí)帶來(lái)了從E~B~C的大量電子。三極管完成放大電流作用。放大了的信號(hào)電流通過(guò)Rc在C極上產(chǎn)生壓降。這個(gè)壓降就是輸出端信號(hào)電壓，是溝通，可以通過(guò)電容C2耦合出去。

3〕.二級(jí)放大

此為共集電極放大電路，輸入信號(hào)與輸出信號(hào)同相，無(wú)電

壓放大作用，電壓增益小于1且接近于1。

4〕.信號(hào)輸出

喇叭將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)輸出

3、總電路圖及工作原理：

工作原理：它是一個(gè)由晶體三極管構(gòu)成的多級(jí)音頻放大器。9014(左)與外圍阻容元件組成了典型的阻容耦合放大電路，擔(dān)負(fù)前置音頻電壓放大；9014(右)、3A*31組成了兩級(jí)徑直耦合式功率放大電路，其中：3A*31接成發(fā)射極輸出形式，它的輸出阻抗較低，以便與8Ω低阻耳塞式耳機(jī)相匹配。

咪頭接收到聲波信號(hào)后，輸出相應(yīng)的微弱電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)電容器C1耦合到9014(左)的基極進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)由其集電極輸出，再經(jīng)C2耦合到9014(右)進(jìn)行第二級(jí)放大，最末信號(hào)由3A*31發(fā)射極輸出。

電路中，C4為旁路電容器，其主要作用是旁路掉輸出信號(hào)中形成噪音的各種諧波成份，以改善喇叭的音質(zhì)。C3為濾波電容器，主要用來(lái)減小電池G的溝通內(nèi)阻〔事實(shí)上為整機(jī)音頻電流提供良好通路〕，可有效防止電池快報(bào)廢時(shí)電路產(chǎn)生的自激振蕩，并使喇叭發(fā)出的聲音更加清楚洪亮。

4、調(diào)試過(guò)程及測(cè)試結(jié)果：

〔1〕、檢查電路有否連接錯(cuò)誤；

〔2〕、用萬(wàn)用表“通斷檔”測(cè)量電源正極與正極連接的各點(diǎn)是否歐姆

連接〔即0歐姆〕；

〔3〕、用萬(wàn)用表“通斷檔”測(cè)量電源負(fù)極與負(fù)極連接的各點(diǎn)是否歐姆

連接〔即0歐姆〕；

〔4〕、用萬(wàn)用表“*K檔”測(cè)量電源正、負(fù)極之間電阻應(yīng)大于8K；

〔5〕、連接電源3V，用手觸摸咪頭，聽(tīng)喇叭有無(wú)聲音；

〔6〕、如有聲音，進(jìn)入輸入-輸出波形調(diào)整程序；如無(wú)聲音，那么檢查電路；

〔7〕、輸入-輸出波形調(diào)整：將信號(hào)發(fā)生器連接在咪頭兩端〔留意探頭正、負(fù)極的連接〕，示波器連接在Q1集電極和地之間〔留意探頭正、負(fù)極的

連接〕，調(diào)整信號(hào)發(fā)生器輸出頻率1KHz、Vp-p=20mV正弦信號(hào)，觀測(cè)示波器波形和讀出Vout，記錄波形和Vout；然后，將示波器連接在Q2集電極和地之間，記錄波形和Vout；最末，將示波器連接在喇叭兩端記錄波形和Vout;

〔8〕、放大倍數(shù)調(diào)整：①轉(zhuǎn)變R2值〔由原68K改為33K〕，用示波器測(cè)量Q1集電極和地之間兩端波形和Vout，測(cè)量Q2集電極和地之間兩端波形和Vout，②轉(zhuǎn)變R4值〔由原100K改為51K，200K〕，用示波器測(cè)量Q2集電極和地之間兩端波形和Vout，記錄R5、R7值和測(cè)得的運(yùn)放1腳、14腳和喇叭兩端波形和Vout，列表表示；

〔9〕、測(cè)量整機(jī)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)電流，切斷電源連線，串聯(lián)接入萬(wàn)用表，置“直流電流檔”，記錄電流值，并計(jì)算整機(jī)功秏W。

四、試驗(yàn)主要儀器設(shè)備：

電源、信號(hào)發(fā)生器、示波器、萬(wàn)用表

五、操作方法與試驗(yàn)步驟

先了解電路圖的各個(gè)部分電路，了解各元器件的作用，再清點(diǎn)和檢測(cè)元器件，再依據(jù)電路圖，在電路板上合理地安排各個(gè)元器件的位置，要求簡(jiǎn)約好看，再對(duì)各元器件進(jìn)行焊接，細(xì)心處理好每一個(gè)焊點(diǎn)，保證焊接質(zhì)量，焊好后剪掉多余的引線，對(duì)焊好的電路板要進(jìn)行檢查，檢查有沒(méi)有短路或者斷路，最末再依據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行調(diào)試。

六、試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理：

1.用示波器測(cè)量Q1集電極和地之間兩端波形和Vout

2.測(cè)量Q2集電極和地之間兩端波形和

Vout

3.測(cè)得喇叭兩端波形和

Vout

七、試驗(yàn)結(jié)果與分析：

1.用示波器測(cè)量Q1集電極和地之間兩端波形和Vout

從圖片中可以看出Q1集電極和地之間的電壓為624mv，符合試驗(yàn)要求，但是圖片中波形不穩(wěn)定，很亂，說(shuō)明電路連接不穩(wěn)定。

2.測(cè)量Q2集電極和地之間兩端波形和Vout

Q2集電極和地之間的電壓為2.84v,符合試驗(yàn)要求，但波形不穩(wěn)定，電路連接有松動(dòng)

3.測(cè)得喇叭兩端波形和Vout

喇叭兩端的電壓為2.24v，波形比較好看，也比較穩(wěn)定

PART2

一、試驗(yàn)項(xiàng)目名稱：?jiǎn)瓮ǖ乐?tīng)器〔運(yùn)算放大器〕

二、試驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?/p>

1.學(xué)習(xí)單聲道助聽(tīng)器〔分立元件〕電路的設(shè)計(jì)與調(diào)整方法

2.掌控電子儀器和儀表的運(yùn)用

三、試驗(yàn)內(nèi)容和原理：

1、系統(tǒng)組成框圖：

2、單元電路設(shè)計(jì)：

1〕.音頻采集

聲音采集是采納駐極體電容式咪頭。咪頭，是將聲音信

號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換器件，是和喇叭正好相反的一個(gè)器件〔電→聲〕。

聲音信號(hào)經(jīng)過(guò)咪頭變成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)C1，C1作為耦合電容允許溝通信號(hào)正常通過(guò)，而隔斷直流電流，使之對(duì)下一級(jí)放大電路工作點(diǎn)不會(huì)產(chǎn)生影響。

2〕.一級(jí)放大

采納LM324集成運(yùn)算放大器第一級(jí)放大，放大的信號(hào)增

益為A=R5/R4，C3為極性電容有濾波作用

3〕.二級(jí)放大

進(jìn)行二級(jí)放大，放大的信號(hào)增益為A=R7/R64〕.信號(hào)輸出

喇叭將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)輸出，Rp作為調(diào)

節(jié)電路運(yùn)用，調(diào)整輸出的信號(hào)大小，起到調(diào)整輸出音量的作用。

3、總電路圖及工作原理：

工作原理：

由音頻采集電路，一級(jí)放大電路，二級(jí)放大電路和信號(hào)輸出電路構(gòu)成。

采納LM324集成運(yùn)算放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，設(shè)置Rp，可以對(duì)輸出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，即可調(diào)整音量的大小。

4、調(diào)試過(guò)程及測(cè)試結(jié)果：

1、檢查電路有否連接錯(cuò)誤；

2、用萬(wàn)用表“通斷檔”測(cè)量電源正極與正極連接的各點(diǎn)是否歐姆連

接〔即0歐姆〕；

3、用萬(wàn)用表“通斷檔”測(cè)量電源負(fù)極與負(fù)極連接的各點(diǎn)是否歐姆連

接〔即0歐姆〕；

4、用萬(wàn)用表“*K檔”測(cè)量電源正、負(fù)極之間電阻應(yīng)大于8K；

5、連接電源9V，用手觸摸咪頭，聽(tīng)喇叭有無(wú)聲音；

6、如有聲音，進(jìn)入輸入-輸出波形調(diào)整程序；如無(wú)聲音，那么檢查電路；

7、輸入-輸出波形調(diào)整：將信號(hào)發(fā)生器連接在咪頭兩端〔留意探頭正、

負(fù)極的連接〕，示波器連接在運(yùn)放1腳和地之間〔留意探頭正、負(fù)極的連接〕，調(diào)整信號(hào)發(fā)生器輸出頻率1KHz、Vp-p=10mV正弦信號(hào)，觀測(cè)示波器波形和讀出Vout，記錄波形和Vout；然后，將示波器連接在運(yùn)放14腳和地之間，調(diào)整電位器由小到大，觀測(cè)電位器在最小、最大和中間時(shí)的示波器波形和讀出Vout，記錄波形和Vout；最末，將示波器連接在喇叭兩端記錄波形和Vout;

8、放大倍數(shù)調(diào)整：分別轉(zhuǎn)變R5、R7值〔1、R5接330K，R7不動(dòng)；

2、R5不動(dòng)，R7接330K；

3、R5、R7均接330K〕，用示波器測(cè)量運(yùn)放1

腳、14腳和喇叭兩端波形和Vout，記錄R5、R7值和測(cè)得的運(yùn)放1腳、14腳和喇叭兩端波形和Vout，列表表示；

9、測(cè)量整機(jī)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)電流，切斷電源連線，串聯(lián)接入萬(wàn)用表，

置“直流電流檔”，記錄電流值，并計(jì)算整機(jī)功秏W。

四、試驗(yàn)主要儀器設(shè)備：

電源、信號(hào)發(fā)生器、示波器、萬(wàn)用表

五、操作方法與試驗(yàn)步驟

先了解電路圖的各個(gè)部分電路，了解各元器件的作用，再清點(diǎn)和檢測(cè)元器件，再依據(jù)電路圖，在電路板上合理地安排各個(gè)元器件的位置，要求簡(jiǎn)約好看，再對(duì)各元器件進(jìn)行焊接，細(xì)心處理好每一個(gè)焊點(diǎn)，保證焊接質(zhì)量，焊好后剪掉多余的引線，對(duì)焊好的電路板要進(jìn)行檢查，檢查有沒(méi)有短路或者斷路，最末再依據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行調(diào)試。

六、試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理：

1.示波器連接在運(yùn)放1腳和地之間,觀測(cè)示波器波形和讀出Vout，記錄波形和Vout

2.將示波器連接在運(yùn)放14腳和地之間，觀測(cè)示波器波形和讀出Vout，記錄波形和

Vout

七、試驗(yàn)結(jié)果與分析：

1.示波器連接在運(yùn)放1腳和地之間,觀測(cè)示波器波形和讀出Vout，記錄波形和Vout

從圖片中看出，信號(hào)輸出50mv,1腳和地之間的電壓為6.72v，說(shuō)明一級(jí)放大了134.4倍，與信號(hào)增益A=R5/R4=112接近。

2.將示波器連接在運(yùn)放14腳和地之間，觀測(cè)示波器波形和讀出Vout，記錄波形和Vout

經(jīng)過(guò)二級(jí)放大，14腳和地之間的電壓為1.04v。

八、試驗(yàn)心得

對(duì)電子工藝的理論有了初步的系統(tǒng)了解。我了解到焊接一般元件與電路元件

的技巧、工作原理與組成元件的作用、進(jìn)行設(shè)計(jì)的流程和方法等。這些知識(shí)不僅在課堂上有效，對(duì)以后的電子工藝課的學(xué)習(xí)有很大的指導(dǎo)意義，在日常生活中更是有著現(xiàn)實(shí)意義。自己的動(dòng)手技能得到很大提高。實(shí)踐出真知，縱觀古今，全部發(fā)現(xiàn)制造無(wú)一不是在實(shí)踐中得到檢驗(yàn)的。沒(méi)有足夠的動(dòng)手技能，就奢談在將來(lái)的科研尤其是試驗(yàn)討論中有所成就。在實(shí)習(xí)中，我熬煉了自己動(dòng)手技巧，提高了自己解決問(wèn)題的技能。初步掌控了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整個(gè)流程和方法。在這次實(shí)習(xí)中，焊接挑戰(zhàn)了我的動(dòng)手技能，電路設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)了我將理論與實(shí)際結(jié)合的技能，借鑒和創(chuàng)新的技能。在這過(guò)程中主要是熬煉了我與小組成員合作、共同探討、共同前進(jìn)的精神。

不論在電路設(shè)計(jì)，元器件布局排版時(shí)，還是在調(diào)試過(guò)程中都遇到了大大小小

的問(wèn)題，焊的電路板也不合格，說(shuō)明我們?cè)谶@些方面還有待提高。

課程設(shè)計(jì)工作日自2022年4月11日至2022年5月16日星期五

2013-2022學(xué)年第2學(xué)期

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)課程名稱電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)/單聲道助聽(tīng)器專業(yè)班級(jí)電信1202學(xué)生學(xué)號(hào)學(xué)生姓名陳曉琳高瑩試驗(yàn)指導(dǎo)老師顧智企

編號(hào)：

試驗(yàn)課程名稱：電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PART1

一、試驗(yàn)項(xiàng)目名稱：?jiǎn)瓮ǖ乐?tīng)器(分立元件)

二、試驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?/p>

1.學(xué)習(xí)單聲道助聽(tīng)器〔分立元件〕電路的設(shè)計(jì)與調(diào)整方法

2.掌控電子儀器和儀表的運(yùn)用

三、試驗(yàn)內(nèi)容和原理：

1、系統(tǒng)組成框圖：

2、單元電路設(shè)計(jì)：

1〕.聲音采集

這里的聲音采集是采納駐極體電容式咪頭。咪頭，是將聲

音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換器件，是和喇叭正好相反的一個(gè)器件〔電→

聲〕。聲音信號(hào)經(jīng)過(guò)咪頭變成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)C1，C1作為耦合電容允許溝通

信號(hào)正常通過(guò)，而隔斷直流電流，使之對(duì)下一級(jí)放大電路工作點(diǎn)不會(huì)產(chǎn)生影

響。

2〕.一級(jí)放大

9014三極管是一種小電壓，小信號(hào)，小電流的NPN型硅三極管。信號(hào)經(jīng)過(guò)三極管一級(jí)放大，經(jīng)過(guò)C2耦合電容允許溝通信號(hào)正常通過(guò)，而隔斷上一級(jí)放大電路的直流電流，使之對(duì)下一級(jí)放大電路工作點(diǎn)不會(huì)產(chǎn)生影

響。此為共射極放大電路，溝通小信號(hào)通過(guò)耦合電容C1

以電壓的形式加到三極

管的B~E之間，以電流的形式通過(guò)B~E。電子〔負(fù)電荷〕的傳遞方向?yàn)镋~B。R2用來(lái)提供B~E

接面適當(dāng)?shù)恼蚱珘阂约翱墒谷龢O管進(jìn)入線性工作區(qū)的電流。這個(gè)部分稱為輸入回路。R3用來(lái)提供B~C接面適當(dāng)?shù)姆聪蚱珘?。電子〔?fù)電荷〕的傳遞方向?yàn)锽~C。集電極收集大量電子〔負(fù)電荷〕，少數(shù)空穴〔正電荷〕漂移

到基極與基極的空穴一起復(fù)合掉一部分E向C的電子〔負(fù)電荷〕。被復(fù)合掉的基

區(qū)空穴由基極電源Eb重新補(bǔ)給。由于E的電子濃度大于B，電位小于B，電源

Eb在補(bǔ)充空穴的同時(shí)帶來(lái)了從E~B~C的大量電子。三極管完成放大電流作用。放大了的信號(hào)電流通過(guò)Rc在C極上產(chǎn)生壓降。這個(gè)壓降就是輸出端信號(hào)電壓，是溝通，可以通過(guò)電容C2耦合出去。

3〕.二級(jí)放大

此為共集電極放大電路，輸入信號(hào)與輸出信號(hào)同相，無(wú)電

壓放大作用，電壓增益小于1且接近于1。

4〕.信號(hào)輸出

喇叭將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)輸出

3、總電路圖及工作原理：

工作原理：它是一個(gè)由晶體三極管構(gòu)成的多級(jí)音頻放大器。9014(左)與外圍阻容元件組成了典型的阻容耦合放大電路，擔(dān)負(fù)前置音頻電壓放大；9014(右)、3A*31組成了兩級(jí)徑直耦合式功率放大電路，其中：3A*31接成發(fā)射極輸出形式，它的輸出阻抗較低，以便與8Ω低阻耳塞式耳機(jī)相匹配。

咪頭接收到聲波信號(hào)后，輸出相應(yīng)的微弱電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)電容器C1耦合到9014(左)的基極進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)由其集電極輸出，再經(jīng)C2耦合到9014(右)進(jìn)行第二級(jí)放大，最末信號(hào)由3A*31發(fā)射極輸出。

電路中，C4為旁路電容器，其主要作用是旁路掉輸出信號(hào)中形成噪音的各種諧波成份，以改善喇叭的音質(zhì)。C3為濾波電容器，主要用來(lái)減小電池G的溝通內(nèi)阻〔事實(shí)上為整機(jī)音頻電流提供良好通路〕，可有效防止電池快報(bào)廢時(shí)電路產(chǎn)生的自激振蕩，并使喇叭發(fā)出的聲音更加清楚洪亮。

4、調(diào)試過(guò)程及測(cè)試結(jié)果：

〔1〕、檢查電路有否連接錯(cuò)誤；

〔2〕、用萬(wàn)用表“通斷檔”測(cè)量電源正極與正極連接的各點(diǎn)是否歐姆

連接〔即0歐姆〕；

〔3〕、用萬(wàn)用表“通斷檔”測(cè)量電源負(fù)極與負(fù)極連接的各點(diǎn)是否歐姆

連接〔即0歐姆〕；

〔4〕、用萬(wàn)用表“*K檔”測(cè)量電源正、負(fù)極之間電阻應(yīng)大于8K；

〔5〕、連接電源3V，用手觸摸咪頭，聽(tīng)喇叭有無(wú)聲音；

〔6〕、如有聲音，進(jìn)入輸入-輸出波形調(diào)整程序；如無(wú)聲音，那么檢查電路；

〔7〕、輸入-輸出波形調(diào)整：將信號(hào)發(fā)生器連接在咪頭兩端〔留意探頭正、負(fù)極的連接〕，示波器連接在Q1集電極和地之間〔留意探頭正、負(fù)極的

連接〕，調(diào)整信號(hào)發(fā)生器輸出頻率1KHz、Vp-p=20mV正弦信號(hào)，觀測(cè)示波器波形和讀出Vout，記錄波形和Vout；然后，將示波器連接在Q2集電極和地之間，記錄波形和Vout；最末，將示波器連接在喇叭兩端記錄波形和Vout;

〔8〕、放大倍數(shù)調(diào)整：①轉(zhuǎn)變R2值〔由原68K改為33K〕，用示波器測(cè)量Q1集電極和地之間兩端波形和Vout，測(cè)量Q2集電極和地之間兩端波形和Vout，②轉(zhuǎn)變R4值〔由原100K改為51K，200K〕，用示波器測(cè)量Q2集電極和地之間兩端波形和Vou