對講機報告資料

中南民族大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計實驗報告采用集成運放和集成功放及阻容元件等構(gòu)成對講機電路，直流穩(wěn)壓電源供電，通過開關(guān)選擇，兩只揚聲器可任意一只作為受話器，另一只為送話器，實現(xiàn)對講功率≤0.5W。選擇電路方案，完成對確定方案電路的設(shè)計。計算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。（3）可選元件：揚聲器，集成運放，集成功放（器件選擇應(yīng)滿足技術(shù)指標(biāo)）。電容、電阻、電位若干；或自選元器件。直流電源+9V，或自選電源。（4）可用儀器：示波器，萬用表，毫伏表等。2.2對講機整體圖框前置前置放大功率放大選通開關(guān)揚聲器A揚聲器B圖2-1對講機圖框圖2-2替換原件后的對講機電路 2.3雙工對講機各單元電路介紹2.3.1電橋電路 圖2-3電橋電路以下原理分析以原理圖為準(zhǔn)：電橋電路如圖(1)所示，揚聲器（R2）與電阻R1（8Ω），R3（10kΩ）,R4(10kΩ)組成電橋電路。由于電橋電阻遠小于差動放大器的輸入電阻，故差動放大器對電橋的負(fù)載效應(yīng)可以不考慮。電橋的輸出電壓V2－V1＝,式中δ＝ΔR/R，R是揚聲器部講話時的等效電阻（8Ω），ΔR是對準(zhǔn)揚聲器講話時的電阻變化量。當(dāng)ΔR很小，即δ很小時，V2－V1＝V3δ/4可見差動放大器的輸出信號與揚聲器電阻相對變化率成正比。當(dāng)自方對準(zhǔn)揚聲器講話時，ΔR≠0，電橋失去平衡，V2－V1≠0，該信號經(jīng)過前置放大電路電壓放大，再經(jīng)音頻功率放大，傳輸?shù)綄Ψ綋P聲器去，即對方就可聽見自方的講話聲音。因此此時，對方?jīng)]有對準(zhǔn)揚聲器講話，故對方ΔR＝0，電橋輸出信號為零，或者說對方的差動放大器輸出信號為零，所以不會干擾自方講話。反之亦然，這就實現(xiàn)了雙工對講互不影響的作用。圖中揚聲器兼作話筒和喇叭。R15上方的1K電阻以及+9V電源是用來給揚聲器提供偏置電壓的。2.3.2前置放大電路圖2-4前置放大電路(左圖為proteus仿真圖，右圖為原理圖)F007即uA741通用型集成運放，它是一種具有高開環(huán)增益，高輸入電壓范圍，有內(nèi)部頻率補償，高共模抑制比，有短路保護，不會出現(xiàn)阻塞且便于失調(diào)電壓調(diào)零等特點的高性能集成運放。UA741的7號引腳和4號引腳為偏置端，接入正負(fù)9V的電源。1號和5號引腳為調(diào)零端。UA741的兩個輸入端各接由5.1K的電阻R5、R6，一方面是配合反饋電阻510k來決定輸出的電壓的表達式，事實上，由于它們滿足一定比例關(guān)系，增益放大的倍數(shù)是不變的。另一方面，為了保證運算放大器的兩個差動輸入端處于平衡工作狀態(tài)，避免輸入偏流產(chǎn)生附加的差動輸入電壓。采用差動輸入的方式，運算放大器工作于線性區(qū)，線性電路的疊加原理適用于此處，即可求出V1和V2分別作用時VO的結(jié)果，然后利用疊加原理，得出V1和V2同時作用的結(jié)果。D1、D2為輸入保護二極管，限制輸入電壓幅度。RV1為滑動變阻器，作用是用來調(diào)節(jié)進入音頻功率放大級的信號大小。即調(diào)節(jié)音量大小。2.3.3功率放大電路原電路圖中，音頻功率放大電路采用5G37，但由于仿真軟件中無此元件。所以proteus采用LM386電路，LM386為低電壓音頻功率放大器。圖2-5功率放大電路圖如圖2-4左圖所示為LM386外圍器件最少的連接方式。C6為4.7uF為去耦電容，所謂去耦即防止前后電路網(wǎng)絡(luò)電流大小變化時，在供電電路中所形成的電流沖動對網(wǎng)絡(luò)的正常工作產(chǎn)生影響。換言之，去耦電容能夠有效地消除電路網(wǎng)絡(luò)之間的寄生耦合。去耦濾波電容的取值通常為4.7-200uF，去耦壓差越大，電容的取值應(yīng)該越大。7號引腳所接為旁路電容，它可將混有高頻信號和低頻信號的交流信號中的高頻成分旁路掉的電容。C2為隔直傳交電容，R2為8歐的電阻將其看做揚聲器，觀察其輸出波形。2.4元件介紹2.4.1運算放大器UA741uA741M，uA741I，uA741C（單運放）是高增益運算放大器，用于軍事，工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用。這類單片硅集成電路器件提供輸出短路保護和閉鎖自由運作。這些類型還具有廣泛的共同模式，差模信號范圍和低失調(diào)電壓調(diào)零能力與使用適當(dāng)?shù)碾娢?。圖2-6ua741管腳圖uA741M，uA741I，uA741C芯片引腳和工作說明：1和5為偏置(調(diào)零端)，2為正向輸入端，3為反向輸入端，4接地，6為輸出，7接電源8空腳2.4.2音頻集成功放LM386是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器,主要應(yīng)用于低電壓消費類產(chǎn)品。為使外圍元件最少,電壓增益內(nèi)置為20。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容,便可將電壓增益調(diào)為任意值,直至200。輸入端以地位參考,同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半,在6V電源電壓下,它的靜態(tài)功耗僅為24mW,使得LM386特別適用于電池供電的場合。LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(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，廣泛應(yīng)用于錄音機和收音機之中。LM386的引腳圖圖2-7LM386的外形和管腳排列LM386的外形和引腳的排列如右圖所示。引腳2為反相輸入端，3為同相輸入端；引腳5為輸出端；引腳6和4分別為電源和地；引腳1和8為電壓增益設(shè)定端；使用時在引腳7和地之間接旁路電容，通常取10μF。3仿真過程及記錄3.1仿真數(shù)據(jù)(1)信號源參數(shù)：5mV,f=50Hz信號源曲線：為一正弦曲線，如圖3-1所示。信號源幅值為5mV。圖3-1輸入信號(2)經(jīng)uA741前置放大后的曲線如圖（7）所示：圖3-2經(jīng)uA741前置放大后的曲線由波形可以看出，信號經(jīng)過前置放大端后，輸出得到放大。輸入波形幅值為5mV，輸出波形幅值為92.50mV,所以Ui的有效值為3.54mV，輸出Uo1的有效值為65.42mV。放大倍數(shù)Av=Uo1/Ui=18.5倍。 （3）音量調(diào)節(jié)的曲線圖音量最大時對應(yīng)的輸出波形：圖3-5音量最大時對應(yīng)的輸出波形音量為最大時對應(yīng)的輸出波形： 圖3-6RV處于中點處輸出波形音量最小時對應(yīng)的輸出波形：圖3-7音量最小時對應(yīng)的輸出波形3.2仿真結(jié)果分析由波形可以看出，信號經(jīng)過前置放大端后，輸出得到放大。輸入波形幅值為5mV，輸出波形幅值為92.50mV，放大倍數(shù)Av=Uo1/Ui=18.5倍。當(dāng)滑變處在中央時，監(jiān)測輸入輸出波形。Uo的幅值為4.2mV，經(jīng)過滑動變阻器后的Ui的幅值為4.2mV，進入音頻功率放大電路的信號Ui’的幅值為4.2mV，,所以經(jīng)過LM386放大后的音頻U的幅值為747.5mV，放大倍數(shù)為Av=Uo/Ui’=747.5mV/4.2mV=177.98倍。4實際電路安裝與調(diào)試（1）元件列表：元件名稱數(shù)量（個）元件名稱數(shù)量（個）運放uA7411二極管2運放LM3861電容0.1uF5電阻1K2電容4.7uF1電阻5.1K2電容10uF2電阻10k2電容470uF1電阻510k2喇叭2電阻8歐2滑動變阻器0.1K1（2）調(diào)試環(huán)節(jié)：①檢查電路及電源電壓檢查電路元器件是否接錯，注意晶體管管腳、二極管方向、電解電容極性是否接對、焊接點是否牢固等，檢查電路無誤，再測電源電壓的數(shù)值和極性是否符合設(shè)計要求。一切正常之后方可接通電源開始調(diào)試實驗。②靜態(tài)調(diào)試先不接輸入信號，測量各級晶體管靜態(tài)工作點。檢測運放的正負(fù)輸入端以及輸出端，測量各個節(jié)點的電壓與理論值相比較，在誤差允許范圍內(nèi)數(shù)據(jù)合理后再接入輸入信號。③動態(tài)調(diào)試接輸入信號，各級電路的輸出端應(yīng)有相應(yīng)的信號輸出。線性放大電路不應(yīng)有非線性失真；波形產(chǎn)生及變換電路的輸出波形也應(yīng)符合設(shè)計要求。調(diào)試時，可由前級開始逐級向右檢測，這樣容易找出故障點，及時調(diào)整改進。④指標(biāo)測試電路能正常工作之后，即可進行技術(shù)指標(biāo)測試。根據(jù)設(shè)計要求。逐個測試指標(biāo)完成情況。

5心得體會本人通過這次課程設(shè)計體會到了掌握專業(yè)技能的重要性，最為一名自動化的學(xué)生，如果不能運用所學(xué)理論知識和專業(yè)技能通過時間培養(yǎng)自我的動手實踐能力，那么學(xué)習(xí)就會處處碰壁，讓你感覺無所適從，這時候你才會發(fā)現(xiàn)其實在校園培養(yǎng)自己的實操動手能力和學(xué)好專業(yè)理論知識和技能的重要性。我懂得做課程設(shè)計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識。平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時看課本，這次看了，下次就忘了，通過動手實踐讓我們對各個元件映象深刻。認(rèn)識來源于實踐，實踐是認(rèn)識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。這次課程設(shè)計讓我深深的認(rèn)識了自己，切實地說，以我現(xiàn)在的水平根本無法完成這次課程設(shè)計，該設(shè)計的硬件制作需要用到各方面的電子技術(shù)知識，本設(shè)計不僅需要對專業(yè)知識要較深的理解，同時還需要有嚴(yán)密的邏輯思維判斷能力，這些都是我們需要好好學(xué)習(xí)和總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)的。通過實踐與學(xué)習(xí)，我認(rèn)為要學(xué)好模擬電子技術(shù)這門課程，不僅要學(xué)習(xí)理解好課本基礎(chǔ)知識，更重要的是要通過動手實踐，拓寬思維，增強和鞏固創(chuàng)造能力。如果你沒有掌握真正的技術(shù)，也不能實踐創(chuàng)造，那么你將很難融入社會之中，這