模電課程設(shè)計(jì) 電子助聽器

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案PAGE 精彩文檔 2012 2013 學(xué)年 第 二 學(xué)期 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告題 目： 電子助聽器 專 業(yè)： 班 級(jí)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 陳敏 電氣工程系 2013 年 05月 08日1、任務(wù)書課題名稱電子助聽器指導(dǎo)教師（職稱）陳敏 執(zhí)行時(shí)間2012 2013 學(xué)年第 一學(xué)期 第 11 周學(xué)生姓名學(xué)號(hào)承擔(dān)任務(wù)謝飛1109141058繪出原理圖，Multisim仿真薛莉君1109141062設(shè)計(jì)電子助聽器電路孟耀耀1109141034根據(jù)設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)選好元件和參數(shù)夏克釗1109141057根據(jù)設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)選好元件和參數(shù)楊箭1109141063設(shè)計(jì)

2、方案與論證韋翔云1109141051硬件的制作與調(diào)試 設(shè)計(jì)目的1、掌握多級(jí)阻容耦合放大器的設(shè)計(jì)方法；2、熟悉微型駐極體話筒應(yīng)用。設(shè)計(jì)要求（1）設(shè)計(jì)電子助聽電路；（2）要求繪出原理圖，Multisim仿真；（3）根據(jù)設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)好電路，選好元件及參數(shù)；（5）擬定設(shè)計(jì)步驟；（6）撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。設(shè)計(jì)指標(biāo) （1）耳機(jī)8歐姆；（2）放大能力：對話筒輕輕發(fā)出聲音，耳機(jī)能聽到宏亮聲音；摘 要本次課程設(shè)計(jì)為電子助聽器。為實(shí)現(xiàn)放大電路，可有多種不同的選擇。應(yīng)選擇共射極放大電路，之所以會(huì)選擇共射級(jí)放大電路是因?yàn)楣采錁O放大電路的電壓，電流，功率增益都比較大，應(yīng)用廣泛。本次課程設(shè)計(jì)我們采用VT1與外圍電路組

3、成了共射極放大電路，擔(dān)任前置音頻放大。VT2，VT3組成了兩級(jí)直接耦合式功率放大電路。我們還對共基極放大電路和功率放大電路進(jìn)行了單元電路的設(shè)計(jì)。當(dāng)完成單元電路設(shè)計(jì)后，開始對整個(gè)電路進(jìn)行仿真圖的繪制和仿真結(jié)果的運(yùn)行。最終實(shí)現(xiàn)了功率放大電路需要考慮到輸出功率盡可能的大，非線性失真要小。關(guān)鍵字：電子助聽器，共射級(jí)放大電路，輸出功率，功率放大，仿真。精彩文檔目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc356647166 第一章 緒論 PAGEREF _Toc356647166 h 2 HYPERLINK l _Toc356647167 第二章 電路的設(shè)計(jì)方案論證及分析 PAG

4、EREF _Toc356647167 h 3 HYPERLINK l _Toc356647168 2.1電路原理的分析 PAGEREF _Toc356647168 h 3 HYPERLINK l _Toc356647170 2.2 總體設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc356647170 h 5 HYPERLINK l _Toc356647171 2.3單元電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc356647171 h 6 HYPERLINK l _Toc356647172 2.3.1共基極放大電路 PAGEREF _Toc356647172 h 6 HYPERLINK l _Toc35664717

5、3 2.3.2功率放大電路 PAGEREF _Toc356647173 h 6 HYPERLINK l _Toc356647174 2.4 工作原理及過程 PAGEREF _Toc356647174 h 7 HYPERLINK l _Toc356647175 第三章 電子助聽器的仿真 PAGEREF _Toc356647175 h 8 HYPERLINK l _Toc356647178 結(jié)束語 PAGEREF _Toc356647178 h 9 HYPERLINK l _Toc356647179 參考文獻(xiàn)9 HYPERLINK l _Toc356647180 附錄 PAGEREF _Toc35

6、6647180 h 10第一章 緒論一切有助于聽力殘疾者改善聽覺障礙，進(jìn)而提高與他人會(huì)話交際能力的工具、設(shè)備、裝置和儀器等。耳聾助聽器有電力的和非電力的兩類，后者目前已被廢棄。前者又有電子管式和晶體管式兩種。晶體管式耳聾助聽器最為靈巧輕便，于1950年問世后已取代電子管式而被普遍采用。 集成電路的的問世又迅速地取代了“晶體管耳聾助聽器”，集成電路IC于1964年問世，其體種小，低耗電，穩(wěn)定性更高。近年來隨科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，耳聾助聽器也逐步向智能化、體內(nèi)化發(fā)展：1982年“駐極體麥克風(fēng)”的問世實(shí)現(xiàn)耳聾助聽器微型化，靈敏度及清晰度更是達(dá)到了新的水平；而1990年隨著“電腦編程耳聾助聽器”的問世，

7、耳聾助聽器增益初步智能化調(diào)整，又讓耳聾助聽器達(dá)到了另一新水平。1997年，“數(shù)字耳聾助聽器”的增益智能化調(diào)整，使用極為方便，性能達(dá)到了更高的水平。 今天我們所用的大部分耳聾助聽器都是“數(shù)字電腦編程”的，根據(jù)我們每個(gè)人聽力損失的程度不同來調(diào)整，對我們的助聽效果又提高了一個(gè)層次，讓我們聽得更多！現(xiàn)在助聽器正向小型化、個(gè)性化、智能化的趨勢發(fā)展。第二章 電路的設(shè)計(jì)方案論證及分析2.1電路原理的分析圖1 設(shè)計(jì)總框圖通過一個(gè)語音信號(hào)放大電路將話筒中傳來的語音信號(hào)放大，在通過一個(gè)功率放大電路將放大后的信號(hào)通過耳機(jī)輸出。實(shí)現(xiàn)放大電路可有多種不同的選擇。在這個(gè)設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇共射極之所以會(huì)選擇共射級(jí)放大電路是因?yàn)楣?/p>

8、射極放大電路的電壓，電流，功率增益都比較大，應(yīng)用廣泛。在寬頻帶或高頻情況下，要求穩(wěn)定性比較好時(shí)，共基極電路就比較適合。共集電極電路的優(yōu)點(diǎn)是輸入電阻很高，輸出電阻很低，多用于輸入級(jí)，輸出級(jí)或緩沖級(jí)。功率放大電路和電壓放大電路的要求和所要完成的任務(wù)是不同的。實(shí)現(xiàn)功率放大電路需要考慮到輸出功率盡可能的大，非線性失真要小。所以在電路中加入旁路電容和濾波電容，改善音質(zhì)，是耳機(jī)發(fā)出的聲音更加清晰響亮。所有耳聾助聽器不外由傳聲器（話筒）、放大器和受話器（耳機(jī)）三個(gè)主要部分組成。傳聲器為聲電換能器，將外界聲信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，輸入放大器后使聲壓放大到1萬乃至幾萬倍,再經(jīng)受話器輸出這個(gè)放大后的聲信號(hào)。耳聾助聽器還

9、應(yīng)包括電池能源以推動(dòng)機(jī)器工作。由于不同性質(zhì)、不同程度的聽覺損傷機(jī)能差異也不同，因此裝置音量調(diào)節(jié)、音調(diào)調(diào)節(jié)、最大聲輸出調(diào)節(jié)、電話拾音等設(shè)備,以及O-M-T（關(guān)斷話筒電話）三檔開關(guān)都是不可缺少的。耳聾患者絕大多數(shù)是感音神經(jīng)聾，其中相當(dāng)多的人具有重振陽性現(xiàn)象。他們對小聲聽取感到困難，但稍響的聲音又難以忍受，響度感覺的動(dòng)態(tài)范圍明顯縮小。由于電子學(xué)上采用 AGC或PC線路實(shí)現(xiàn)壓縮和限幅功能，以使這類聾人較滿意地應(yīng)用耳聾助聽器克服聽覺障礙。耳聾助聽器的性能及指標(biāo)一個(gè)合格的耳聾助聽器至少應(yīng)考慮下述六項(xiàng)性能指標(biāo)： 1、頻率范圍。低檔耳聾助聽器的頻率范圍至少在 3003000Hz，普通耳聾助聽器高頻應(yīng)達(dá)到400

10、0Hz，高級(jí)耳聾助聽器的頻率范圍可在808000Hz之間。 2、最大聲輸出或飽和聲壓級(jí)(SSPL)。實(shí)際上代表了耳聾助聽器的最大功率輸出。使用耳聾助聽器時(shí)的最大聲輸出應(yīng)低于患耳的不舒適閾，尤其對重振陽性的患耳，必須控制最大聲輸出以保護(hù)患耳。 3、最大聲增益。主要表示耳聾助聽器的放大能力，各國生產(chǎn)的耳聾助聽器增益多在3080dB之間。一般說，耳聾程度輕的要選擇增益小的，程度重的應(yīng)分別選用增益中等的或大的耳聾助聽器。在具體使用中耳聾助聽器上都備有使聲增益在一定范圍內(nèi)變動(dòng)的音量調(diào)節(jié)開關(guān)。選配適合的耳聾助聽器可依一些公式預(yù)先計(jì)算，最簡易的方法是按照純音聽力圖，對 500、1000、2000Hz三個(gè)音頻

11、的增益補(bǔ)償調(diào)節(jié)，以其閾值的一半或稍多為宜，多能獲得滿意效果。 4、頻率響應(yīng)和音調(diào)調(diào)節(jié)。為滿足聾人聽力要求，耳聾助聽器應(yīng)提供各種不同的頻率響應(yīng)，頻率不同反應(yīng)在聽覺上就是音調(diào)不同。為了使耳聾助聽器的頻響比較符合聾人的聽力損失特點(diǎn)，音調(diào)調(diào)節(jié)鈕上設(shè)置一些不同音調(diào)，通常L代表低音，N為正常，H為高音。 5、信號(hào)噪聲比 (S/N)。耳聾助聽器耳機(jī)放大后的輸出往往是語言信號(hào)和惱人的噪聲同時(shí)存在，信號(hào)噪聲比值越大，語言信息輸出的質(zhì)量也越好。優(yōu)質(zhì)耳聾助聽器的信噪比可達(dá)40dB左右，至少應(yīng)保證30dB以上。 6、諧波失真。為了能高地傳輸放大后的聲信號(hào)，耳聾助聽器的失真度應(yīng)越小越好,按規(guī)定失真應(yīng)小于10,而小于5的

12、基本上可以保持語言的逼真性。 2.2 總體設(shè)計(jì)方案圖2 具體結(jié)構(gòu)圖VT1與外圍電路組成了共射極放大電路，擔(dān)任前置音頻放大。VT2，VT3組成了兩級(jí)直接耦合式功率放大電路。其中VT3接成發(fā)射級(jí)輸出形式，它的輸出阻抗較低，以便以8歐姆低阻耳塞式耳機(jī)相匹配。XS選用CKX2-3.5型（3.5 mm）兩芯插孔，R1至R5均用RTX-1/8型碳膜型1K電阻，C1至C3 選用CD11-10V型電解電容，C4選用CT1型瓷介電容。G用兩節(jié)5號(hào)電池串聯(lián)而成，電壓為3伏。2.3單元電路設(shè)計(jì)2.3.1共射極放大電路 圖3 共射電極放大電路結(jié)構(gòu)由話筒接收到聲波信號(hào)后，輸出相應(yīng)的微弱的電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過電容C1耦合V

13、T1的基極，進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)由VT1的集電極輸出。2.3.2功率放大電路圖4 功率放大電路結(jié)構(gòu)由VT1集電極輸出的語音放大信號(hào)，經(jīng)過C2耦合到VT2進(jìn)行第二級(jí)放大，最后由VT3發(fā)射極輸出。最后的語音信號(hào)由耳塞機(jī)放出聲音。其中C3為為濾波電容，主要用來減小電池的交流內(nèi)阻（實(shí)際上是為整機(jī)音頻電流提供良好通路）?？捎行Х乐闺姵乜靾?bào)廢時(shí)電路產(chǎn)生的自激震蕩，并且使耳塞機(jī)發(fā)出的聲音更加清晰響亮。C4為旁路電容，其作用是旁路掉輸出信號(hào)中形成噪聲的各種諧波成分，以改善耳機(jī)音質(zhì)。2.4 工作原理及過程 耳聾助聽器的電路如圖所示，它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)由晶體 HYPERLINK /Article/dzrm/dzyj

14、/200709/96.html t _blank 三極管VT1VT3構(gòu)成的多級(jí)音頻放大器。VT1與外圍阻容元件組成了典型的阻容耦合放大電路，擔(dān)任前置音頻電壓放大；VT2、VT3組成了兩級(jí)直接耦合式功率放大電路，其中：VT3接成發(fā)射極輸出形式，它的輸出阻抗較低，以便與8低阻耳塞式耳機(jī)相匹配。駐極體話筒B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) HYPERLINK /Article/dzrm/dzyj/200709/86.html t _blank 電容器C1耦合到VT1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VT2進(jìn)行第二級(jí)放大，最后信號(hào)由VT3發(fā)射極輸出，并通過插孔X

15、S送至耳塞機(jī)放音。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，以改善耳塞機(jī)的音質(zhì)。C3為濾波電容器，主要用來減小電池G的交流內(nèi)阻（實(shí)際上為整機(jī)音頻 HYPERLINK /Article/dgjs/dgjc/201006/1033.html 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，并使耳塞機(jī)發(fā)出的聲音更加清晰響亮。第三章 電子助聽器的仿真仿真圖仿真運(yùn)行結(jié)果結(jié)束語這是我們專業(yè)學(xué)習(xí)以來的第一次課程設(shè)計(jì)，在這個(gè)課程設(shè)計(jì)中，我們完成每個(gè)部分的內(nèi)容，雖然過程比較辛苦，但收獲很多。一來，鞏固了以前的知識(shí)和實(shí)習(xí)中學(xué)到的各種技能，比如焊接、常用儀器的使用，

16、電路的調(diào)試、仿真軟件的學(xué)習(xí)等。二來，通過實(shí)踐，學(xué)會(huì)把書本上的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，進(jìn)一步理解實(shí)際應(yīng)用的知識(shí)。通過這個(gè)微型助聽器的制作，我深切體會(huì)到將所學(xué)的知識(shí)化為實(shí)際意義的實(shí)物才是我們技術(shù)性課程的最終要求。雖然這個(gè)電路比較簡單，但卻是學(xué)習(xí)的好途徑?，F(xiàn)在初步學(xué)習(xí)，應(yīng)該先從簡單的入手，把基本的技能掌握到位，要是簡單的都做不出而一味追求難度，就顯得好高騖遠(yuǎn)。設(shè)計(jì)電路時(shí)，元件及導(dǎo)線的排布也是很有講究的。一般要求要節(jié)省材料，降低成本，所以元器件應(yīng)該盡量緊湊。這次實(shí)訓(xùn)讓我真切的認(rèn)識(shí)到理論與實(shí)踐結(jié)合的重要性。參考文獻(xiàn)1 孫余凱，項(xiàng)綺明等主編.精選實(shí)用電子電路.260例北京：電子工業(yè)出版社，2007.22 蘇文平編著.新型電子電路應(yīng)用實(shí)例精選.北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2002.23 黃智偉主編.全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2006.124 肖景和主編.集成運(yùn)算放大器應(yīng)用精髓.北京：人民郵電出版社,2006.