對(duì)講機(jī)報(bào)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(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告采用集成運(yùn)放和集成功放及阻容元件等構(gòu)成對(duì)講機(jī)電路，直流穩(wěn)壓電源供電，通過(guò)開關(guān)選擇，兩只揚(yáng)聲器可任意一只作為受話器，另一只為送話器，實(shí)現(xiàn)對(duì)講功率≤0.5W。選擇電路方案，完成對(duì)確定方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)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(yáng)聲器，集成運(yùn)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(wàn)用表，毫伏表等。2.2對(duì)講機(jī)整體圖框前置前置放大功率放大選通開關(guān)揚(yáng)聲器A揚(yáng)聲器B圖2-1對(duì)講機(jī)圖框圖2-2替換原件后的對(duì)講機(jī)電路 2.3雙工對(duì)講機(jī)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(yáng)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(yuǎn)小于差動(dòng)放大器的輸入電阻，故差動(dòng)放大器對(duì)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(yáng)聲器部講話時(shí)的等效電阻（8Ω），ΔR是對(duì)準(zhǔn)揚(yáng)聲器講話時(shí)的電阻變化量。當(dāng)ΔR很小，即δ很小時(shí)，V2－V1＝V3δ/4可見(jiàn)差動(dòng)放大器的輸出信號(hào)與揚(yáng)聲器電阻相對(duì)變化率成正比。當(dāng)自方對(duì)準(zhǔn)揚(yáng)聲器講話時(shí)，ΔR≠0，電橋失去平衡，V2－V1≠0，該信號(hào)經(jīng)過(guò)前置放大電路電壓放大，再經(jīng)音頻功率放大，傳輸?shù)綄?duì)方揚(yáng)聲器去，即對(duì)方就可聽(tīng)見(jiàn)自方的講話聲音。因此此時(shí)，對(duì)方?jīng)]有對(duì)準(zhǔn)揚(yáng)聲器講話，故對(duì)方ΔR＝0，電橋輸出信號(hào)為零，或者說(shuō)對(duì)方的差動(dòng)放大器輸出信號(hào)為零，所以不會(huì)干擾自方講話。反之亦然，這就實(shí)現(xiàn)了雙工對(duì)講互不影響的作用。圖中揚(yáng)聲器兼作話筒和喇叭。R15上方的1K電阻以及+9V電源是用來(lái)給揚(yáng)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(yùn)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(bǔ)償，高共模抑制比，有短路保護(hù)，不會(huì)出現(xiàn)阻塞且便于失調(diào)電壓調(diào)零等特點(diǎn)的高性能集成運(yùn)放。UA741的7號(hào)引腳和4號(hào)引腳為偏置端，接入正負(fù)9V的電源。1號(hào)和5號(hào)引腳為調(diào)零端。UA741的兩個(gè)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(lái)決定輸出的電壓的表達(dá)式，事實(shí)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(yùn)算放大器的兩個(gè)差動(dòng)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(dòng)輸入電壓。采用差動(dòng)輸入的方式，運(yùn)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(shí)VO的結(jié)果，然后利用疊加原理，得出V1和V2同時(shí)作用的結(jié)果。D1、D2為輸入保護(hù)二極管，限制輸入電壓幅度。RV1為滑動(dòng)變阻器，作用是用來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入音頻功率放大級(jí)的信號(hào)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(wú)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L(zhǎng)M386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(shí)，在供電電路中所形成的電流沖動(dòng)對(duì)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(hào)引腳所接為旁路電容，它可將混有高頻信號(hào)和低頻信號(hào)的交流信號(hào)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(yáng)聲器，觀察其輸出波形。2.4元件介紹2.4.1運(yùn)算放大器UA741uA741M，uA741I，uA741C（單運(yùn)放）是高增益運(yùn)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(hù)和閉鎖自由運(yùn)作。這些類型還具有廣泛的共同模式，差模信號(hào)范圍和低失調(diào)電壓調(diào)零能力與使用適當(dāng)?shù)碾娢弧D2-6ua741管腳圖uA741M，uA741I，uA741C芯片引腳和工作說(shuō)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(guó)國(guó)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(fèi)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(shí)輸出端被自動(dòng)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(chǎng)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(diǎn)，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)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(shí)在引腳7和地之間接旁路電容，通常取10μF。3仿真過(guò)程及記錄3.1仿真數(shù)據(jù)(1)信號(hào)源參數(shù)：5mV,f=50Hz信號(hào)源曲線：為一正弦曲線，如圖3-1所示。信號(hào)源幅值為5mV。圖3-1輸入信號(hào)(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(hào)經(jīng)過(guò)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(shí)對(duì)應(yīng)的輸出波形：圖3-5音量最大時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出波形音量為最大時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出波形： 圖3-6RV處于中點(diǎn)處輸出波形音量最小時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出波形：圖3-7音量最小時(shí)對(duì)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(hào)經(jīng)過(guò)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(shí)，監(jiān)測(cè)輸入輸出波形。Uo的幅值為4.2mV，經(jīng)過(guò)滑動(dòng)變阻器后的Ui的幅值為4.2mV，進(jìn)入音頻功率放大電路的信號(hào)Ui’的幅值為4.2mV，,所以經(jīng)過(guò)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(shí)際電路安裝與調(diào)試（1）元件列表：元件名稱數(shù)量（個(gè)）元件名稱數(shù)量（個(gè)）運(yùn)放uA7411二極管2運(yùn)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(dòng)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(cuò)，注意晶體管管腳、二極管方向、電解電容極性是否接對(duì)、焊接點(diǎn)是否牢固等，檢查電路無(wú)誤，再測(cè)電源電壓的數(shù)值和極性是否符合設(shè)計(jì)要求。一切正常之后方可接通電源開始調(diào)試實(shí)驗(yàn)。②靜態(tài)調(diào)試先不接輸入信號(hào)，測(cè)量各級(jí)晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)。檢測(cè)運(yùn)放的正負(fù)輸入端以及輸出端，測(cè)量各個(gè)節(jié)點(diǎn)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(hào)。③動(dòng)態(tài)調(diào)試接輸入信號(hào)，各級(jí)電路的輸出端應(yīng)有相應(yīng)的信號(hào)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(jì)要求。調(diào)試時(shí)，可由前級(jí)開始逐級(jí)向右檢測(cè)，這樣容易找出故障點(diǎn)，及時(shí)調(diào)整改進(jìn)。④指標(biāo)測(cè)試電路能正常工作之后，即可進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)測(cè)試。根據(jù)設(shè)計(jì)要求。逐個(gè)測(cè)試指標(biāo)完成情況。

5心得體會(huì)本人通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)體會(huì)到了掌握專業(yè)技能的重要性，最為一名自動(dòng)化的學(xué)生，如果不能運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和專業(yè)技能通過(guò)時(shí)間培養(yǎng)自我的動(dòng)手實(shí)踐能力，那么學(xué)習(xí)就會(huì)處處碰壁，讓你感覺(jué)無(wú)所適從，這時(shí)候你才會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)在校園培養(yǎng)自己的實(shí)操動(dòng)手能力和學(xué)好專業(yè)理論知識(shí)和技能的重要性。我懂得做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們了解了很多元件的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問(wèn)題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問(wèn)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(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐讓我們對(duì)各個(gè)元件映象深刻。認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。這次課程設(shè)計(jì)讓我深深的認(rèn)識(shí)了自己，切實(shí)地說(shuō)，以我現(xiàn)在的水平根本無(wú)法完成這次課程設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)的硬件制作需要用到各方面的電子技術(shù)知識(shí)，本設(shè)計(jì)不僅需要對(duì)專業(yè)知識(shí)要較深的理解，同時(shí)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(yàn)教訓(xùn)的。通過(guò)實(shí)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(shí)，更重要的是要通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，拓寬思維，增強(qiáng)和鞏固創(chuàng)造能力。如果你沒(méi)有掌握真正的技術(shù)，也不能實(shí)踐創(chuàng)造，那么你將很難融入社會(huì)之中，這