2.1 双工对讲机

Posted 2022-12-16 行走的皮卡丘

2.1 双工对讲机

• 一 设计任务与要求
• 二 方案设计与论证
• 三 单元电路设计与参数计算
• • 3.1 直流稳压电源
  • 3.2 声电转换电路
  • 3.3前置放大电路
• 四 总原理图及元器件清单
• • 4.1 总原理图
  • 4.2 元件清单
• 五 仿真调试与分析
• • 5.1 直流稳压电源
  • 5.2 前置放大电路
  • 5.3 功率放大电路
• 六 结论与心得
• 七、参考文献

一 设计任务与要求

• 1、元件采用集成运放和集成功放及电阻、电容等，实现甲、乙双方异地有线通话对讲功；

• 2、 用扬声器兼作话筒和啦叭，双向对讲，互不影响；

• 3、电源电压选用+9V，输出功率≥0．5W，工作可靠，效果良好；

• 4、设计电路所需的直流稳压电源（即+9V电源）；

二 方案设计与论证

声音由扬声器进入声电转换电路变为电信号，电信号经过前置放大器得到较大的电信号，然后再经音频放大电路到输出级。又因为要实现双工对讲，因此把电路图设计对称的形式。原理框图如下图所示：

三 单元电路设计与参数计算

3.1 直流稳压电源

考虑到电子设备中所用的直流电源，通常都是由市电经过直流稳压电源变换得到的，直流稳压电源由变压、整流、滤波、稳压电路四部分组成。

• a.电压采用NLT-PQ-4-10将电网220V，50HZ的交流电以10:1的比例降压送到整流电路中。

• b.整流电路采用单相整流电路，U0=0.9U2。

• c.滤波，由于本电路为小功率所以用电容输入时滤波。由公式U0=1.2U2。

• d. 稳压电路用LM7809T，LM7809T是正输出电压为9v的稳压器，其中C2防止自激振荡，抑制高频脉冲，C3改善负载瞬态响应，消除高频噪音，同时也消除自激振荡。

3.2 声电转换电路

电桥电路如图所示，扬声器（R4）与电阻R1（8Ω），R2（10kΩ）,R3(10kΩ)组成电桥电路。由于电桥电阻远小于差动放大器的输入电阻，故差动放大器对电桥的负载效应可以不考虑。

3.3前置放大电路

由于通过麦克风拾取的声音信号比较弱,需要通过前置放大器放大输入的信号，需要先被放大到一定的电平才可以到其它级上。通常前置具有较高的电压增益，可以将小信号放大到标准电平上。

NE5532是一种双运放高性能低噪声运算放大器。 相比较大多数标准运算放大器,它显示出更好的噪声性能，提高输出驱动能力和相当高的小信号和电源带宽。

NE5532具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、宽频带等优良性能, 被称为“ 运放之皇” 。这种运放的高速转换性能可大大改善电路的瞬态性能, 较宽的带宽能保证信号在低、中、高频段均能不失真输出, 使电路的整体指标大大提高。

R4(8.2K)和R5（33k）组成放大倍数为4倍电路，并且电路不会自激，同时反馈也适量，音质柔和，透明度清晰度高。R4，R5，C5频率补偿电路消除负载电感在高频时产生不良影响，改善功放高频特性防止自激振荡。

前置放大电路

NE5532封装与引脚图

内部等效原理图入

(4)功率放大电路

功率放大器主要是放大电流，这样才能推动低阻的扬声器发出声音。LM1875T为美国国家半导体公司(NS)的元老级音频功放器件。其供电电压宽，过压、过流、温度保护功能齐全。R8,R9，C6对信号筛选后，送入1脚进入放大器。电阻R11为负反馈，以使波形稳定，R10和C10为低频校正网络，防止电路自激振荡。C9，R12的作用是防止放大器产生低频振荡。

功率放大电路

四 总原理图及元器件清单

4.1 总原理图

4.2 元件清单

表1：元件清单

元件序号	型号	主要参数	数量	备注
R3，R13，R16，R27，R29		8	5
R28		330	1
R12，R2，R7,R10,R20,R23,R25		1k	7
R17		8.2k	1
R11,R24		12k	2
R1，R2，R14，R15		10k	4
R9，R22		22k	2
R18		33k	1
R4,R5,R6,R19		100k	1
R8，R21		1M	2
R26		0-400k	1	滑动变阻
C1，C5，C6，C7，C8，C15，C18,C19,C20		0.1u	9
C2，C4，C14，C17，C16		4.7u	5
C3		20pf	1
C12,C11，C24，C23		100u	4
C9，C21		0.22u	2
C10，C22		22u	2
C25		220u	1
C26		0.33u	1
C28		1u	1
NE5532			2	前置放大器
LM1875T			2	功率放大器
LM7809T			1	恒流

五 仿真调试与分析

5.1 直流稳压电源

220V市电通道直流稳压电源系统稳定输出9V的直流电。

5.2 前置放大电路

a.输入端：


b．输出端


放大倍数：Av=3.59（v）/715(mv)=5.02=5与理论放大R5/R4=33/8.2=4相差不大，在理论误差范围内；

5.3 功率放大电路

a.音量最小时：

b.音量中等时：

c.音量最大时：

功率分析：

• a. 当音量最大时，Av=45.9/3.59(v)=12.78与理论值R11/R10=12相差不大，在理论误差范围内;

• b. 当音量最小时能获最小输出功率：Pmin=2.35(v)*294(mA)=0.690.9(w)>0.5w;

• c. 由b分析可得，我们可以增大R11的阻值，增大功率输出，并且增大放大倍数；

六 结论与心得

通过这两个星期的学习，我终于完成了这项课程设计。在这次设计中，我从对仿真软件的陌生到现在的熟悉掌握，虽然不是特别熟练，做的也不是特别的好，但看到自己有进步有收获，这是最重要的。

从一开始分析题目，上网查找资料，查阅书籍，以及向师兄师姐借鉴参考，熟悉各个原理，再到设计电路图，画原理图进行仿真，最后完成报告等过程，在查找资料时，我发现网上有各种各样的资料，我根据实际情况和设计要求，参考这些资料搞定了自己的电路图，在仿真顺利进行后，我又进一步分析，验证自己的电路是否满足设计要求，实践证明，设计是正确的，虽然存在一定的误差，但误差是不可避免的，这在我们近似计算时都会产生，所以总体来说，这次的课程设计算是圆满完成了。

在完成本次课程设计的过程中，遇到了很多问题，但也是这些问题磨练了我。解决这些问题都充分的锻炼了我独立思考和实践操作的能力，让我了解到自己在学习当中的不足和弱点，可以及时针对自己的不足加以弥补，更加牢固的掌握所学知识和技能，同时也让我认识到想要更好的掌握这门知识和技能，需要不断的学习和实践。

通过课程设计，我的能力得到了实践和提高，通过这次设计后，我也明白，我们学习的不仅是理论知识，还有很多实践经验，这对我们以后的学习都会有很大的帮助，为今后从事电子领域的工作打好基本基础的要求，也希望自己以后能有机会多多参加这类的设计项目，以锻炼自己的能力以及思考问题的方式。

七、参考文献

（1）李继凯 《模拟电子技术及应用》 科学出版社

（2）康华光 《电子技术基础（模拟部分）第五版》 高等教育出版社

（3）百度NE5532，放大器,LM1875功放接法

（4）黄智伟 全国大学生电子设计竞赛系统设计 北京航空航天大学出版社