第一篇：模電課程設計 擴聲電路

電子工程系課程設計 專業(yè)名稱：課程名稱：課題名稱： 設計人員： 指導教師： 電子工程系 模擬電路課題設計 擴 聲 電 路 年 月 日

課程設計報告書評閱頁

課題名稱： 班

級： 姓

名：

****年**月**日

指導教師評語：

考核成績：

指導教師簽名：

2011 年

月

日

目錄

【摘要】...................................................................................................................第1節(jié) 擴聲電路的設計.........................................................................................一、目的............................................................................................................二、設計任務和要求........................................................................................三、基本原理概述............................................................................................四、元器件清單................................................................................................第2節(jié) 擴聲電路各單元電路設計.........................................................................一、前置放大器的設計....................................................................................二、音調控制器的設計....................................................................................三、功率輸出級的設計..................................................................................第3節(jié)、調試要點.................................................................................................一.前置級調試...............................................................................................二.音調控制器調試......................................................................................三.功率放大器調試......................................................................................四.整機調試...................................................................................................附錄一.....................................................................................................................附錄二.....................................................................................................................附錄三.....................................................................................................................心得體會.................................................................................................................參考文獻:................................................................................................................

第1節(jié) 擴聲電路的設計

一、目的

? 掌握一些集成運放電路的使用。? 掌握熟悉功率放大電路的設計。? 了解什么是前置放大。

? 音頻控制器的設計、功率輸出級的設計等模電知識。

二、設計任務和要求

? 最大輸出功率為8W。? 負載阻抗為8Ω。

? 非線性失真系數(shù)不大于3%。

? 具有音頻調節(jié)功能，即用兩只電位器分別調節(jié)高音和低音。? 輸出功率的大小連續(xù)可調，即用電位器調節(jié)音量的大小。

? 頻率響應：當高、低音調電位器處于不提升也不衰減的位置時，-3dB的頻帶范圍是80HZ至6kHZ。

? 輸入信號源為話筒輸入，輸入靈敏度不大于20ｍＶ。? 輸入阻抗不小于50KΩ

? 輸入端短路時，噪聲輸出電壓的有效值不超過10mV，直流輸出電壓不超過50mV，靜態(tài)電源電流不超過100mV。

三、基本原理概述

擴聲電路實際上是一個典型的多級放大器。其原理如下圖所示。前置放大主要完成對小信號的放大，一般要求輸入高阻抗，輸出低阻抗，頻帶要寬，噪聲要??；音頻控制主要實現(xiàn)對輸入信號高、低音的提升和衰減；功率放大器決定了整機的輸出功率、非線性失真系數(shù)等指標，要求效率高、輸出功率大。設計時首先根據(jù)技術指標要求，對整機電路做出適當安排，確定各級的增益分配，然后對各級電路進行具體的設計。

因為P0max=8W，所以此時的輸出電壓U0=。要使輸入為5mV的信號放大到輸出的8V，所需要的總放大倍數(shù)為

Au=u0/ui=8V/5mV=1600

三、元器件清單

元器件名稱

LF353 三極管 三極管 三極管 二極管 電解電容 電解電容 電解電容 電解電容

參數(shù)

9013 9015 3DD01 IN4148 10uF 100uF 0.01uF 4.7uF

數(shù)量 2 1 1 2 2 2 3 2 1 元器件名稱

電阻

電阻

電阻

電阻

電阻

電阻

電阻

電阻

電阻

參數(shù) 100KΩ 10KΩ 22KΩ 51KΩ 18KΩ 15kΩ 1kΩ 11KΩ 30Ω

音頻控制器的設計主要是根據(jù)轉折頻率的不同來選擇電位器、電阻及電容參數(shù)。

（1）低頻工作時元器件參數(shù)的計算。音頻控制器工作在地音頻時（即f

本設計要求中頻增益為Ao=1（0dB），且正在100Hz處有±12dB的調節(jié)范圍。故當增益為0dB時，對應的轉折頻率為400Hz（因為從2dB到0dB對應兩個倍頻程，所以對應頻率是2X2X100Hz=400Hz），該頻率既是中音下限頻率fL2=400Hz。最大提升增益一般取10倍，因此音調控制器的低音轉折頻率fL1=fL2/10=40Hz。

電阻R8，R10及RP1的取值范圍一般為幾千歐姆到數(shù)百歐姆。若取值過大，則運算放大器的漏電流的影響變大；若取值過小，則流入運算放大器的電流將超過其最大輸出能力。這里取RP1=470KΩ。由于Ao=1。故R8=R10。又因為wL2/wL1=(RP1+R10)/R10=10,所以R8=R10=RP1/（10-1）≈52KΩ，取R9=R8=R10=51KΩ。電容C7可由式1/（2πfL1XRP1）求的：C7=0.0085uF，取0.01uF。

三、功率輸出級的設計

功率輸出級電路結構有許多種形式，選擇由分立元器件組成的功率放大器或單片集成功率放大器均可。為了鞏固在電子線路課程中所學的理論知識，這里選用集成運算放大器組成的典型OCL功率放大器，其電路如圖6.10所示。其中由運算放大器組成輸入電壓放大驅動管，由晶體管VT1,VT2.VT3,VT4組成的復合管為功率輸出級。三極管VT1與VT2都為NPN型的復合管。VT3與VT4為不同類型的晶體管，所組成的復合管導電極性由第1只管決定，為PNP型復合管。

（1）確定電源電壓Vcc。功率放大器的設計要求是最大輸出功率Pomax=8W。由式Pomax=1／2× 可得：uomax=√2PomaxRL?？紤]到輸出功率管VT2與VT4的飽和壓降和發(fā)射極電阻R21與R22d的壓降，電源電壓常?。篤cc=（1.2～1.5）Uom。將以知參數(shù)帶入上式，電源電壓取±1.2V。（2）功率輸出級設計：

1.輸出晶體管的選擇。VT1與VT4選擇同類型的NPN型大功率管。其承受的量最大反向電壓為Ucemax=2Vcc。每支晶體管的最大集電極電流為Icmax=Vcc／RL≈1.5A；每支晶體管的最大集電極功耗為：Pcmax=0.2Pomax=1.6W。所以，在選擇功率三極管時，除應使兩管B的值盡量對稱外，其極限參數(shù)還應滿足系列關系：V（BR）CEO﹥2Vcc，Icm﹥Icmax，Pcm﹥Pcmax。根據(jù)上式關系，選擇功率三極管為3DD01。

2.復合管的選擇。VT1與VT4組成復合管，他們承受的最大電壓均為2Vcc，考慮到R18與R20的分流作用和晶體管的損耗，晶體管VT1與VT3的集電極功耗為：Pcmax≈（1.1～1.5）Pc2max／B2，而實際選擇VT1，VT3的參數(shù)要大于其最大值。另外為了復合出互補類型的三極管，一定要使VT1,VT3互補，且要求盡可能對稱性好?？蛇x用VT1為9013，VT3選用9015.3.電阻R17～R22的估算。R18與R20用來減小復合管的穿透電流，其值太小會影響復合管的穩(wěn)定性，太大又會影像輸出功率，一般取R18=R20=(5～10)ri2.ri2為VT2管的輸入端等效電阻，其大小可用公式ri2=rbe2+（1+B2）R21來計算，大功率管的 rbe約為10歐姆，B 為20倍。

輸出功率管的發(fā)射極電阻R21與R22起到電流的負反饋作用，是電路的工作更加

112

第3節(jié)、調試要點

上圖為擴聲電路PCB圖，在調試安裝前，首先將所選用的電子元器件測試一遍，以確保元器件完好。在進行元器件安裝時，布局要合理，連線應盡可能短而直，所用的測量儀器也要準備好。一.前置級調試

當無輸入交流信號時，用萬用表分別測量LF353的輸出電位，正常時應在0V 附近。若輸出端滯留電流為電源電壓值時，則可能運算放大器已壞或工作在開環(huán)狀態(tài)。

輸入端加入ui=5mV，f=1000HZ的交流信號，用示波器觀察有無輸出波形。如有自激震蕩，應首先消除。當正常工作后。用交流毫伏表測量放大器的輸出，并求其電壓放大倍數(shù)。

輸入信號幅值保持不變，改變其頻率。測量幅頻特性，并畫出幅頻特性曲線。二.音調控制器調試 靜態(tài)測試同上

動態(tài)調試：用低頻信號發(fā)生器在音調控制器輸入400mV的正弦信號，保持幅值不變。將低音控制電位器調到最大提升，同時將高音控制電位器調到最大衰減，分別測量其幅頻特新曲線；然后將兩個電位器的位置調到相反狀態(tài)，重新測試其幅頻特新曲線。若不符合要求，應檢查電路的連接、元器件值、輸入輸出耦合電容是否正確、完好。三.功率放大器調試

靜態(tài)調試：首先將輸入電容C8輸入端對地短路，然后接通電源，用萬用表測試Uo，調節(jié)電位器RP3，使輸出的電位近似為0.動態(tài)調試：在輸入端接入400mV。1000Hz的正弦信號，用示波器觀察輸出波形的失真情況，調整電位器RP3使輸出波形交越失真最小。調節(jié)電位器RP4使輸出電壓的峰值不小于11V，以滿足輸出功率的要求。四.整機調試

將三級電路連接起來，在輸入端連接一個話筒，此時，調節(jié)音量控制電位器RP4，應能改變音量的大小。調節(jié)高、低音控制電位器，應能明顯聽出高、低音調的變化。敲擊電路板應無聲音間斷和自激現(xiàn)象。

附錄二

擴聲電路總體設計原理圖，PCB圖見下

附錄三

3D安裝原理對照圖

心得體會

在本次設計的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，給我的感覺就是很難，很不順手，看似很簡單的電路，要動手把它給設計出來，是很難的一件事，主要原因是我們沒有經(jīng)常動手設計過電路，還有資料的查找也是一大難題，這就要求我們在以后的學習中，應該注意到這一點，更重要的是我們要學會把從書本中學到的知識和實際的電路聯(lián)系起來，這不論是對我們以后的就業(yè)還是學習，都會起到很大的促進和幫助，我相信，通過這次的課程設計，在下一階段的學習中我會更加努力，力爭把這門課學好，學精。同時，通過本次課程設計，鞏固了我們學習過的專業(yè)知識，也使我們把理論與實踐從真正意義上相結合了起來；考驗了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡搜集、查閱相關文獻資料，和組織材料的綜合能力；從中可以自我測驗，認識到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的學習中得以改進、提高；通過使用電路CAD 軟件Protel DXP , 也讓我們了解到計算機輔助設計(CAD)的智能化,有利于提高工作效率。

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第二篇：模電課程設計仿真 音頻放大電路

電子科技大學

設計題目：學生姓名：教師姓名：《模擬電路基礎》電子線路應用設計報告

功率放大電路 學號：

日期： 2016.12.27

1、設計任務

設計要求：設計并制作用晶體管和集成運算放大器組成的音頻功率放大電路，負載為揚聲器，阻抗RL=8Ω。

性能指標：頻率：20Hz～20kHz 輸出功率：≥8W 放大倍數(shù)：30dB 失真：≤10%

2、電路原理

2.1 電路整體方案 2.1.1 方案的確定及論證

一、OCL互補對稱功率放大器

圖 2.1.1-1 OCL電路

如圖所示放大電路是由兩個射極輸出器組成的，T1和T2分別為NPN型管和PNP型管，兩管的材料和參數(shù)相同（即特性對稱），且電源由對稱的雙電源+VCC和-VCC提供。

圖中，兩管基極沒有偏置電流，靜態(tài)損耗為0，電路工作在乙類狀態(tài)，信號從基極輸人，從射極輸出，RL為負載，輸出端沒有耦合電容。所以，把圖4-35所示的電路稱為無輸出電容的功率放大電路，簡稱OCL電路。靜態(tài)時，UEQ＝UBQ＝0 輸入電壓的正半周：＋VCC→T1→RL→地 輸入電壓的負半周：地→RL→T2→－VCC OCL電路的輸出功率的計算公式如下：

最大輸出功率：

轉換效率：

二、用集成器件實現(xiàn)

TDA2030集成功放芯片：

TDA2030是德律風根生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5腳單列直插式塑料封裝結構。該集成電路廣泛應用于汽車立體聲收錄音機、中功率音響設備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點。并具有內部保護電路。

圖 2.1.1-2 TDA2030芯片

TDA2030管腳功能： 1腳是正相輸入端； 2腳是反向輸入端； 3腳是負電源輸入端； 4腳是功率輸出端； 5腳是正電源輸入端。

圖 2.1.1-3 TDA2030芯片

圖 2.1.1-4 TDA2030典型參數(shù)

TDA2030特點: 1.開機沖擊極小。2.外接元件非常少。

3.TDA2030輸出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。4.采用超小型封裝(TO-220),可提高組裝密度。

5.內含各種保護電路，因此工作安全可靠。主要保護電路有：短路保護、熱保護、地線偶然開路、電源極性反接(Vsmax=12V)以及負載泄放電壓反沖等。

6．TDA2030A能在最低±6V最高±22V的電壓下工作在±19V、8Ω阻抗時能夠輸出16W的有效功率，THD≤0.1%。

運用集成芯片TDA2030完成音頻功率放大電路的設計，能夠更好地達到設計任務和要求。2.1.2 整體電路

整體電路設計：使用TDA2030加少量外圍元件，輸入端使用高通濾波。

圖 2.1.2-1 音頻功放電路

2.2 各部分電路原理

一、輸入部分

圖 2.2-1 輸入部分電路

R3是直流平衡電阻，同時與C3構成高通響應，用以濾除低頻信號。

二、放大部分

圖 2.2-2 放大部分電路

R1、R2和C2構成負反饋電路，決定電路的電壓增益及低端截止頻率。Au=R1/R2

三、輸出部分

輸出部分負載為揚聲器，阻抗RL=8Ω。

四、保護部分

圖 2.2-3 保護部分電路

R4和C7可以穩(wěn)定頻率，防止電路自激。D1、D2用以保護集成塊 2.3 電路參數(shù)選擇依據(jù)

闡述電路整體方案、各部分電路原理和電路參數(shù)選擇依據(jù)

3、電路仿真和結果

根據(jù)要求，仿真軟件選用multisim，在軟件中連接電路如圖4.1所示：

圖 3-1 電路仿真圖

一、波特圖輸出

圖 3-2 波特圖

由圖可以看出，其仿真的結果，在20Hz-20kHz內中后段的波形放大能力基本保持不變化，且放大倍數(shù)約為30dB。符合題目要求。

二、輸出功率

圖 3-3 輸出回路上探針數(shù)據(jù) 圖 3-4 輸出功率圖

輸出功率為8.662W，≥8W，滿足要求。

三、失真分析

圖 3-5 失真分析圖

失真為0.014%，≤10%。滿足要求。

選擇的器件及其參數(shù)

給出部分和整體電路仿真截圖，給出仿真結果及結論。

4、電路加工及測試（可選）

闡述制作電路（畫圖、焊接）的過程及注意事項，給出PCB版圖、實物圖。闡明所用的測試儀表、測試方法，給出測試結果。在最后，針對這次DIY，也有些收獲和感悟。其中最重要的一點就是功放單點接地的問題！一定得慎之慎之處理處理不好功放會有底噪。

圖中R1、R2是輸入落地電阻，C2是直流反饋電容，接地點是小信號地，標記為藍色，；C3、C4、C6、C7是退耦電容，接地端標記為紅色，屬電源地。正確的接地方式為：三個小信號接地點可混合在一條地線上，四個電源地匯集為另一條地線，電源地與小信號地在總接地點處匯合，除總接地點外，兩種地不得有其他連通點。

5、問題解答

1、為什么共射放大電路不宜用作功率放大電路？

共射主要用于放大電壓信號，其輸出功率和效率都很低；而功放不僅需要有放大的電壓信號，還需要有放大的電流信號，只有電壓信號和電流信號都足夠大，才能滿足功放的要求，所以共射放大不宜用作功率放大電路。

2、TDA2030使用時對電路有什么要求？ TD2030使用時類似于集成運放，需要用負反饋電路。

3、如何實現(xiàn)電路的實物制作？

根據(jù)電路圖繪制PCB→將PCB文件導出為PDF文檔格式，采用1：1導出→將PDF打印到菲林上，采用實際大小打印→將打印好PCB菲林平鋪在感光板上，準備曝光→用11W的日光臺燈曝光約15分鐘→曝光完畢后用顯影液進行顯影→準備好腐蝕溶液進行腐蝕→腐蝕結束，鉆孔，準備焊接→焊接元件

6、總結

通過此次的課程設計，我增進了對功率放大電路的了解、掌握了音頻功率放大電路的基本設計方法，對于仿真軟件Multisim也用得更加得心應手，此外我還新學會了利用軟件Altium Designer繪出PCB版圖。同時對于模電的課程的內容也有了更加深刻的認識。

電子設計和需要扎實的理論基本功，同時也需要有一定的動手能力。理論加上實踐，才能做等更好。

從選擇題目到開始著手去做，我才發(fā)現(xiàn)自己的模電知識掌握得并不牢固，于是花了很多時間去讀教材相關內容，包括基本放大電路的知識，多級放大器，放大電路的反饋和功率放大器等章節(jié)，總算是有了大概的想法和思路。而后便查閱各種論文和書籍資料，瀏覽各樣的電子、電工論壇，看到別人的一些見解和討論，啟發(fā)了我的思路。最終發(fā)現(xiàn)了TDA2030的集成運放具有很大的優(yōu)點，便想用集成運放來實現(xiàn)。我選擇了TDA2030典型電路中的雙電源電路來實現(xiàn)，并揣摩該電路的設計思路和意圖，最終看出了其中的道理。之后便是應用仿真軟件來實現(xiàn)。

制作實物電路圖又是一次挑戰(zhàn)。首先我詢問了一些搞電子設計的同學如何實現(xiàn)實物，得知要先繪出PCB布線再印制、最終把元件焊上去并調試。軟件Altium Designer的使用對我來說又是一項新鮮事物，我不斷嘗試，學會了如何利用軟件布線。學校開放實驗室給了我們很大的支持和鼓勵，元件的找尋以及板子的印制都不再成為困擾我們的問題。我在沒課的時候就呆在那里焊板子，最終做出了實物。

雖然我做出來的電路滿足了設計要求，但是我仍覺得有些遺憾，那就是這個電路圖我是直接用的TDA2030典型電路，并沒有在此基礎上做什么改進和變化。我想，以后我要更加注重模電這樣的課程的學習，掌握扎實的基礎，才有創(chuàng)新思考的能力。同時我也認識到，電子設計也需要有一定的動手能力。理論加上實踐，才能做得更好。

電路設計、仿真、加工、測試過程中的收獲和體會，對課程的理解，對實際電路的認識等等。

說明：正文小四號宋體。圖表采用五號宋體，圖表分別按順序編號。

表1 選用的元器件型號和數(shù)量 圖1 xxx仿真電路圖

參考文獻

[1].[2].[3].[4].童詩白，華成英.模擬電子技術基礎[M].第四版.北京：高等教育出版社，2006.周文.淺談TDA2030集成音頻功率放大器的制作[J].課程教育研究,2013，(2).朱李明.線性集成電路——TDA2030A[J].集成電路應用，1986,(3).張燕玉，陳國志.實用OCL集成音頻功率放大器的分析方法[J].科技資訊，2010，(3).[5].芮新芳，朱朝霞，牛耀國.使用Altium Designer Winter 09設計印刷電路板之常見問題及使用技巧[J].電腦與電信,2011，(9).[6].吳中華.Altium Designer 10使用快速入門[J].電子制作,2012，(6).

第三篇：模電課程設計論文-音頻功放電路

序

號

課 程 論 文

課程名稱 論文題目 學 院 專業(yè)班級 學 號 姓 名 聯(lián)系方式

模電課程設計 音頻功率放大電路

2013 年 6 月 10 日

一、設計題目：

音頻功率放大電路

二、設計任務與要求：

要求：設計并制作用晶體管和集成運算放大器組成的音頻功率放大電路，負載為揚聲器，阻抗8?。

指標：頻帶寬50HZ～20kHZ，輸出波形基本不失真；電路輸出功率大于8W；輸入靈敏度為100mV，輸入阻抗不低于47K?。

三、原理電路設計：

根據(jù)題目要求“用晶體管和集成運放設計音頻功率放大路” 得知要用晶體管和集成運放來完成設計。因此我選擇用集成運放組成前級放大電路，用晶體管組成后級放大電路，前級放大電路主要實現(xiàn)電壓放大，后級主要實現(xiàn)電流放大。

前級放大蒂電路必須由低噪聲、高保真、高增益、快響應、寬帶音響集成電路構成。符合上訴條件的集成電路有：M5212、NE5532、NE5534等，本系統(tǒng)選擇NE5532，因為眾多的運放相比，NE5532具有高精度、低噪音、高阻抗、寬頻帶等優(yōu)良性能，被稱為“運放之皇”。這種運放的高轉速可大大改善電路瞬態(tài)性能，較寬的帶寬能保證信號在低、中、高頻段均能不失真輸出，使電路的整體指標大大提高。

后級放大電路采用AB推免放大電路，因為推免放大電路可以有效消除交越失真。而AB推免放大電路主要有OTL和OCL，本設計選擇OCL電路，因為OCL電路的低頻特性比OTL電路好。再者考慮到功率放大對功率要求較高，所以在OCL電路的基礎上采用復合管形式。

整體電路如下，元件：

NE5532

晶體管： BC547

BC557

TIP41 TIP42

電阻：

3K

4.7K

300K

260K

電容：

470u（有極性）

100u（有極性）

100n 電位器：

10K

二極管

1N4148

元件的選擇：

TIP41、TIP42最大Ic為6A，功率65W符合電路要求。R7與C2有相位補償作用。電容C1、C5可以避免電源的自激蕩。R3與D1組成偏置電路。NE5532的輸出端通過R10與NE5532的反相輸入端相接組成負反饋，調節(jié)電壓放大倍數(shù)。

四、電路測試：

輸出不失真波形：

頻帶寬：1.639Hz~55.69KHz，符合題目要求。

最大不失真輸出電壓時波形：

如圖，峰峰值為21.932V，根據(jù),Uo為峰峰值，得最大輸出功率為15.03W符合題目要求。

通過實驗教程的方法測得輸入阻抗為50.009千歐，符合輸入阻抗要求。

實際測量：

如圖，最大峰峰值為24V，基本符合輸出功率大于8W要求。

五、總結

優(yōu)點：

1、采用NE5532集成運放和晶體管來制作，完全符合題意。采用運放之皇NE5532，能大大改善指標。

2、采用OCL電路，可以消除交越失真，且采用復合管形式，可以提高電流放大系數(shù)。

3、頻帶寬大。

4、電路布局合理，無外接電線，整體性好。缺點：

1、輸出功率不夠大。

2、電路發(fā)熱較厲害，傳輸效率低。

3、電路較復雜，成本偏高。改進：

1、針對輸出功率不夠，考慮換成TDA2030來組成前級放大。

2、為電路加保護電路，在NE5532的電源端加二極管進行保護。心得體會：

通過這次課程設計使我進一步學習了相關的模電知識，加深了對課本知識的印象，意義重大。通過課程設計讓我學到了很多課本上學不到的知識，開闊了我的眼界，掌握了一些作為電子專業(yè)學生所必須的技能。通過焊接電路板使我的焊接技術得到了提高，讓我懂得如何合理地布線，如何使得電路板看起來更美觀。在設計過程中讓我體會到做什么事情都要有耐心、有恒心，要學會堅持，不能怕麻煩，要有越挫越勇的精神，更重要的是要對自己有信心。當然通過這次課程設計我也發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足，比如總是拘于一下無關緊要的小節(jié)問題，導致我的進程很慢，還發(fā)現(xiàn)自己缺乏鉆研精神，有時做事馬虎等?？傊?，通過這次課程設計我受益匪淺，不過有點遺憾的是自己的作品不理想，性能指標不夠，不管怎樣我還是學到了很多東西。

六、參考資料：

1、童詩白、華成英，《模擬電子技術基礎》

2、康華光，《電子技術基礎》模擬部分

3、趙淑范

王憲偉，《電子技術實驗與課程設計》 百度網(wǎng)站、電子發(fā)燒友、豆丁網(wǎng)等相關網(wǎng)站

第四篇：模電課程設計

門鈴對講系統(tǒng)

課題名稱：門鈴對講設計

姓名： 何偉偉 專業(yè)： 電子信息科學與技術 班級： 2008-1 學號： 0801050107

指導教師：王桂海

信息科學與工程學院電子信息系

2010

年

07 月

05 日

門鈴對講系統(tǒng)

摘要：

本課題設計了一個以設計對講電路為核心的樓宇式門鈴對講系統(tǒng)。該門鈴對講系統(tǒng)主要短時間按鍵有效、用戶響鈴設計、電壓放大器設計、無輸出變壓器的功率放大器設計（OCL電路）、雙向對話模塊等組成。采用了LM386集成運放（由于仿真時Multisim軟件無法找到，故用分離元件代替）和OP07集成功放、JK鎖存器、繼電器、電阻、電容元件、直流電源及各種測量仿真器件等，實現(xiàn)了訪客用戶選擇、呼叫、雙向對講功能，同時還添加了按鍵亮燈指示、鍵盤熒光顯示及免打擾功能等，其靜態(tài)功耗可達0.5W, 真正實現(xiàn)了超低功耗，使該門鈴對講系統(tǒng)更加人性化和實用化。

與傳統(tǒng)的門鈴對講系統(tǒng)相比，該設計具有保真度高、可靠性高、可擴展性強、易操作性好等特點，可用于普通小區(qū)或樓宇使用。

關鍵詞：門鈴

樓宇

雙向對講

門鈴對講系統(tǒng)

前言

如今社會發(fā)展迅速，人民生活水平日益提高，早已超越滿足溫飽的需要，現(xiàn)在講究如何更好的生活，我國很大一部人分人居住小區(qū)，居民都希望有著良好的環(huán)境和安全感，過上更加安逸的生活。社區(qū)的發(fā)展需有這些基本條件才能吸引購買力，房地產(chǎn)發(fā)展商將面臨一些實際問題：對于如何保障社區(qū)的安全及在管理上的方便，即能保障發(fā)展商的利益又能保障居住社區(qū)人員的需求及安全感、歸屬感，這是一個新的課題，讓發(fā)展商去面對和解決好。小區(qū)門鈴對講系統(tǒng)方案設計，在保障資金投入合理的情況下讓社區(qū)形成一個安全、舒適的文明社區(qū)。另一方面，最近五年的時間內，隨著中國內地經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展，人民生活水平有了很大程度的提高，大量商品房推向市場。隨著商品房的大量推出，地產(chǎn)商直接的競爭也越來越激烈，要實現(xiàn)商品房的良好銷售業(yè)績，推向市場的樓盤開始需要有良好的概念才能在市場競爭中取得成功。于是智能小區(qū)的概念幾年前開始導入中國內地并迅速蔓延，以至于出現(xiàn)不是智能小區(qū)樓盤很難銷售的情況。

隨著城市的不斷發(fā)展，現(xiàn)代生活小區(qū)作為一種新穎的居家理念及物業(yè)管理模式越來越成為社會的需求及認同。智能樓宇管理和樓宇可視對講系統(tǒng)及產(chǎn)品的生產(chǎn)商應及時跟蹤市場需求，不斷創(chuàng)新，在各方面力求做到最好。智能建筑是未來建筑的發(fā)展方向，特別是隨著21世紀的到來，現(xiàn)代高科技和信息技術正在由智能大廈走向智能住宅小區(qū)，進而走進家庭。

技術方案比較：

(一)音頻運算放大器的選擇：

門鈴對講系統(tǒng)

方案一OP37為低噪聲高速精密運放，轉換速率很高，帶寬很大，適合做音頻放大，但它的價格高，成本大，故不采用。

方案二：OP07是一種高精度單片運算放大器，具有很低的輸入失調電壓和漂移。OP07的優(yōu)良特性使它特別適合作前級放大器，放大微弱信號。使用OP07一般不用考慮調零和頻率問題就能滿足要求，價格低廉，故選此方案。

方案三：利用分立元件實現(xiàn)，即可以熟悉Multisim軟件，又可以對課本中有關三極管的知識加以鞏固，故優(yōu)先選擇；

本課題設計重點、難點：

系統(tǒng)中如何正確分使用立元件完成特定功能關鍵；

分立元件中三極管、電阻、電容是構成所有電路的基礎，故能充分理解它的特性不是易事，這需要很扎實的基本功，否則實驗起來很浪費時間，就像筆者遇到的困難一樣，對于電壓放大倍數(shù)、飽和失真、截止失真、動態(tài)特性、靜態(tài)工作點的選取、互補功率放大器的設計、放大倍數(shù)計算、功率計算，由于失調電壓及失調電流的存在，運放輸入為零時輸出往往不為零。對于內部無自動穩(wěn)零措施的運放需外加調零電路，使之在零輸入時輸出為零。對于單電源功電的運放，常需在輸入端加直流偏置電壓，設置合適的靜態(tài)輸出電壓，以便能放大正、負兩個方向的變化信號。電路自激震蕩的消除也是一個涉及的難點。

門鈴對講系統(tǒng)

目錄

第一章 總體設計思路

1.1總體描述與系統(tǒng)框架： 1.2設計框圖;第二章 有關樓宇和用戶的設計

2．1 確保短時間按鍵有效的設計 2．1用戶響鈴設計

第三章 對講電路的設計

3.1 電壓放大器設計 3.2 功率放大器設計

第四章 設計總結

4.1 實驗結論

4．2 參考文獻

4.2 實驗心得

第五章 附錄及說明

門鈴對講系統(tǒng)

第一章 總體設計

1.1總體描述與系統(tǒng)框架：

該門鈴對講系統(tǒng)的設計主要應用模擬電子技術和數(shù)字電子技術的知識，旨在實現(xiàn)樓宇門鈴對講功能。功能實現(xiàn)流程如下：

圖1-1 1.2設計框圖：用總實驗圖代替：

門鈴對講系統(tǒng)

第二章 有關樓宇和用戶的設計

2．1確保短時間按鍵有效的設計

課題選用JK鎖存器復位功能由異步JK觸發(fā)器的異步復位端控制。異步JK鎖存器的特性如下描述：

J=0,K=0,保持；J=0,K=1,置0；J=1,K=0,置1；J=1,K=1,翻轉；沒有時鐘觸發(fā)也是保持；

實驗圖如下：

原理:開關打向上為1，打向下為0，只要是按了（打向上），鎖存器就是所存起來，后來雖為0，但是它一直保持，故Q輸出一直為1，知道后來復位。

2．2 用戶響鈴設計

實驗圖如下：

門鈴對講系統(tǒng)

原理：按鈴前開關A處于斷開狀態(tài)，按鈴后開關接通，利用555定時器構成多諧振蕩器，其中利用了電容C3的充放電，電流的方向使得D1、D2輪流導通（二極管的單向導電性），充放電時構成回路的電阻不同其充放電時間也不一，電流大小不同，由喇叭發(fā)出聲音不同，有兩種叮、咚聲音，這就是用戶聽到的聲音。

結論：發(fā)出了咚聲音。

第三章 對講電路的設計

3.1電壓放大器： 實驗圖如下：

說明：本課題用0.3v電壓代替從話筒傳出的信號大小（經(jīng)驗值），頻率用一千赫茲，聲音信號含有較多頻率成分，但是本放大器對一切頻率都有相同作用，說明了此放大器的實用性，門鈴對講系統(tǒng)

結論：電壓經(jīng)放大之達到4.3v（由上圖示波器所示），使得信號傳到用戶時可以直接經(jīng)功率放大器輸出。

3.2功率放大器：

實驗圖如下：

門鈴對講系統(tǒng)

結論：圖最右邊為Speker,阻值為8歐姆，圖中所示電壓值大小為4.3v，本課題采用互補式功率放大器，能克服交越失真，功率計算為：

p?u22R?4.322?8?1.1156w

由計算可得P=1.1156w,滿足了驅動聽筒的要求，故方案可行。

第四章 設計總結

4.1 實驗結論：

實驗每個部分均較理想，實現(xiàn)了相關功能，詳細請見每部分實驗圖

4．2 參考文獻：

童詩白 華成英 模擬電子技術基礎（第四版）高等教育出版社 1980年 4．3實驗心得

通過做本課題的內容，前前后后花費兩個星期，自知，內容較為簡單，但做起來并非如想象得那樣順利，每一個小小的錯誤（電容、電阻的大?。┚蜁е聸]有結果，什么也沒有，故聯(lián)想到，要想學好本門課程知識，得從基礎抓起，先分立，后集成，只有這樣，才能為以后所學課程做好準備，同時，也堅定了自己要好

第五章 附錄及說明

（1）電壓放大器：純屬用三極管、電阻、旁路電容構成。

（2）低功率音頻放大：功率放大電路通常作為多級放大電路的輸出級。要求放大電路有足夠大的輸出功率，驅動揚聲器，使之發(fā)聲。

門鈴對講系統(tǒng)

（3）用戶選擇控制：方案可如下：

A/D轉換器、譯碼器、D/A轉換器構成，純屬數(shù)字電路課程內容，很容易即可實現(xiàn)，這里就不作為設計的內容，故略。

（4）電磁繼電器：

電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。

說明：繼電器在本課題中有用到，但是在軟件中無法找到適合本課題的電磁繼電器，原理很簡單（利用電流磁效應來工作），與模擬電路課程無直接關系，故可略去。

第五篇：模電課程設計

要求: 按照課程設計報告書的格式，要求有原理設計，元件選擇，原理仿真，電路設計，調試及測試，結果分析等。

作品在本學期考試結束后進行課程設計答辯之后交給老師。

模擬電子技術課程設計——小型模擬電子系統(tǒng)設計與制作，參考題目如下：

1．多路輸出直流穩(wěn)壓電源的設計與制作

要求設計制作一個多路輸出直流穩(wěn)壓電源，可將220V/50HZ交流電轉換為多路直流穩(wěn)壓輸出：+12V/1A，-12V/1A，+5V/1A，-5V/1A，+5V/3A及一組可調正電壓。

2．高保真音頻功率放大器的設計與制作

要求設計制作一個高保真音頻功率放大器，輸出功率10W/8Ω，頻率響應20~20KHZ，效率>60﹪，失真小。

3．函數(shù)發(fā)生器的設計與制作

要求設計制作一個方波－三角波－正選波發(fā)生器，頻率范圍 10～100 Hz，100 Hz～1 KHz，1KHz～10 KHz；正弦波Upp≈3v，三角波Upp≈5v，方波Upp≈14v，幅度連續(xù)可調，線性失真小。

4．水溫控制系統(tǒng)的設計與制作

要求設計制作一個可以測量和控制溫度的溫度控制器，測量和控制溫度范圍：室溫～80 °Ｃ，控制精度 ± 1 °Ｃ，控制通道輸出為雙向晶閘管或繼電器，一組轉換接點為市電220ｖ，10Ａ。

5．雙工對講機的設計與制作

采用集成運放和集成功放及阻容元件等構成對講機電路，實現(xiàn)甲、乙雙方異地有線通話對講；用揚聲器兼作話筒和喇叭，雙向對講，互不影響；電源電壓＋9v，功率≤0.5W，工作可靠，效果良好。