模电课程设计双工对讲机的设计.docx

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模电课程设计双工对讲机的设计

模电课程设计---双工对讲机的设计

河南理工大学万方科技学院

模拟电子技术

课程设计报告书

题目：

双工对讲机的设计

专业：

电气工程及其自动化

班级：

电气11-1班

姓名：

程珍珍

学号：

1116301143

指导教师：

郭宇

摘要

双工对讲机是移动通信中一个重要的分支,应用非常广泛,无线电对讲机和其它无线通信工具（如手机）其市场定位各不相同,难以互相取代,还将长期使用下去。

本次课程设计，我研究设计了一款双工对讲机。

从工作原理出发,通过现有学习到的电子系统设计方法,确立了完整具体的方案。

在具体的硬件设计实现上,分成信号输入、信号放大电路、消侧音电路、输出电路四部分，分别对各个功能模块以信号、控制为联系进行设计。

在硬件设计上,通过主要三极管等器件将各功能模块有机地组织起来共同完成系统需要的功能。

其主要原理为甲方声音信号经过放大电路放大后进入消侧音电路，在消侧音电路的C极端接出一个与乙方进行信号传输的接口，甲方经消侧音后的信号进入功率放大电路并最后由扬声器输出。

乙方电路同甲方，并也在消侧音电路的C极端接出一个与乙方进行信号传输的接口，用导线将两端口相连，信号可经线由甲方传到乙方，并最后通过功率放大器从乙方扬声器传出，而本方由于经过了消侧音电路，无法听见自己的声音。

同理乙方声音从甲方传出，本方听不见自己的声音。

关键词：

信号放大三极管消侧音

一、系统概述……………………………………………………………………………1

1.1设计背景………………………………………………………………………1

1.2设计目的及意义………………………………………………………………

1.3系统原理简介…………………………………………………………………

1.4本人工作概述…………………………………………………………………

二、设计任务与要求……………………………………………………………………

三、系统电路原理框图…………………………………………………………………

四、单元电路设计………………………………………………………………………

4.1系统电路框图……………………………………………………………………

4.2单元电路设计……………………………………………………………………

4.2.1放大电路设计………………………………………………………………

4.2.2消侧音电路设计……………………………………………………………

4.2.3功率放大电路设计…………………………………………………………

4.2.49V稳压电源的设计………………………………………………………

五、仿真与分析…………………………………………………………………………

5.1仿真条件…………………………………………………………………………

5.2仿真原理图………………………………………………………………………

5.3仿真波形图………………………………………………………………………

六、实验设计改进………………………………………………………………………

七、心得体会……………………………………………………………………………

八、参考文献……………………………………………………………………………

附录1系统电路原理图…………………………………………………………………

附录2

附录3

双工对讲机的设计报告

一、系统概述

1.1设计背景

所谓双工对讲，是指使用双方可以同时讲话（就像平日我们打免提电话一样），而不用互相通过开关切换来一讲一听，实用非常方便。

对讲机主要应用在公安、民航、运输、水利、铁路、制造、建筑、服务等行业，用于团体成员间的联络和指挥调度，以提高沟通效率和提高处理突发事件的快速反应能力。

随着对讲机进入民用市场，人们外出旅游、购物也开始越来越多地使用对讲机。

对讲机与手机相比有许多独特的地方：

（1）讲机不受网络限制，在网络未覆盖到的地方，对讲机可以让使用者轻松沟通；

（2）讲机提供一对一，一对多的通话方式，一按就说，操作简单，令沟通更自由，尤其是紧急调度和集体协作工作的情况下，这些特点是非常重要的。

1.2设计目的及意义

（1）培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。

（2）锻炼学生自学软件的能力及分析问题、解决问题的能力。

（3）通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。

（4）巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。

（5）为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础基本要求。

1.3系统原理简介

采用的是放大电路，消侧音电路，功率放大电路进行电路设计。

甲方声音信号经过放大电路放大后进入消侧音电路，在消侧音电路的C极端接出一个与乙方进行信号传输的接口，甲方经消侧音后的信号进入功率放大电路并最后由扬声器输出。

乙方电路同甲方，并也在消侧音电路的C极端接出一个与乙方进行信号传输的接口，用导线将两端口相连，信号可经线由甲方传到乙方，并最后通过功率放大器从乙方扬声器传出，而本方由于经过了消侧音电路，无法听见自己的声音。

同理乙方声音从甲方传出，本方听不见自己的声音。

1.4本人工作概述

我根据现在学到的知识以及网络，图书馆借书等方式了解到双工对讲机的原理，由此动手设计了一个原理图，并用multisim仿真软件进行了仿真实验。

二、设计任务与要求

1、设计任务：

根据技术指标和已知条件，完成对多路对讲机的设计、装配与调试。

2、设计要求：

采用集成运放和集成功放及阻容元件等构成对讲机电路，实现双方异地有线通话对讲；用扬声器兼作话筒和喇叭，双向对讲，互不影响；工作可靠，效果良好。

电源电压：

＋9V，功率≤0.5W。

选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。

计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。

3、可选元件：

扬声器，集成运放，集成功放（器件选择应满足技术指标）。

电容、电阻、电位若干；或自选元器件。

直流电源+9V，或自选电源。

4、可用仪器：

示波器，万用表，毫伏表等。

三、系统电路原理框图

四、单元电路设计

4．1原理框图

双工对讲机是双向的的，下图为双向系统原理框图。

单向对讲机原理框图如下图。

4.2单元电路设计

4.2.1放大电路设计

在模拟电子的学习中，我学习到能使信号放大的器件有运算放大器和三极管，考虑到学习掌握情况，我决定使用三级管来实现本次课程设计的放大效果。

语音信号范围一般在20mV、600Hz左右，三极管放大10-50倍即可。

我们采用三极管型号9013，并在E极与电阻并联一电容以扩大放大倍数。

为使信号放为使信号放大，三极管的静态工作点必须符合工作时的条件。

令

，则

，若使

那么有

.

4.2.2消侧音电路设计

利用三极管的C,E极信号反相相消信号。

三极管采用型号2N2221，电位器104。

为了使三极管正常工作，在三极管B端由

和

分压，三极管的静态工作点

4.5V，则令

=

—

，由于有

=0.7V，则

，

.令

，则由

得

。

设

那么

.

4.2.3功率放大电路设计

功率放大电路采用芯片LM1875T，5端接电源

=9V，利用1端接收信号，3端接地，4端输出。

输出部分在扬声器前添加一系列电容和电阻保证扬声器的正常使用。

4.2.49V稳压电源的设计

由于电路提供的电压为220V的交流电，我们可以通过整流电路，滤波电路，稳压电路，设计9V稳压电源，稳压电路由固定式三端稳压器型号为LM7809CT以及各个电容器组成，输入电容C2用于抵消输入线较长时的电感效益，以防止电路产生自激振荡，容量较小，常取0.33

F，输入电容C3用于消除输出电压中的高频噪音，常取0.1

F,图5所示电路采用桥式整流电容滤波电路，C1是滤波电容，由于LM7809CT最小输出电压U

1.2U

通过与电阻分压从而得到9V稳压电源，

工作原理：

甲方声音信号经过放大电路放大后进入消侧音电路，在消侧音电路的C极端接出一个与乙方进行信号传输的接口，甲方经消侧音后的信号进入功率放大电路并最后由扬声器输出。

乙方电路同甲方，并也在消侧音电路的C极端接出一个与乙方进行信号传输的接口，用导线将两端口相连，信号可经线由甲方传到乙方，并最后通过功率放大器从乙方扬声器传出，而本方由于经过了消侧音电路，无法听见自己的声音。

同理乙方声音从甲方传出，本方听不见自己的声音。

五、仿真与分析

5．1仿真条件

采用Multisim11.O进行仿真。

用120mV，600Hz的交流信号，代替声音信号，在输出端用示波器观察波形。

5.2仿真原理图

5.3仿真波形图：

通过仿真可以知道，当信号从对讲机一端输入时，自己差不多听不到自己的声音，而会在对讲机的另一端得到一个信号，而且120mV的信号，被放大到了差不多9V左右，能够很好的通过对方的扬声器发出声音信号进行通信。

六、实验设计改进

若放大电路不用三极管，改用运算放大电路芯片，利用负反馈运算，可以大大增加信号的放大倍数，声音可听起来更清晰。

七、心得体会

一开始的时候，自己真的感觉无从下手，感觉好难，对于这个课题双工对讲机怕自己做不出来，但是我还是决定要通过自己的实践操作去试试，因为我自己明白做任何事开始的时候都是比较难的，只有通过多去锻炼，自己才会成长，再设计对讲机时，我考虑到要用到放大电路，消侧音电路，以及功率放大电路，但是消侧音电路这是一个自己不太熟悉的电路，所以我就认真的去看了许多关于它的知识原理，自己才会去做，但是通过对这次课程设计我感觉自己收获不少，一方面我从自己实践中学到了许多课堂上学不到的东西，而且自己又学会了使用multisim软件，对此我感到很高兴，而且也使我明白了做只有通过对理论的具体分析才能做出实验电路，要理论联系实践。

另一方面我也明白了自己的专业知识还是不够扎实，对于比较复杂点的电路难以看懂，自己要更加认真，同时感觉自己学的东西不够用，要去不断给自己充电，并且这次设计对我来说虽然花费的时间比较多，而且对于自己不懂的地方积极和同学们讨论，如果还是不懂就向学长请教，在这过程中，也学会了自己一定要有耐心，不懂的地方要积极的去查资料，向别人请教，总的来说，收获不少，感谢老师们给我们这次机会。

八、参考文献

【1】童诗白、徐振英，《现代电子学及应用》，高等教育出版社，1994年

【2】何小艇等，《电子系统设计》，浙江大学出版社，2000年

【3】郑家龙、王小海，《集成电子技术基础教程》，高教出版社，2002年5月

【4】彭介华编，《电子技术课程设计指导》，高等教育出版社，1997年10月

【5】编写组编，《实用电子电路手册（模拟电路分册）》，高教出版社，1991年

[1]邓仁清,梁明理.电子线路[M].北京：

高等教育出版社，1978.

[2]赵春华张学军.电子技术基础仿真实验[M].北京：

机械工业出版社，2007

[3]阎石.数字电子技术基础[M].北京：

高等教育出版社，2001

附录电路图