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双工对讲机设计报告.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.35M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    双工对讲机设计报告 一. 设计要求 1.设计任务 采用集成运放和集成功放及电阻、电容等元件，设计一双工对讲机， 实现甲、乙双方异地有线通话对讲功能； 2.设计要求 1）、用扬声器兼作话筒和喇叭，双向对讲，互不影响 2）、电源电压选+9V，输出功率≥0．5W，工作可靠，效果良好 3）、设计电路所需的直流稳压电源（即+9V 电源） 二. 设计的作用、目的 （1）通过实验了解集成功率放大器的原理以及不同电路形式功放电路特点。 （2）通过实验了解 TDA2030 集成功率放大器典型电路的应用。
    （3）通过实验了解功率放大电路的主要技术指标和测试方法。 三.设计的具体实现 1． 系统概述 （1）OTL 功率放大器 OTL 是英文 Output Transfer Less 的缩写，意思是无输出变压器。OTL 功率放大 器就是没有输出耦合变压器的功率放大器电路。OTL 功率放大器大多数采用互补推 挽输出级电路 （2）OCL 功率放大器 OCL 是英文 Output Capacitor Less 的简写，其意思为无输出电容，即没有输出 耦合电容的功率放大器。它采用正负电源供电，在较低的供电电压的情况下，可以 获得较大的功率输出；由于是定压式输出，对负载的阻抗要求不高。 （3）单声道音频功率放大器—TDA2030 TDA2030 实物图 TDA2030 内部结构图 TDA 2030 是一块性能十分优良的功率放大集成电路，其主要特点是上升率 高、瞬态互调失真小，输出功率大，且保护性能以较完善，功率能达 18W。TDA2030
    集成电路的第三个特点是外围电路简单，使用方便。在现有的各种功率集成电路 中，它的管脚属于最少的一类，总共才 5 端，外型如同塑封大功率管，这就给使 用带来不少方便。TDA 2030 电压范围较宽,在 6V 至 18V 都能工作。 输出功率 频率响应 谐波失真 输出阻抗 输入灵敏度 10 ~ 20W（额定功率） 20Hz ~ 100kHz（≤3dB） ≤1％ (10W,30Hz~20kHz） ≤0.16Ω; 600mV（1000Hz，额定输出时 TDA2030 部分参数表 （4）消侧音电路 利用三极管的 C,E 极，由于 C 极输出的信号与 E 极输出的信号幅度 相同，相位相反，可以相叠加后将信号消去。由此可以设计出消侧音电路。 系统框图 前 级 放 大 电路 消 侧 音 电 路 音 频 放 大 电路 传输线 前 级 放 大 电路 消 侧 音 电 路 音 频 放 大 电路 信 号 信 号 源 输出 输出 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。
    2．单元电路设计、仿真与分析 a. 前级放大电路设计： 语音信号范围一般在 20mV、600Hz 左右，不能直接进行较远距离传输，必 须适当放大后才行。由于条件限制，无法用运算放大电路芯片，则可采用三极 放大语音信号。将语音信号放大 10-50 倍即可。我们可采用型号为 2N2222 的三 极管，并在 E 极与电阻并联一电容以扩大放大倍数。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 VCQ  4.5V ,为使计算简便,令 R 3  R 4  1kΩ ，则 V BQ  0.7V  V EQ ，若使 I CQ  I EQ  2.3mA ,那么有 V R1 2  1 . V R2 电路图如图 VCC R5 16kΩ R3 1kΩ 3 C3 VCC 9V U1 C1 1 4 1uF R1 10Ω 扬 声 器 阻 抗 R6 8kΩ 0 Q1 10uF 2N2222 2 R2 1kΩ C2 33uF 前级放大电路 由于此处没有话筒，用扬声器兼做话筒，仿真时用函数发生器给一个原始小 信号，此处用 40mV,500HZ 的正弦信号，仿真电路如图：
    XFG1 0 6 XSC1 Ext Trig + _ A + _ B + _ 5 VCC VCC 9V R3 1kΩ 3 C3 Q1 10uF 2N2222 2 R2 1kΩ C2 33uF 0 R5 16kΩ C1 1uF 1 R6 8kΩ 仿真电路 仿真波形 b. 消侧音电路设计与仿真： 利用三极管的 C,E 极信号反相相消信号。三极管采用型号 BC547A，为了 使三极管正常工作，R3,R4 等为三极管提供静态工作点。三极管的 C.E 极信 号经 C3，C4，R1，R7 相消，在节点 7 处得到一个零电平。即输入线号 U1 不 能到达 U2.而从 A 点注入的另一信号能到达 U2。A 点为两对讲机的声音信号 连接点。 开关 S1 为“免打扰”开关，当 S1 闭合时，输入 U1 将不能到达 A 点，即对 讲机甲的话音信号不会传到乙对讲机处，实现免打扰功能。当 S1 断开时，两对 讲机能正常对话。C5,C6 实现对电源的滤波，稳压，减小电源波动。电路如下：
    VCC VCC 9V C6 100nF C5 470uF 0 R2 100kΩ C1 U1 100nF R3 100kΩ 9 R4 47kΩ 4 C2 10uF R5 2kΩ C3 10uF A 5 Q1 BC547A S1 2 Key = Space C4 10uF R6 2kΩ 0 6 R7 25kΩ 7 R1 25kΩ U2 R8 10Ω 3 C7 22nF 此处同样以函数发生器产生 U1，以及另一信号 P,仿真电路如下： 消侧音电路 XFG1 0 1 R2 100kΩ C1 U1 100nF R3 100kΩ 9 R4 47kΩ 4 C2 10uF R5 2kΩ C3 10uF A 5 Q1 BC547A S1 2 Key = Space C4 10uF R6 2kΩ 0 VCC C6 100nF VCC 9V XFG2 C5 470uF 0 6 3 R7 25kΩ 7 R1 25kΩ U2 R8 10Ω C7 22nF XSC1 G T A B C D 8 消侧音电路仿真一
    XFG1 0 1 消侧音电路仿真一（波形） VCC R2 100kΩ C1 U1 100nF R3 100kΩ 9 R4 47kΩ 4 C2 10uF R5 2kΩ C3 10uF A 5 Q1 BC547A S1 2 Key = Space C4 10uF R6 2kΩ 0 C6 100nF VCC 9V XFG2 C5 470uF 0 6 3 R7 25kΩ 7 R1 25kΩ U2 R8 10Ω C7 22nF XSC1 G T A B C D 8 消侧音电路仿真二 消侧音电路仿真二（波形）
    XFG1 0 1 R2 100kΩ C1 U1 100nF R3 100kΩ 9 R4 47kΩ 4 C2 10uF R5 2kΩ C3 A 5 BC547A Q1 10uF S1 2 Key = Space C4 10uF R6 2kΩ 0 VCC C6 100nF VCC 9V XFG2 C5 470uF 0 6 3 R7 25kΩ 7 R1 25kΩ U2 R8 10Ω C7 22nF XSC1 G T A B C D 8 消侧音电路仿真三 消侧音电路仿真三（波形） c． 功率放大电路设计： 功率放大电路采用芯片 TDA2030，采用正向负反馈接法，1 端接收信号，2 端通过 R7，C8 接地，3 端为电源负端，4 端通过电容 C2 输出。5 端接电源V CC =9V 输出通过 R5 负反馈到反相输入端 2，R8 为音量调节电位器，调节扬声器音量的 大小。9V 电源通过 C3，C4 滤波与稳压保证了功放芯片电源的品质。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。此电路输出音质非常 好。电路如图：
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