課程設(shè)計---雙音頻電話機的設(shè)計與制作

1、存檔資料 成績： 華東交通大學理工學院課 程 設(shè) 計 報 告 書所屬課程名稱: 通信電子線路 題 目: 雙音頻電話機的設(shè)計與制作 分 院: 電信分院 專業(yè)班級: 2008級通信工程 2 班 學號: 20080210420224 學生姓名: 駱玉春 指導教師: 尤國平 2011 年 1月 7 日 華東交通大學理工學院課程設(shè)計報告華東交通大學理工學院課程設(shè)計任務書專 業(yè) 08通信工程 班 級 2班 姓 名 駱玉春 一、課程設(shè)計題目: 雙音頻電話機的設(shè)計與制作 二、課程設(shè)計工作自2011年1月7日起至 2011年1月12日止。三、課程設(shè)計的內(nèi)容要求： 通過完成雙音頻電話機的設(shè)計與制作，培養(yǎng)和鍛煉學生

2、的實踐動手能力，讓學生對模擬電子技術(shù)知識有更進一步的了解。訓練學生了解常用的集成電路，了解電子儀器的使用，提高學生的實踐動手能力，更好的將理論與實踐結(jié)合起來，培養(yǎng)電子專業(yè)的學習興趣。 學生簽名： 2010 年1 月 7日課程設(shè)計評閱意見序號項 目等級優(yōu)秀良好中等及格不及格1課程設(shè)計態(tài)度評價2出勤情況評價3任務難度評價4工作量飽滿評價5任務難度評價6設(shè)計中創(chuàng)新性評價7論文書寫規(guī)范化評價8綜合應用能力評價綜合評定等級評閱人 職稱 2011 年 月 日 目 錄第1章 課程設(shè)計任務書.2第2章 課程設(shè)計目的.5第3章 設(shè)計實現(xiàn)思路.6第4章 電話機設(shè)計工作原理.9一、電話機的工作原理.9二、電話機的組

3、成部分.10第5章 元件清單和裝配圖.16第6章 課程設(shè)計心得.20第7章 參考文獻.21第2章 課程設(shè)計目的1：為更好的運用所學的知識，加深對電子電路的掌握，達到創(chuàng)新的目的。2：通過實踐設(shè)計制作一個雙音頻電話機，學會合理的利用集成電子器件制作電路基于模擬電路的課程設(shè)計與制作。3：了解簡易電話機的原理，自己動手制作一部小巧實用的電話機。 4：通過對雙音頻電話機的設(shè)計與制作，進一步加強對模擬電子技術(shù)知識的理解和實踐操作能力。5：了解電路板和電子線路的裝配，掌握電路板的焊接方法。以達到鍛煉自我理論了聯(lián)系實際，將理論知識應用到實際操作上的能力。6：培養(yǎng)學生嚴肅認真的工作作風和嚴謹踏實的科學態(tài)度，以及

4、獨立分析和動手解決實際問題的能力。進一步熟悉電子元器件的類型和特性，并掌握合理選用的原則與電子電路的安裝和調(diào)試技能。第3章 設(shè)計實現(xiàn)思路電話通信以話音信息傳遞為基礎(chǔ)，傳送的是語音。在發(fā)送端，發(fā)話者通過送話器（聲電轉(zhuǎn)換器件）把話音變?yōu)殡娏餍盘?，?jīng)過電話線（通道）的傳輸，把話音電流信號傳到接收端，接收端將話音電流信號通過受話器（電聲轉(zhuǎn)換器件）轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇簦腿胧茉捳叨?。通信是雙向的。圖1交換機與電話機之間聯(lián)系圖2 PSTN電話網(wǎng)示意圖 電話通信的基本要求是：效率、非線性失真、頻率特性和清晰度四項。電話機是最基本、最普及的通信終端設(shè)備之一，它既是通信的始端，也是通信的的末端。話音清晰與否、聲音大小與

5、否直接與話機的質(zhì)量有關(guān)。將電話外線接入，當掛機時，掛線開關(guān)接通振鈴電路，目前廣泛采用的程控交換機的工作電壓為直流60V左右，鈴流信號的電壓為交流90V左右，沒有振鈴信號輸入時由于C1對直流電壓是斷路的，因此沒有電流流入電話機，當有交流的鈴音信號到來時，經(jīng)R1和C1后，經(jīng)極性保護電路在D1兩端形成一個直流27V左右的電壓，作為振鈴電路的工作電源。振鈴電路得電后，鈴音振蕩電路工作，從8腳輸出鈴音信號，經(jīng)R6限流后，在蜂鳴片上發(fā)出電話振鈴音。當聽到鈴聲后拿起電話機，此時電話機工作在摘機狀態(tài)，掛線開關(guān)復位，此時一方面斷開C1通路SW1直接接入極性保護電路，另一方面斷開振鈴電路供電回路，接通通話部分電路

6、。由于通話電路阻抗較低，變會形成一個有效的摘機信號，交換機接到這個摘機信號后，回路電壓變?yōu)?V左右，作為整機的工作電源。  摘機后，外電源經(jīng)R5、R6分壓，Q1飽和導通，其集電極變?yōu)榈碗娖剑瑔訐芴栃酒?，芯片啟動后，不斷的對鍵盤不斷地進行掃描，當有按鍵按下時，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后，從TONE腳輸出雙音頻信號。通話中，線路傳輸過來的語音信息，經(jīng)C3耦合后，Q2放大，驅(qū)動揚聲器發(fā)出聲音，而接聽電話者的說話聲，則從MIC拾取后，經(jīng)R8、C1耦合送入線路，完成與異地的通話。通話原理：電話通信是通過聲能與電能相互轉(zhuǎn)換、并利用“電”這個媒介來傳輸語言的一種通信技術(shù)。兩個用戶要進行通信，最簡單的形式就是將

7、兩部電話機用一對線路連接起來。 1.當發(fā)話者拿起電話機對著送話器講話時，聲帶的振動激勵空氣振動，形成聲波。 2.聲波作用于送話器上，使之產(chǎn)生電流，稱為話音電流。 3.話音電流沿著線路傳送到對方電話機的受話器內(nèi)， 而受話器作用與送話器剛好相反-把電流轉(zhuǎn)化為聲波，通過空氣傳至人的耳朵中。 這樣，就完成了最簡單的通話過程。電路工作原理圖如下：第4章 電話機設(shè)計工作原理一、電話機的工作原理 電話通信是通過聲能與電能相互轉(zhuǎn)換、并利用“電”這個媒介來傳輸語言的一種通信技術(shù)。兩個用戶要進行通信，最簡單的形式就是將兩部電話機用一對線路連接起來。 a) 當發(fā)話者拿起電話機對著送話器講話時，聲帶的振動激勵空氣振動

8、，形成聲波。 b) 聲波作用于送話器上，使之產(chǎn)生電流，稱為話音電流。 c) 話音電流沿著線路傳送到對方電話機的受話器內(nèi)， d) 而受話器作用與送話器剛好相反-把電流轉(zhuǎn)化為聲波，通過空氣傳至人的耳朵中。 這樣，就完成了最簡單的通話過程。 電話機具有將終端的音波轉(zhuǎn)換為電子信號，通過電話線傳送到遠距離的對方，同時將對方傳送來的電子信號再生為語音（音波），使其通話的功能，以及發(fā)送可從多個對方中選擇的信號（撥號脈沖），告知對方的呼叫音等功能。電話機由將語音轉(zhuǎn)換為電流發(fā)送到電話線的送話機、將對方傳送來的電流還原為語音的受話機、呼叫對方的撥號或按鈕、發(fā)送呼叫音的鈴聲、將這些連接在電話線上執(zhí)行其功能的線路網(wǎng)等

9、組成。送話機內(nèi)有裝滿碳素顆粒的小箱子，其前方有薄硬鋁合金振動板。振動板根據(jù)語音振動，振動碳素顆粒，碳素顆粒傳導電流，隨著顆粒的接觸程度，電阻發(fā)生變化，生成語音電流。受話機接受對方的語音電流后，在線圈上生成語音電流引起的磁力，振動鐵振動板，發(fā)出聲音。二、電話機的組成部分HX01型電話由振鈴電路、通話電路、撥號電路和受話電路組成。 1、振鈴電路： 在振鈴電路中D1D4四個二極管組成全波整流電路，IC1（KA2411）是電話機專用振鈴集成電路，可輸出雙音調(diào)鈴聲。 圖5-1 振鈴電路 電話機在掛機狀態(tài)時，HOOK-1、HOOK-2的接點位置如圖所示。交換機向話機振鈴時，25HZ/90V 鈴流由外線T、

10、R端輸入，經(jīng)全波整流電路輸出，加在27V穩(wěn)壓二極管W1上， C14是濾波電容。 IC1（KA2411）的Pin1獲得27V電壓后，就進入工作狀態(tài)。R2、C4組成低音頻發(fā)生電路，R4、C3組成高音頻發(fā)生電路，最后鈴聲由Pin8輸出，驅(qū)動YD（蜂鳴器）發(fā)出鈴聲，YD是壓電陶瓷材料構(gòu)成的電聲器件。1VCC電源+8OUT輸出2RSL滯后觸發(fā)端7HIGHT高音頻3LOW低音頻6HIGHT高音頻4LOW低音頻5GND地KA2410的引腳5 2、撥號電路：撥號電路以撥號器IC2（CM91210）為核心，見圖5-3。IC2已經(jīng)固定在電路板上，這種集成電路稱作“幫定片”，Pin14為R1R4列線，Pin1518

11、為C1C4行線，組成4×4鍵盤矩陣。加電后Pin14或Pin1518其中必然有一為低電位，另一為高電位。按下鍵盤“1”鍵，就是使C1、R1的電位均為低電位，其余同理類推。晶體XT和2C1、2C2組成3.58MHZ振蕩器的外部電路，為DTMF提供基準時鐘。取機后，A處電壓為410V（視線路遠近和話機電流而定），Q3導通，向IC2的Pin5提供啟動信號“0”電位B。同時C處的電壓為4.7V，向IC2的Pin10提供電源。Q1是發(fā)話放大器，除了發(fā)話話音由Q1輸出外，撥號DTMF信號也由Q1輸出。當按下號盤時D處的Pin12輸出DTMF，經(jīng)3R9、3C9，加到Q1基極，經(jīng)集電極輸出到外線。在

12、發(fā)碼期間，E處輸出/XMUTE=“0”信號，用于封鎖發(fā)話輸出，防止干擾DTMF。3、發(fā)話電路：發(fā)話電路由MIC和Q1組成，見圖5-3。取機后MIC電源從外線獲得，經(jīng)3R1、3R2和3R6加到MIC+級。話音經(jīng)3R10、3C8加到Q1基極，經(jīng)集電極輸出到外線。 圖5-3 DTMF與發(fā)話電路 4、受話電路:由Q4組成的受話電路是一個最簡單的功放，見圖5-4。3R8提供Q4的基極偏置，3C4形成負反饋。外線進來受話，經(jīng)3R3、3C3進入Q4的基極。由Q4的集電極輸出，推動YD（揚聲器）。5-4 受話電路這個受話電路的關(guān)鍵點在于電源的供給和消側(cè)音電路的連接。關(guān)鍵點之一是受話電路的電源與發(fā)話電路的電源是

13、串聯(lián)的，見圖5-5。3R7是受話電路的限流電阻，3C5是電源去耦，去除受、發(fā)話電路之間的交流耦合。關(guān)鍵點之二是消側(cè)音電路。由于發(fā)話和受話都要經(jīng)過外線，因此發(fā)話和受話都會進入受話電路，。發(fā)話進入受話形成側(cè)音，發(fā)話在近端其影響遠大于受話，過大的側(cè)音會造成聽覺不適，消側(cè)音是2/4線轉(zhuǎn)換中普遍存在的問題。消側(cè)音的方法很多，如平衡電橋法、變壓器平衡法和相位平衡法等，在這個電路中采用了相位平衡法，見圖5-6 。 5-5電源串聯(lián)的發(fā)話與受話電路 5-6 相位平衡消側(cè)音電路我們知道從Q1發(fā)射極（A點）和集電極（B點）輸出的相位是反相的，所以我們可以通過選擇3R5、3R4和3R3使C點的信號相抵消，從而使發(fā)話不

14、進入受話。在實際使用中，側(cè)音不能一點也沒有，因為實際上人耳如果一點也聽不到自己的說話，就會以為對方聽起來聲音也很小，甚至以為電話機壞了。5、通話過程掛機時，HOOK-1、HOOK-2的23接點閉合，電話機準備接收外線振鈴。取機通話時，HOOK-1斷開振鈴電路，HOOK-2接通電話機，外線-48V電壓經(jīng)過D1D4四個二極管進入話機。D1D4四個二極管在此時起極性轉(zhuǎn)換作用，即不管外線（T、R）如何連接，始終保持進入話機的電壓（VC=410V）極性為正。 VC進入話機后引起三個電路進入工作狀態(tài)。（1） 使Q3導通，向IC2的Pin5輸出啟動信號，IC2進入撥號發(fā)碼。（2） 通過2R8、2D1向穩(wěn)壓二

15、極管Z1供電，Z1輸出4.7V，供IC2。（3） 給發(fā)話電路和受話電路供電，發(fā)話電路和受話電路進入放大工作狀態(tài)。于是外線環(huán)路，對交換機來說外線就呈現(xiàn)低阻抗，外線電路流過2040mA電流，表示用戶占用，送出撥號音，見圖5-7。這些電流主要流過發(fā)、受話電路，在取機時話機應呈現(xiàn)300左右的阻抗。因此發(fā)、受話電路不通時是不能占用交換機的。 5-7 外線環(huán)路示意圖第5章 元件清單和裝配圖主板元件清單：手柄元件清單：第6章 課程設(shè)計心得 通過這次課程設(shè)計，由于對焊接技術(shù)有了一定的了解和基礎(chǔ)，這是以學生自己動手，掌握一定操作技能并親手設(shè)計、制作、組裝與調(diào)試為特色的。它將基本技能訓練，基本工藝知識和創(chuàng)新啟蒙有

16、機結(jié)合，培養(yǎng)我們的實踐能力和創(chuàng)新精神。作為信息時代的大學生，僅會操作鼠標是不夠的，基本的動手能力是一切工作和創(chuàng)造的基礎(chǔ)和必要條件。我從小就對這種小制作很感興趣，那時不懂焊接，卻喜歡把東西給拆來裝去，但這樣一來，這東西就給廢了。現(xiàn)在的這次課正是學習如何把東西“裝回去”。每次完成一個步驟，我都很有“成就感”。 我了解到了焊普通元件與電路元件的技巧、印制電路板圖的設(shè)計制作與工藝流程、電話機的工作原理與組成元件的作用等。這些知識不僅在課堂上有效，對以后的電子工藝課的學習有很大的指導意義，在日常生活中更是有著現(xiàn)實意義；也對自己的動手能力是個很大的鍛煉。實踐出真知，縱觀古今，所有發(fā)明創(chuàng)造無一不是

17、在實踐中得到檢驗的。沒有足夠的動手能力，就奢談在未來的科研尤其是實驗研究中有所成就。在實習中，我鍛煉了自己動手技巧，提高了自己解決問題的能力。比如做收音機組裝與調(diào)試時，好幾個焊盤的間距特別小，稍不留神，就焊在一起了，但是我還是完成了任務。我覺得自己在以下幾個方面與有收獲：    1、對電子工藝的理論有了初步的系統(tǒng)了解。我們了解到了焊普通元件與電路元件的技巧、電話機的工作原理與組成元件的作用等。2、對自己的動手能力是個很大的鍛煉。在實習中，我鍛煉了自己動手技巧，提高了自己解決問題的能力。雖然在實習中會遇到難題，但是從中我學到了很多，使自己的動手能力也有所提高。3、電話機制作的順利完成，不但增強了我對電子技術(shù)知識學習與運用的興趣，