模電課程設(shè)計 電子助聽器

1、實用標準文案PAGE 精彩文檔 2012 2013 學年 第 二 學期 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計 報 告題 目： 電子助聽器 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 指導教師： 陳敏 電氣工程系 2013 年 05月 08日1、任務(wù)書課題名稱電子助聽器指導教師（職稱）陳敏 執(zhí)行時間2012 2013 學年第 一學期 第 11 周學生姓名學號承擔任務(wù)謝飛1109141058繪出原理圖，Multisim仿真薛莉君1109141062設(shè)計電子助聽器電路孟耀耀1109141034根據(jù)設(shè)計要求和技術(shù)指標選好元件和參數(shù)夏克釗1109141057根據(jù)設(shè)計要求和技術(shù)指標選好元件和參數(shù)楊箭1109141063設(shè)計

2、方案與論證韋翔云1109141051硬件的制作與調(diào)試 設(shè)計目的1、掌握多級阻容耦合放大器的設(shè)計方法；2、熟悉微型駐極體話筒應(yīng)用。設(shè)計要求（1）設(shè)計電子助聽電路；（2）要求繪出原理圖，Multisim仿真；（3）根據(jù)設(shè)計要求和技術(shù)指標設(shè)計好電路，選好元件及參數(shù)；（5）擬定設(shè)計步驟；（6）撰寫設(shè)計報告。設(shè)計指標 （1）耳機8歐姆；（2）放大能力：對話筒輕輕發(fā)出聲音，耳機能聽到宏亮聲音；摘 要本次課程設(shè)計為電子助聽器。為實現(xiàn)放大電路，可有多種不同的選擇。應(yīng)選擇共射極放大電路，之所以會選擇共射級放大電路是因為共射極放大電路的電壓，電流，功率增益都比較大，應(yīng)用廣泛。本次課程設(shè)計我們采用VT1與外圍電路組

3、成了共射極放大電路，擔任前置音頻放大。VT2，VT3組成了兩級直接耦合式功率放大電路。我們還對共基極放大電路和功率放大電路進行了單元電路的設(shè)計。當完成單元電路設(shè)計后，開始對整個電路進行仿真圖的繪制和仿真結(jié)果的運行。最終實現(xiàn)了功率放大電路需要考慮到輸出功率盡可能的大，非線性失真要小。關(guān)鍵字：電子助聽器，共射級放大電路，輸出功率，功率放大，仿真。精彩文檔目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc356647166 第一章 緒論 PAGEREF _Toc356647166 h 2 HYPERLINK l _Toc356647167 第二章 電路的設(shè)計方案論證及分析 PAG

4、EREF _Toc356647167 h 3 HYPERLINK l _Toc356647168 2.1電路原理的分析 PAGEREF _Toc356647168 h 3 HYPERLINK l _Toc356647170 2.2 總體設(shè)計方案 PAGEREF _Toc356647170 h 5 HYPERLINK l _Toc356647171 2.3單元電路設(shè)計 PAGEREF _Toc356647171 h 6 HYPERLINK l _Toc356647172 2.3.1共基極放大電路 PAGEREF _Toc356647172 h 6 HYPERLINK l _Toc35664717

5、3 2.3.2功率放大電路 PAGEREF _Toc356647173 h 6 HYPERLINK l _Toc356647174 2.4 工作原理及過程 PAGEREF _Toc356647174 h 7 HYPERLINK l _Toc356647175 第三章 電子助聽器的仿真 PAGEREF _Toc356647175 h 8 HYPERLINK l _Toc356647178 結(jié)束語 PAGEREF _Toc356647178 h 9 HYPERLINK l _Toc356647179 參考文獻9 HYPERLINK l _Toc356647180 附錄 PAGEREF _Toc35

6、6647180 h 10第一章 緒論一切有助于聽力殘疾者改善聽覺障礙，進而提高與他人會話交際能力的工具、設(shè)備、裝置和儀器等。耳聾助聽器有電力的和非電力的兩類，后者目前已被廢棄。前者又有電子管式和晶體管式兩種。晶體管式耳聾助聽器最為靈巧輕便，于1950年問世后已取代電子管式而被普遍采用。 集成電路的的問世又迅速地取代了“晶體管耳聾助聽器”，集成電路IC于1964年問世，其體種小，低耗電，穩(wěn)定性更高。近年來隨科學技術(shù)的飛速發(fā)展，耳聾助聽器也逐步向智能化、體內(nèi)化發(fā)展：1982年“駐極體麥克風”的問世實現(xiàn)耳聾助聽器微型化，靈敏度及清晰度更是達到了新的水平；而1990年隨著“電腦編程耳聾助聽器”的問世，

7、耳聾助聽器增益初步智能化調(diào)整，又讓耳聾助聽器達到了另一新水平。1997年，“數(shù)字耳聾助聽器”的增益智能化調(diào)整，使用極為方便，性能達到了更高的水平。 今天我們所用的大部分耳聾助聽器都是“數(shù)字電腦編程”的，根據(jù)我們每個人聽力損失的程度不同來調(diào)整，對我們的助聽效果又提高了一個層次，讓我們聽得更多！現(xiàn)在助聽器正向小型化、個性化、智能化的趨勢發(fā)展。第二章 電路的設(shè)計方案論證及分析2.1電路原理的分析圖1 設(shè)計總框圖通過一個語音信號放大電路將話筒中傳來的語音信號放大，在通過一個功率放大電路將放大后的信號通過耳機輸出。實現(xiàn)放大電路可有多種不同的選擇。在這個設(shè)計中應(yīng)選擇共射極之所以會選擇共射級放大電路是因為共

8、射極放大電路的電壓，電流，功率增益都比較大，應(yīng)用廣泛。在寬頻帶或高頻情況下，要求穩(wěn)定性比較好時，共基極電路就比較適合。共集電極電路的優(yōu)點是輸入電阻很高，輸出電阻很低，多用于輸入級，輸出級或緩沖級。功率放大電路和電壓放大電路的要求和所要完成的任務(wù)是不同的。實現(xiàn)功率放大電路需要考慮到輸出功率盡可能的大，非線性失真要小。所以在電路中加入旁路電容和濾波電容，改善音質(zhì)，是耳機發(fā)出的聲音更加清晰響亮。所有耳聾助聽器不外由傳聲器（話筒）、放大器和受話器（耳機）三個主要部分組成。傳聲器為聲電換能器，將外界聲信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，輸入放大器后使聲壓放大?萬乃至幾萬倍,再經(jīng)受話器輸出這個放大后的聲信號。耳聾助聽器還

9、應(yīng)包括電池能源以推動機器工作。由于不同性質(zhì)、不同程度的聽覺損傷機能差異也不同，因此裝置音量調(diào)節(jié)、音調(diào)調(diào)節(jié)、最大聲輸出調(diào)節(jié)、電話拾音等設(shè)備,以及O-M-T（關(guān)斷話筒電話）三檔開關(guān)都是不可缺少的。耳聾患者絕大多數(shù)是感音神經(jīng)聾，其中相當多的人具有重振陽性現(xiàn)象。他們對小聲聽取感到困難，但稍響的聲音又難以忍受，響度感覺的動態(tài)范圍明顯縮小。由于電子學上采用 AGC或PC線路實現(xiàn)壓縮和限幅功能，以使這類聾人較滿意地應(yīng)用耳聾助聽器克服聽覺障礙。耳聾助聽器的性能及指標一個合格的耳聾助聽器至少應(yīng)考慮下述六項性能指標： 1、頻率范圍。低檔耳聾助聽器的頻率范圍至少在 3003000Hz，普通耳聾助聽器高頻應(yīng)達到400

10、0Hz，高級耳聾助聽器的頻率范圍可在808000Hz之間。 2、最大聲輸出或飽和聲壓級(SSPL)。實際上代表了耳聾助聽器的最大功率輸出。使用耳聾助聽器時的最大聲輸出應(yīng)低于患耳的不舒適閾，尤其對重振陽性的患耳，必須控制最大聲輸出以保護患耳。 3、最大聲增益。主要表示耳聾助聽器的放大能力，各國生產(chǎn)的耳聾助聽器增益多在3080dB之間。一般說，耳聾程度輕的要選擇增益小的，程度重的應(yīng)分別選用增益中等的或大的耳聾助聽器。在具體使用中耳聾助聽器上都備有使聲增益在一定范圍內(nèi)變動的音量調(diào)節(jié)開關(guān)。選配適合的耳聾助聽器可依一些公式預(yù)先計算，最簡易的方法是按照純音聽力圖，對 500、1000、2000Hz三個音頻

11、的增益補償調(diào)節(jié)，以其閾值的一半或稍多為宜，多能獲得滿意效果。 4、頻率響應(yīng)和音調(diào)調(diào)節(jié)。為滿足聾人聽力要求，耳聾助聽器應(yīng)提供各種不同的頻率響應(yīng)，頻率不同反應(yīng)在聽覺上就是音調(diào)不同。為了使耳聾助聽器的頻響比較符合聾人的聽力損失特點，音調(diào)調(diào)節(jié)鈕上設(shè)置一些不同音調(diào)，通常L代表低音，N為正常，H為高音。 5、信號噪聲比 (S/N)。耳聾助聽器耳機放大后的輸出往往是語言信號和惱人的噪聲同時存在，信號噪聲比值越大，語言信息輸出的質(zhì)量也越好。優(yōu)質(zhì)耳聾助聽器的信噪比可達40dB左右，至少應(yīng)保證30dB以上。 6、諧波失真。為了能高地傳輸放大后的聲信號，耳聾助聽器的失真度應(yīng)越小越好,按規(guī)定失真應(yīng)小于10,而小于5的

12、基本上可以保持語言的逼真性。 2.2 總體設(shè)計方案圖2 具體結(jié)構(gòu)圖VT1與外圍電路組成了共射極放大電路，擔任前置音頻放大。VT2，VT3組成了兩級直接耦合式功率放大電路。其中VT3接成發(fā)射級輸出形式，它的輸出阻抗較低，以便以8歐姆低阻耳塞式耳機相匹配。XS選用CKX2-3.5型（3.5 mm）兩芯插孔，R1至R5均用RTX-1/8型碳膜型1K電阻，C1至C3 選用CD11-10V型電解電容，C4選用CT1型瓷介電容。G用兩節(jié)5號電池串聯(lián)而成，電壓為3伏。2.3單元電路設(shè)計2.3.1共射極放大電路 圖3 共射電極放大電路結(jié)構(gòu)由話筒接收到聲波信號后，輸出相應(yīng)的微弱的電信號，該信號經(jīng)過電容C1耦合V

13、T1的基極，進行放大，放大后的信號由VT1的集電極輸出。2.3.2功率放大電路圖4 功率放大電路結(jié)構(gòu)由VT1集電極輸出的語音放大信號，經(jīng)過C2耦合到VT2進行第二級放大，最后由VT3發(fā)射極輸出。最后的語音信號由耳塞機放出聲音。其中C3為為濾波電容，主要用來減小電池的交流內(nèi)阻（實際上是為整機音頻電流提供良好通路）?？捎行Х乐闺姵乜靾髲U時電路產(chǎn)生的自激震蕩，并且使耳塞機發(fā)出的聲音更加清晰響亮。C4為旁路電容，其作用是旁路掉輸出信號中形成噪聲的各種諧波成分，以改善耳機音質(zhì)。2.4 工作原理及過程 耳聾助聽器的電路如圖所示，它實質(zhì)上是一個由晶體 HYPERLINK /Article/dzrm/dzyj

14、/200709/96.html t _blank 三極管VT1VT3構(gòu)成的多級音頻放大器。VT1與外圍阻容元件組成了典型的阻容耦合放大電路，擔任前置音頻電壓放大；VT2、VT3組成了兩級直接耦合式功率放大電路，其中：VT3接成發(fā)射極輸出形式，它的輸出阻抗較低，以便與8低阻耳塞式耳機相匹配。駐極體話筒B接收到聲波信號后，輸出相應(yīng)的微弱電信號。該信號經(jīng) HYPERLINK /Article/dzrm/dzyj/200709/86.html t _blank 電容器C1耦合到VT1的基極進行放大，放大后的信號由其集電極輸出，再經(jīng)C2耦合到VT2進行第二級放大，最后信號由VT3發(fā)射極輸出，并通過插孔X

15、S送至耳塞機放音。電路中，C4為旁路電容器，其主要作用是旁路掉輸出信號中形成噪音的各種諧波成份，以改善耳塞機的音質(zhì)。C3為濾波電容器，主要用來減小電池G的交流內(nèi)阻（實際上為整機音頻 HYPERLINK /Article/dgjs/dgjc/201006/1033.html 電流提供良好通路），可有效防止電池快報廢時電路產(chǎn)生的自激振蕩，并使耳塞機發(fā)出的聲音更加清晰響亮。第三章 電子助聽器的仿真仿真圖仿真運行結(jié)果結(jié)束語這是我們專業(yè)學習以來的第一次課程設(shè)計，在這個課程設(shè)計中，我們完成每個部分的內(nèi)容，雖然過程比較辛苦，但收獲很多。一來，鞏固了以前的知識和實習中學到的各種技能，比如焊接、常用儀器的使用，

16、電路的調(diào)試、仿真軟件的學習等。二來，通過實踐，學會把書本上的理論知識與實踐相結(jié)合，進一步理解實際應(yīng)用的知識。通過這個微型助聽器的制作，我深切體會到將所學的知識化為實際意義的實物才是我們技術(shù)性課程的最終要求。雖然這個電路比較簡單，但卻是學習的好途徑?，F(xiàn)在初步學習，應(yīng)該先從簡單的入手，把基本的技能掌握到位，要是簡單的都做不出而一味追求難度，就顯得好高騖遠。設(shè)計電路時，元件及導線的排布也是很有講究的。一般要求要節(jié)省材料，降低成本，所以元器件應(yīng)該盡量緊湊。這次實訓讓我真切的認識到理論與實踐結(jié)合的重要性。參考文獻1 孫余凱，項綺明等主編.精選實用電子電路.260例北京：電子工業(yè)出版社，2007.22 蘇文平編著.新型電子電路應(yīng)用實例精選.北京：北京航天航空大學出版社，2002.23 黃智偉主編.全國大學生電子設(shè)計競賽系統(tǒng)設(shè)計.北京：北京航天航空大學出版社，2006.124 肖景和主編.集成運算放大器應(yīng)用精髓.北京：人民郵電出版社,2006.