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有線雙工對(duì)講機(jī)
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告系別:光電技術(shù)系班級(jí):光電子05級(jí)3班姓名:盛運(yùn)思(2005031142)謝林(2005031145)一、 實(shí)驗(yàn)名稱有線雙工對(duì)講機(jī)二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求(1) 設(shè)計(jì)任務(wù)用中小規(guī)模集成芯片設(shè)計(jì)并制作一對(duì)實(shí)現(xiàn)甲乙雙方異地有線通話的雙工對(duì)講機(jī)。(2) 設(shè)計(jì)要求聲音洪亮,互不影響,有消側(cè)音功能。;距離30-50米;電源電壓9VP00.5W;音頻失真度小于10%,具有呼叫對(duì)方功能;三、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?) 通過實(shí)驗(yàn)了解集成功率放大器的原理以及不同電路形式功放電路特點(diǎn)。(2) 通過實(shí)驗(yàn)了解TDA2822集成功率放大器典型電路的應(yīng)用。(3) 通過實(shí)驗(yàn)了解功率放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)和測(cè)試方法。四、實(shí)驗(yàn)原理(1) OTL功率放大器OTL是英文OutputTransferLess的縮寫,意思是無輸出變壓器。OTL功率放大器就是沒有輸出耦合變壓器的功率放大器電路。OTL功率放大器大多數(shù)采用互補(bǔ)推挽輸出級(jí)電路。(2) OCL功率放大器OCL是英文OutputCapacitorLess的簡(jiǎn)寫,其意思為無輸出電容,即沒有輸出耦合電容的功率放大器。它采用正負(fù)電源供電,在較低的供電電壓的情況下,可以獲得較大的功率輸出;由于是定壓式輸出,對(duì)負(fù)載的阻抗要求不高。(3) 雙聲道音頻功率放大電路--TDA2822MTDA2822M是雙聲道音頻功率放大電路,其電源電壓范圍寬(1.8?15V),電源電壓可低至1.8V仍能工作,因此,該電路適合在低電源電壓下工作;適用于單聲道橋式(BTL)或立體聲線路兩種工作狀態(tài);閉環(huán)電壓增益39dB;在獨(dú)立的雙通道模式下當(dāng)VCC=6VRL=8Q,諧波失真THD=10%時(shí)輸出功率可以達(dá)到380mw。TDA2822M采用8腳雙列直插封裝結(jié)構(gòu),管腳排列如下所示方框圖與引出端功能
引出端序號(hào)符號(hào)功能引出端序號(hào)符號(hào)功能1OUTi輸出端15INj.反向輸入端W2Vcc電源6IN2正向輸入端23out2輸出端27INi(+i正向輸入端14GND地8IN】<反向輸入端1(4)消側(cè)音電路利用三極管的C,E極,由于C極輸出的信號(hào)與E極輸出的信號(hào)幅度相同,相位相反,可以相疊加后將信號(hào)消去。由此可以設(shè)計(jì)出消側(cè)音電路。五、系統(tǒng)框圖信號(hào)源雙工有線對(duì)講機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖輸出信號(hào)源雙工有線對(duì)講機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖輸出六、單元電路設(shè)計(jì)及計(jì)算放大電路設(shè)計(jì):由于條件限制,無法用運(yùn)算放大電路芯片,則采用三極管放大語音信號(hào)。語音信號(hào)范圍一般在20mV、600Hz左右,三極管放大10-50倍即可。我們采用三極管型號(hào)9013,并在E極與電阻并聯(lián)一電容以擴(kuò)大放大倍數(shù)。為使信號(hào)放大,三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)必須符合工作時(shí)的條件。令VcqZ4.5V,為使計(jì)算簡(jiǎn)便,令R3=R4=1k。,則VB=0.7V+VE,若使IC=Ie=2.3mA,那么有vR1???VR2vR1???VR22.j.電路圖如圖1.20kOhm1kOhm.4i-i..r-Iuur+/接消側(cè)音電路接信號(hào)源10kOhm1kOhm1010kOhm1kOhm10uF消側(cè)音電路設(shè)計(jì):利用三極管的C,E極信號(hào)反相相消信號(hào)。三極管采用型號(hào)9013.,電位器104。為了使三極管正常工作,在三極管B端由r和r分壓,三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)vcq>4.5V,則令Veq=Vcc—VCQ靜態(tài)工作點(diǎn)vcq>4.5V,則令Veq=Vcc—VCQ,由于有Vbe=0.7V,則VBQ=VEQ+0.7,VBQ+Vri7=R81kQ,則由Ieq=Icq得VR3VR4。設(shè)ICQ=3mA,那么R5zR6接功率電路圖2.消側(cè)音電路功率放大電路設(shè)計(jì):功率放大電路采用芯片TDA2822,2端接電源VCC=9V,利用7端接收信號(hào),8端接地,1端輸出。輸出部分在揚(yáng)聲器前添加一系列電容和電阻保證揚(yáng)聲器的正常使用。如圖3.+"匚104接消側(cè)音電路圖3.功率放大電路工作原理:甲方聲音信號(hào)經(jīng)過放大電路放大后進(jìn)入消側(cè)音電路,在消側(cè)音電路的C極端接出一個(gè)與乙方進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)慕涌?,甲方?jīng)消側(cè)音后的信號(hào)進(jìn)入功率放大電路并最后由揚(yáng)聲器輸出。乙方電路同甲方,并也在消側(cè)音電路的C極端接出一個(gè)與乙方進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)慕涌?,用?dǎo)線將兩端口相連,信號(hào)可經(jīng)線由甲方傳到乙方,并最后通過功率放大器從乙方揚(yáng)聲器傳出,而本方由于經(jīng)過了消側(cè)音電路,無法聽見自己的聲音。同理乙方聲音從甲方傳出,本方聽不見自己的聲音。卜面是總電路圖:
kOhrn1kOhm+'瘁kOhrn1kOhm+'瘁圖4.總電路設(shè)計(jì)圖(對(duì)講機(jī)一方,另一方與之相同)七、元件參數(shù)與元件種類元件參數(shù):經(jīng)過上面的計(jì)算和假設(shè)得:R1=20kQ,R2=10kQ,R5=6.7kQ.,r=20kQ,R6=4.7k。,R=R=R=R=1k。,R=20k。.元件種類:電阻若干、功率運(yùn)放TDA2822一片、晶體管9013兩只,電解電容100以F.3四個(gè),電解電容1011F五個(gè),磁片電容104兩只,電位器(104)一只、導(dǎo)線若干。麥克風(fēng),揚(yáng)聲器(喇叭)各兩只。八、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與誤差分析(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果vcc=9V,放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn):Vcq=6.76V,vbq=2.69V;消側(cè)音電路靜態(tài)工作點(diǎn):VCQ=6.06V,Vbq=3.62V;表明兩個(gè)三極管都能正常工作,達(dá)到前者放大信號(hào)后者消除側(cè)音的要求。通過信號(hào)發(fā)生器模擬聲音,示波器觀察波形變化,取信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生v=30mV,600Hz的正弦波輸入甲機(jī),通過放大電路后觀察Vpp1V.放大33.3倍。經(jīng)I/O接口傳至乙機(jī),經(jīng)功率放大器放大至8V,最終放大266.4倍,基本可以實(shí)現(xiàn)有線雙工對(duì)話。動(dòng)態(tài)工作時(shí),消側(cè)音電路C極為0.3313mV,E極為0.3314mV,基本可以消除測(cè)音。(2)誤差分析實(shí)驗(yàn)基本達(dá)到要求,經(jīng)分析產(chǎn)生誤差因素如下:電子元件本身誤差,檢測(cè)器件本身的誤差,不可避免。電路有時(shí)會(huì)產(chǎn)生微弱自激,與制作工藝有關(guān)。九、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改進(jìn)與心得體會(huì)(1) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改進(jìn)若放大電路不用三極管,改用運(yùn)算放大電路芯片,利用負(fù)反饋運(yùn)算,可以大大增加信號(hào)的放大倍數(shù),聲音可聽起來更清晰。(2) 心得體會(huì)只有通過對(duì)理論的具體分析才能
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