一、設計任務與要求

1.1 元件采用集成運放和集成功放及電阻、電容等，實現(xiàn)甲、乙雙方異地有線通話對講功能；

1.2用揚聲器兼作話筒和喇叭，雙向對講，互不影響；

1.3電源電壓選用 9V，輸出功率≥0．5W，工作可靠，效果良好；

1.4 設計電路所需的直流穩(wěn)壓電源（即 9V電源）；

二、方案設計與論證

雙工對講機設計主要利用了運算放大器能放大信號的原理。我們設計一個簡單的電路圖在一邊裝上喇叭，作為微弱信號源，信號通過電阻、電容，運算放大器， 使信號放大了一定倍數(shù)，基本可以聽到，同時接入電容也有消除失真的作用，在運算放大的輸出端接上前面加有電容的揚聲器，就可以完成實驗，在仿真中，只 要將輸入端的喇叭換成信號輸入器，輸出端的揚聲器換成試波器既可完成仿真。

基本設計思路：

本設計主要分為三個模塊，第一模塊為穩(wěn)壓電源模塊，第二模塊為聲電轉換及前置放大電路模塊，第三模塊為功率放大電路模塊。

（1）穩(wěn)壓電源模塊主要是提供一個 9V的直流電源；

（2）聲電轉換電路主要是實現(xiàn)聲電信號的轉換，以及雙向對講，互不影響的功能;

（3）前置放大電路及功率放大電路的主要功能是對信號進行放大。

設計框圖：

三、單元電路設計與參數(shù)計算

由于雙工對講機的對稱性，以下將用其中一側作為例子，進行分析。

3.1、直流穩(wěn)壓電源電路

直流穩(wěn)壓電壓設計分為變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓四部分。

（1）變壓是采用電源變壓器將電網(wǎng)220V，50Hz交流電經(jīng)過降壓后送到整流電路。

（2）整流電路采用單相橋式整流電路，整流橋選用的是二極管。

（3）濾波：由于本電路為小功率所以用電容輸入時濾波。

（4）穩(wěn)壓電路用LM7809T，LM7809T是正輸出電壓為9v的穩(wěn)壓器，其中C26防止自激振蕩，抑制高頻脈沖，C27改善負載瞬態(tài)響應，消除高頻噪音，同時也消除自激振蕩。

3.2、聲電轉換及前置放大電路

（1）聲電轉換

如圖所示，由揚聲器（LS1）與電阻R16（8Ω），R14（10kΩ）,R15(10kΩ)組成電橋電路。由于電橋電阻遠小于差動放大器的輸入電阻，故差動放大器對電橋的負載效應可以不考慮。

R是揚聲器部講話時的等效電阻（8Ω），ΔR是對準揚聲器講話時的電阻變化量。當ΔR很小，即δ很小時，V2－V1＝V3δ/4可見差動放大器的輸出信號與揚聲器電阻相對變化率成正比。當自方對準揚聲器講話時，ΔR≠0，電橋失去平衡，V2－V1≠0，該信號經(jīng)過前置放大電路電壓放大，再經(jīng)音頻功率放大，傳輸?shù)綄Ψ綋P聲器去，即對方就可聽見自方的講話聲音。因此此時，對方?jīng)]有對準揚聲器講話，故對方ΔR＝0，電橋輸出信號為零，或者說對方的差動放大器輸出信號為零，所以不會干擾自方講話。反之亦然，這就實現(xiàn)了雙工對講互不影響的作用。圖中揚聲器兼作話筒和喇叭。 9V電源是用來給揚聲器提供偏置電壓的。

（2）前置放大電路

NE5532是高性能低噪聲雙運算放大器（雙運放）集成電路。它具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、寬頻帶等優(yōu)良性能 。這種運放的高速轉換性能可大大改善電路的瞬態(tài)性能, 較寬的帶寬能保證信號在低、中、高頻段均能不失真輸出, 使電路的整體指標大大提高。

R17（8.2K）和R18（33K）組成放大倍數(shù)為4倍電路，并且電路不會自激，同時反饋也適量，音質柔和，透明度清晰度高。R17，R18，C17頻率補償電路消除負載電感在高頻時產(chǎn)生不良影響，改善功放高頻特性防止自激振蕩。

3.3、功率放大電路

LM1875T為美國國家半導體公司(NS)的元老級音頻功放器件。其供電電壓寬，過壓、過流、溫度保護功能齊全。

R21，R22，C18對信號篩選后，送入1腳進入放大器。電阻R24為負反饋，以使波形穩(wěn)定，R23和C21為低頻校正網(wǎng)絡，防止電路自激振蕩。

C20，R25的作用是防止放大器產(chǎn)生低頻振蕩。

四、總原理圖及元器件清單

4.1．總原理圖：

4. 2．元件清單

五、安裝與調試（沒有進行安裝調試的這部分寫電路中參數(shù)的選擇與計算）

解：理論值計算

前置放大器放大倍數(shù)：

Au=R18/R17=33/8.2≈4

功率放大器放大倍數(shù)：

Au=R24/R23=22/1=22

六、性能測試與分析（寫仿真調試與分析）

6.1、直流穩(wěn)壓電源的仿真結果：

由截圖可看出直流穩(wěn)壓電壓約為 9V

6.2、前置放大電路仿真分析

（1）輸入端

（2）輸出端

實際放大倍數(shù)的計算：

A=輸出端/輸入端=3.36/0.668≈5

與理論值相比，在誤差范圍內。

6.3、功率放大電路仿真分析

（1）當滑動電阻R26為100%時

A、輸入端

B、輸出端


實際放大倍數(shù)的計算：

A=輸出端/輸入端=3.91/0.172≈23

與理論值相比，在誤差范圍內。

最小輸出功率計算：

P=V(rms)I(rms)=3.910.489≈1.9W

（2）當滑動電阻R26為50%時

A、輸入端


B、輸出端


實際放大倍數(shù)的計算：

A=輸出端/輸入端=7.44/0.326≈23

與理論值相比，在誤差范圍內。

（3）當滑動電阻R26為0%時

A、輸入端


B、輸出端


實際放大倍數(shù)的計算：

A=輸出端/輸入端=76.5/3.36≈23

與理論值相比，在誤差范圍內。

6.4、總電路圖仿真圖像：

改變通道A的比例：

七、結論與心得

通過這次的模電課程設計，使我對模擬電路這門課程有了更加深刻的了解，同時也讓我學習到了一個新的軟件Multisim。
在剛開始準備開始這個課題的時候，我首先選用的軟件是proteus，因為之前的課程設計用過，以為用這個已經(jīng)比較熟悉的軟件會更加容易完成。不過很快我就發(fā)現(xiàn)了很多的問題，有一些元器件在庫里面找不到，結果我又找了一些替代元件，但是最終還是以仿真失敗告終。于是我不得不重新考慮使用Multisim軟件。
雖然雙工對講機的設計可能不算是最難的，它所用到的元器件也比較簡單主要就是電阻，電容，放大器等，主要要實現(xiàn)的是將聲音轉換成電信號再經(jīng)過一系列的放大再轉換成聲音。但也有比較難懂的部分，就是在功率放大模塊，要如何實現(xiàn)輸出功率≥0．5W這一點就讓我困惑了很久。
在這一周的課程設計中，我學會了很多，也體會到了實踐的重要性，當然，書本上的知識是基礎，只有把這些基礎學好了，才能在實際操作中，少走彎路，并從中收獲更多的經(jīng)驗和知識。

八、參考文獻

[1]彭介華.電子技術課程設計指導[M].北京：高等教育出版社
[2]李繼凱.模擬電子技術及應用[M].北京：科學出版社