模電課程設(shè)計(jì)--電子助聽(tīng)器

1、<p>　　2012-2013學(xué)年 第 二 學(xué)期</p><p>　　《 模擬電子技術(shù) 》</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告</p><p>　　題 目： 電子助聽(tīng)器 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程 </p>

2、;<p>　　班 級(jí)： 一班 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　電氣工程系</b>&

3、lt;/p><p><b>　　2011年6月5日</b></p><p><b>　　任務(wù)書(shū)</b></p><p><b>　　電子助聽(tīng)器</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　助聽(tīng)器是先將聲信

4、號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)對(duì)電信號(hào)加以放大后，再轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)，從而將聲音放大的。在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)換能器功能的是麥克風(fēng)和受話器。</p><p>　　助聽(tīng)器組成元件包括：麥克風(fēng)、放大器、受話器、音量調(diào)控、電池。</p><p>　　麥克風(fēng)：麥克風(fēng)是輸入換能器，將聲能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?lt;/p><p>　　放大器：放大器將麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換好的微弱電壓加以放大。</p>

5、<p>　　受話器：受話器是另一換能器，正好與麥克風(fēng)相反，它將放大的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)或機(jī)械振動(dòng)，傳遞到耳道里。轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)的受話器為氣導(dǎo)受話器，轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)的受話器為骨導(dǎo)受話器。此處為耳機(jī)</p><p>　　該助聽(tīng)器由分立元件構(gòu)成，線路簡(jiǎn)單，體積小巧。前級(jí)由兩個(gè)三級(jí)管組成前級(jí)電壓放大。第三個(gè)三級(jí)管作功率放大器。聲音信號(hào)經(jīng)功放后用8Ω立體聲耳機(jī)收聽(tīng)，具有音量調(diào)整功能?？捎?.5V的AA電池供電，體

6、積小巧，原件少。當(dāng)電池電壓下降到1.1V 時(shí)，耳機(jī)內(nèi)的話音仍然響亮，清析。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 助聽(tīng)器、放大器、麥克風(fēng)、AA電池、三極管</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章、設(shè)計(jì)方案的論證與選擇3</p><p>　　1.1 放大電路3</p><p

7、>　　1.1.1 方案一：共射極放大電路3</p><p>　　1.1.2 方案二：共集極放大電路3</p><p>　　1.1.3 方案三：共基級(jí)放大電路3</p><p>　　1.2 耦合電路3</p><p>　　1.2.1 方案一：阻容耦合電路3</p><p>　　1.2.2 方案二：直接耦合

8、電路3</p><p>　　1.2.3 方案三：變壓耦合電路3</p><p>　　1.3放大器選擇4</p><p>　　1.3.1方案一:晶體三極管4</p><p>　　1.3.2方案二:集成運(yùn)算放大器4</p><p>　　1.4 最終方案設(shè)計(jì)4</p><p>　　第二章、

9、硬件電路的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1 主要單元電路的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1.1 前級(jí)電壓放大電路的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1.2 后級(jí)放大電路的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1.3 聲音采集6</p><p>　　2.2 總體電路圖7</p><p>　

10、　第三章、Multisim仿真8</p><p><b>　　第四章、總結(jié)9</b></p><p>　　4.1、心得與體會(huì)9</p><p><b>　　4.2、結(jié)論9</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)10</b></p><p>

11、;<b>　　附 錄11</b></p><p>　　電路總體原理圖11</p><p>　　設(shè)計(jì)方案的論證與選擇</p><p><b>　　1.1 放大電路</b></p><p>　　1.1.1 方案一：共射極放大電路</p><p>　　原理：微小的電流信號(hào)通過(guò)

12、B 級(jí)放大后從C 級(jí)輸出，再由RC 將放大后的電</p><p>　　流轉(zhuǎn)變成電壓放大，實(shí)現(xiàn)放大的作用。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：電壓、功率增益很大、應(yīng)用廣泛。</p><p>　　缺點(diǎn)：c、b 兩極間存在極間電容對(duì)高頻信號(hào)衰減很大。</p><p>　　1.1.2 方案二：共集極放大電路</p><p>　　原理：

13、由于基極和集電極輸入信號(hào)，從發(fā)射極和集電極輸出信號(hào)，集電極是</p><p>　　輸入回路和輸出回路的公共端。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：輸入電阻高、輸出電阻低。</p><p>　　缺點(diǎn)：不適宜接一個(gè)低輸入電阻的放大電路。</p><p>　　1.1.3 方案三：共基級(jí)放大電路</p><p>　　原理：由發(fā)射極輸入

14、信號(hào)，由集電極輸出信號(hào)，基極是交流通路的公共端。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：頻率響應(yīng)好，輸出與輸入電壓相同。</p><p>　　缺點(diǎn)：不適宜作為低頻放大電路。</p><p>　　經(jīng)比較，共射極放大電路增益較大，比較滿足設(shè)計(jì)要求。因此選擇方案一。</p><p><b>　　1.2 耦合電路</b></p>

15、<p>　　1.2.1 方案一：阻容耦合電路</p><p>　　原理：兩極間用電容C 耦合器來(lái)，從而形成各個(gè)獨(dú)立的放大級(jí)，隔直通交。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：各級(jí)的直流工作狀態(tài)無(wú)影響，各級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)可以單獨(dú)考慮,且體積小、重量輕。</p><p>　　缺點(diǎn)：不適合傳送緩慢變化的信號(hào)、無(wú)法傳送直流信號(hào)。</p><p&g

16、t;　　1.2.2 方案二：直接耦合電路</p><p>　　原理：把輸出端直接接到下級(jí)的輸入端，從而能放大緩慢變化的信號(hào)。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：不僅放大交流信號(hào)，且能放大直流或緩慢變化的信號(hào)。</p><p>　　缺點(diǎn)：各級(jí)的直流通路互相溝通，靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響。溫度漂移逐級(jí)放大。</p><p>　　1.2.3 方案三：變壓耦合電路

17、</p><p>　　原理：將一級(jí)信號(hào)輸出變換成二級(jí)的輸入的信號(hào)電壓，再將其變換成RL 所</p><p><b>　　需電壓。</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：能夠進(jìn)行阻抗、電壓和電流的變換。</p><p>　　缺點(diǎn)：體積和重量較大、高頻性能差、價(jià)格高。</p><p>　　經(jīng)縝密考慮，方案

18、一比較滿足助聽(tīng)器的要求，所以選擇方案一。</p><p><b>　　1.3放大器選擇</b></p><p>　　1.3.1方案一:晶體三極管</p><p>　　特點(diǎn)：制作成本低，容易購(gòu)買(mǎi)便于調(diào)試。</p><p>　　1.3.2方案二:集成運(yùn)算放大器</p><p>　　特點(diǎn)：輸出功率大、電

19、壓范圍寬。</p><p>　　經(jīng)過(guò)上面的兩個(gè)方案對(duì)比可以得出方案一更適合本次設(shè)計(jì)，因此我們選用晶體三極管作為放大器。</p><p>　　1.4 最終方案設(shè)計(jì)</p><p>　　圖1-3-1、總體框圖</p><p>　　第二章、硬件電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 主要單元電路的設(shè)計(jì)</p>

20、<p>　　2.1.1 前級(jí)電壓放大電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　如圖3-1-1 所示，為該電路的一級(jí)電壓放大電路，該電路由Q1、Q2 組成的共射級(jí)阻容耦合放大電路，可調(diào)電阻R1 可調(diào)Q1E 級(jí)的輸入電壓,起到音量調(diào)節(jié)作用。</p><p>　　圖2-1-1 前級(jí)放大電路圖</p><p>　　2.1.2 后級(jí)放大電路的設(shè)計(jì)</p><

21、;p>　　如圖3-1-2 所示，為放大電路的功率放大輸出級(jí)，信號(hào)由Q2 的射級(jí)輸出直接由Q3 進(jìn)行功率放大，由8.2 歐電阻代替耳機(jī)負(fù)載輸出。開(kāi)關(guān)控制1.5V 電池對(duì)電路及LED電源指示燈的供電。</p><p>　　圖2-1-2 后級(jí)放大電路圖</p><p>　　2.1.3 聲音采集</p><p>　　我們采用駐極體話筒作為聲音的采集器，將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為

22、電信號(hào)。</p><p><b>　　駐極體話筒</b></p><p>　　駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電聲性能好、價(jià)格低的特點(diǎn)，廣泛用于盒式錄音機(jī)、無(wú)線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒。由于輸入和輸出阻抗很高，所以要在這種話筒外殼內(nèi)設(shè)置一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管作為阻抗轉(zhuǎn)換器，為此駐極體電容式話筒在工作時(shí)需要直流工作電壓。</p><p>　

23、　圖3-1-3 駐極體話筒</p><p>　　仿真實(shí)驗(yàn)中我們用一個(gè)輸出電壓為1mv的信號(hào)發(fā)生器串聯(lián)一個(gè)1uf電容代替信號(hào)輸入。</p><p><b>　　2.2 總體電路圖</b></p><p>　　圖2-2-1 總體電路圖</p><p>　　第三章、Multisim仿真</p><p>

24、　　在Multisim中畫(huà)出如圖所示的電路圖并在負(fù)載8.2歐電阻兩端接如示波器。</p><p>　　圖3-1-1 multisim仿真圖</p><p>　　將信號(hào)發(fā)生器調(diào)節(jié)為1KHz、1mv的正弦波輸出，單擊屏幕右上角的run，打開(kāi)示波器，調(diào)整示波器參數(shù)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器從100%-0%，觀察波形。</p><p>　　圖3-1-2.a

25、 圖3-1-2.b</p><p><b>　　第四章、總結(jié)</b></p><p><b>　　4.1、心得與體會(huì)</b></p><p>　　通過(guò)這次電子助聽(tīng)器的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了關(guān)于電子助聽(tīng)器的原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個(gè)電路總要先用仿真仿真成功之后才實(shí)際接線的。但是最后的成品卻

26、不一定與仿真時(shí)完全一樣，因?yàn)椋賹?shí)際接線中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無(wú)法成功的電路接法，在實(shí)際中因?yàn)樾酒旧淼奶匦远軌虺晒ΑＫ?，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　坐而言不如立而行，對(duì)于這些電路還是應(yīng)該自己動(dòng)手實(shí)際操作才會(huì)有深刻理解。本次實(shí)驗(yàn)是基于multisim仿真的基礎(chǔ)上做的，通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)我也比較全面的了解了multisim軟件的使用。</p>

27、;<p>　　設(shè)計(jì)電路不僅要考慮產(chǎn)品的性能問(wèn)題，同時(shí)設(shè)備的方便性、性?xún)r(jià)比、美觀度等也是目前消費(fèi)者所關(guān)注的，因此設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)一定要綜合考慮。</p><p><b>　　4.2、結(jié)論</b></p><p>　　由駐極體受話器、前級(jí)電壓放大電路、后級(jí)功率放大電路、耳機(jī)構(gòu)成的電子助聽(tīng)器，通過(guò)multisim進(jìn)行仿真可知，本次設(shè)計(jì)基本符合設(shè)計(jì)要求。</

28、p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]華成英.模擬電子技術(shù).北京：高等教育出版社，2006.5.</p><p>　　[2]廖先蕓.電子技術(shù)實(shí)踐與訓(xùn)練.北京：高等教育出版.</p><p>　　[3]楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程.北京：高等教育出版社，2006.</p><

29、;p>　　[4]聶典，丁偉，Multisim 10計(jì)算機(jī)仿真在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　[5]畢滿清.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　電路總體原理圖</b><