完整版有线对讲机的设计与实现毕业设计40设计41Word下载.docx

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本科毕业论文（设计）作者签名：

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有线对讲机的设计与实现

摘要

随着通信业务的发展，对讲机在各行各业得到广泛的应用。

通过有线对讲机的设计，较好的解决了行业的部分需求。

本设计介绍了有线对讲机的基本原理、内容和实现过程。

整个电路主要由稳压电源、前置放大器、消侧音电路、音频功率放大器共四部分构成。

稳压电源主要是为电路各部分提供稳定的直流电；

前置放大和音频放大都是将输入的声音信号进行放大，以便使对讲的另一方能够听到本方的声音；

消侧音电路是让本方听不到自己的声音。

设计的电路简单、实用，通过系统的调试和测试，实现了甲、乙双方异地有线对讲。

关键字

放大器；

消侧音；

有线对讲

DesignandImplementationofWiredIntercom

Abstract

Withthedevelopmentofcommunicationservices,interphoneiswidelyusedinallwalksoflife.Throughawiredintercomdesign,thebettersolutionpartofthedemandoftheindustry.Thisdesigndescribesthebasicprinciplesofwiredintercom,contentandimplementationprocess.Theentirecircuitmainlybythepowersupply,preamplifiers,antisidetonecircuitaudiopoweramplifieroffourparts.PowersupplypartsofthecircuitismainlytoprovideastableDCpower;

preamplifierandaudioamplificationoftheinputaudiosignalsareamplifiedsothatthespeakercannotvoice.Designofthecircuitissimple,practical,throughthesystemdebuggingandtesting,toachievetheAandBsidesremotewiredintercom.

Keywords

Theamplifier；

Antisidetone；

Wiredintercom

1前言

随着科学技术的发展，人们生活水平和消费能力和消费能力的提高越来越依赖于通讯设备，因此多元设备的开发和研制成为了电子行业爱好者的首选。

通讯技术的发展一方面使人们的生活更通达方便、更实时、更多样化；

另一方面也使通讯设备的设计和生产多样化、更便捷化。

因此，随着公众移动通信的发展，对讲机市场逐步成为一个专业通信市场。

现在，对讲机广泛应用于国民经济的各个领域，已成为国家安全、公安警察、交通管理、石油化工、建筑施工、机械制造、物业保安等部门重要的通讯装备[1]。

对讲机是一种近距离的、简单的传输工具，由于它不需要中转站和地面交换站的支持，就可以进行有效的通信，因此深受人们的欢迎，它可以使个人通信更自由、通信方式更加丰富。

随着生活水平的提高，人们驾车游、登山、露营等外出活动的机会和次数在逐渐增加。

即使在没有手机信号的地方，对讲机也可以使人们便利地与朋友或整个团队沟通，设计克服了电路复杂、故障范围大、对讲距离近的矛盾，电路经过优化组合，制作容易，性能更高[2]。

就对讲机而言，按点对点之间通信双方的分工及数据传输方向分类，可分为单工通信、半双工通信及双工通信三种[3]。

但前两种方式现已基本不实用。

所谓单工通信，是信息只能单方向进行传输的一种通信工作方式。

单工通信信道是单向信道，发送端和接收端的身份是固定的，发送端只能发送信息，不能接受信息，接收端只能接收信息，不能发生信息，数据信号仅从一端传送到另一端，即信息流是单方向的。

当两地的距离需要实现双方的通信时，会造成极大的不便。

因而这种单一的工作方式已经基本被淘汰。

所谓半双工通信方式，即Half-duplexCommunication。

是指这种通信方式双方都能收发消息，可以实现双向的通信，但不能在两个方向上同时进行收和发的工作方式，必须轮流交替地进行。

由于这种工作方式要求收发两端都有发送装置和接收装置，通信的时候若要改变传输方向，需由开关进行切换，要频繁变换信道方向，故效率低，但可以节约传输线路。

因此，半双工方式适用于终端与终端之间的会话式通信。

如一般的收发报机等都是这种通信方式。

所谓双工通信，即Full-duplexCommunication。

是指通信双方同时进行双向传输信息的工作方式。

在这种方式下，双方都可同时进行收发信息。

双工通信的信道必须是双向信道，在生活中双工通信的例子非常多，如普通电话、手机等。

因为双工通信传输模式使用不同信号的两条线路，同时工作时不会发生冲突，类似于双车道路。

综上所述，可见双工通信相对来说比较优越的，使用双工通信方式制作的对讲机具备了传统对讲机所有的优点和特点，具有切实可行的设计理念和广泛的应用市场[4]。

对讲机一般主要应用在公安、民航、运输、水利、铁路、制造、建筑、服务等行业，用于团体成员间的联络和指挥调度，以提高沟通效率和提高处理突发事件的快速反应能力。

有线双工对讲机可设置成为星形网络，由一台主控器控制多个终端相互之间，进行语音通话。

当该网络一旦成熟、完善，并形成规模，可用于楼宇自动化内部、校园办公系统内部，以及居民楼宇住宅区内部之间的语音通讯[5]。

根据双工对讲机的发展现状，这一设想是可以实施的。

当这一技术臻于至善，以后在内部网络之间就可以装设对讲机系统，通过简单的拨号开关实现点对点的语音通讯，这就减少了日常依托电话联系的方式，一方面不仅方便使用者之间联系，另一方面也大大减少了电话的使用，节省了话费，因而具有比较实际的作用[6]。

本设计中介绍了采用集成运放和集成功放及阻容元件构成的有线对讲机电路，中间加入了消侧音电路，从而使得对讲的双方在讲话时不会听到从本方扬声器传出的声音，通过在仿真软件上的调试以及实际的硬件制作，最终实现了双工对讲的要求[7]。

2任务分析与方案论证

2.1设计任务与要求

设计并制作一个有线对讲机:

（1）采用二线制，实现甲、乙双方异地有线通话对讲，双向对讲，互不影响。

（2）电源电压+9V，Po≥0.05W。

（3）设计电路所需的直流电源。

（4）输入输出阻抗600。

（5）传送距离大于1Km。

2.2系统分析

有线对讲机，是使得两个位于异地之间的人可以借助对讲系统进行通信。

其工作过程如图2.1所示。

人说话所发出的声音经过话筒电路变成模拟电信号，通过功率放大模块后扬声器再把电信号还原为声音，传输给对方接收。

运用有线对讲机，可以在近距离间进行语言通信，而不受邮电通信部门的限制和外界环境的干扰，因而倍受使用者的欢迎。

图2.1对讲机的工作过程

2.3设计方案的论证与选择

2.3.1系统方案设计

设计有线双工对讲机系统如图2.2所示。

主要由话筒，前置放大器、消侧音电路、音频放大电路、扬声器、直流稳压供电电路等组成。

图2.2有线双工对讲机系统框图

其中话筒是将语音信号转换成电信号，前置放大级完成对所转换

成的弱电信号的电压放大，消侧音电路完成将本方信号削弱并将信号输出到另一方的音频放大电路中，音频输出放大电路完成弱信号的电压和电流放大，直流稳压电源部分为整个功放电路提供电能。

2.3.2前置放大电路方案论证

方案一：

采用分立元件构成前置放大电路

利用三极管的放大原理，可以通过控制基极的电流来控制集电极的电流，来达到放大的目的。

采用共射极放大电路，改变电路的静态工作点，可调节电路的电压放大倍数。

共射极放大电路具有输出电阻大，频带较窄，电压电流增益较大等特点。

方案二：

采用集成运算放大器构成前置放大电路

设计前置放大电路的可供选用的集成运算放大器由很多，如司的转换速率快，噪声低和电流消耗低等优点。

综合比较，方案二的设计效果优于方案一，三极管的静态工作点难于保证，而集成运放价格便宜，性能高，能够满足题目放大要求，因此采用方案二。

2.3.3消侧音电路方案论证

利用三极管的C、E极信号幅度相同相位相反构成消侧音电路

三极管采用9013，C、E中间接电位器，输出信号从电位器接出。

让三极管正常工作，则信号的相位在集电结反相，在发射结正相，调节电位器使得信号的相位相消，从而达到消侧音目的。

该电路外围元件少，电路简单，电流消耗低，易于控制。

采用TL072集成芯片构成消侧音电路

基于差分放大器只放大差分信号而同相信号不会被放大的原理，当差分放大电路设计为对称时，对于共模信号的抑制能力强，使得输出共模电压为零，达到消侧音的目的。

该电路对对信号的抑制能力交强

综合比较，由于TL072是双电源供电，且方案二的电路较复杂。

故我采用的是方案一。

2.3.4功率放大电路方案论证

采用分立元件构成低频功率放大器电路

分立元件构成的低频功率放大器电路可分为输入级、功率激励级和OCL输出级三部分。

输入级采用双管差分放大器使电路工作稳定，功率激励级采用互补复合管推挽输出电路来提高线性放大及降低波形失真，而输出级采用直接耦合形式确保电路的低频响应。

这种方案的优点在于反馈深度易控制，故放大倍数易控制。

且失真度可以做到很小，使音质很纯净。

但外围元器件较多，调试要困难很多。

采用集成运放构成低频功率放大器电路

LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。

特性（Features）:

（1）静态功耗低，约为4mA,可用于电池供电。

（2）工作电压范围宽，4-12Vor5-18V。

（3）外围元件少。

（4）电压增益可调，20-200。

（5）低失真度。

综合比较，鉴于三极管受温度的影响较大，易产生温漂，三极管本身的性能也会收到影响，在前级拾取信号不是很好，而方案二电路简单，易于调试。

因此，采用方案二。

3硬件电路设计

设计要求有线双工对讲机输出功率大于等于0.05W，需要放大电路才能完成。

对于扬声器，在额定输出功率Por=0.5W，RL=8时从电路输出端的正弦波输出电压幅值为:

Por=（U0*U0）RL（3.1）

可得U0=2V（3.2）

所以UP-P=*2=2.818V（3.3）

人说话时产生的声音信号的峰峰值约为10mV，若让扬声器工作在额定功率下，则整个放大器需要的电压倍数为

倍（3.4）

本设计中信号通过前置放大电路后，由于反馈放大电路作用电压放大倍数在10倍左右，因此音频放大电路的放大增益则需30倍以上。

3.1