模电课程设计电子助听器文档格式.docx
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梁富慧功率放大电路设计1109121019
刘文财Multisim仿真电路图绘制1109121021
张靖林Multisim电路仿真与调试1109121047
朱涛涛总体电路设计1109121053
谢柳云电路补充设计1109121065
张诗杰电路补充设计1109121048
设计目的1、掌握多级阻容耦合放大器的设计方法;
2、熟悉微型驻极体话筒应用。
1（技术指标:
（1）耳机8欧姆;
（2）放大能力:
对话筒轻轻发出声音，耳机能听到宏亮声音;
2（设计要求
设计要求
（1）设计电子助听电路;
（2）要求绘出原理图，Multisim仿真;
（3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数;
（4）拟定设计步骤;
（5）撰写设计报告。
电子助听器
摘要
助听器是先将声信号转化为电信号，通过对电信号加以放大后，再转换为声信号，从而将声音放大的。
在能量转换过程中，实现换能器功能的是麦克风和受话器。
助听器组成元件包括:
麦克风、放大器、受话器、音量调控、电池。
麦克风:
麦克风是输入换能器，将声能转变为电能。
放大器:
放大器将麦克风转换好的微弱电压加以放大。
受话器:
受话器是另一换能器，正好与麦克风相反，它将放大的电信号转换为声信号或机械振动，传递到耳道里。
转换为声信号的受话器为气导受话器，转换为机械振动的受话器为骨导受话器。
此处为耳机
该助听器由分立元件构成，线路简单，体积小巧。
前级由两个三级管组成前级电压放大。
第三个三级管作功率放大器。
声音信号经功放后用8Ω立体声耳机收听，具有音量调整功能。
可由1.5V的AA电池供电，体积小巧，原件少。
当电池电压下降到1.1V时，耳机内的话音仍然响亮，清析。
关键词:
助听器、放大器、麦克风、AA电池、三极管
第一章、设计方案的论证与选择........................................................................................31.1放大电路.........................................................................................................................3
1.1.1方案一:
共射极放大电路......................................................................................3
1.1.2方案二:
共集极放大电路......................................................................................3
1.1.3方案三:
共基级放大电路......................................................................................31.2耦合电路.........................................................................................................................3
1.2.1方案一:
阻容耦合电路..........................................................................................3
1.2.2方案二:
直接耦合电路..........................................................................................3
1.2.3方案三:
变压耦合电路..........................................................................................31.3放大器选择......................................................................................................................4
1.3.1方案一:
晶体三极管....................................................................................................4
1.3.2方案二:
集成运算放大器............................................................................................41.4最终方案设计.................................................................................................................4第二章、硬件电路的设计........................................................................................................52.1主要单元电路的设计......................................................................................................5
2.1.1前级电压放大电路的设计......................................................................................5
2.1.2后级放大电路的设计..............................................................................................5
2.1.3声音采集...................................................................................................................62.2总体电路图.....................................................................................................................7第三章、MULTISIM仿真...........................................................................................................8第四章、总结............................................................................................................................94.1、心得与体会...................................................................................................................94.2、结论..............................................................................................................................9参考文献.................................................................................................................................10附录.....................................................................................................................................11电路总体原理图...................................................................................................................11
第一章、设计方案的论证与选择
1.1放大电路
共射极放大电路
原理:
微小的电流信号通过B级放大后从C级输出，再由RC将放大后的电
流转变成电压放大，实现放大的作用。
优点:
电压、功率增益很大、应用广泛。
缺点:
c、b两极间存在极间电容对高频信号衰减很大。
共集极放大电路
由于基极和集电极输入信号，从发射极和集电极输出信号，集电极是
输入回路和输出回路的公共端。
输入电阻高、输出电阻低。
不适宜接一个低输入电阻的放大电路。
共基级放大电路
由发射极输入信号，由集电极输出信号，基极是交流通路的公共端。
频率响应好，输出与输入电压相同。
不适宜作为低频放大电路。
经比较，共射极放大电路增益较大，比较满足设计要求。
因此选择方案一。
1.2耦合电路
阻容耦合电路
两极间用电容C耦合器来，从而形成各个独立的放大级，隔直通交。
各级的直流工作状态无影响，各级放大电路的静态工作点可以单独考虑,且体积小、重量轻。
不适合传送缓慢变化的信号、无法传送直流信号。
直接耦合电路
把输出端直接接到下级的输入端，从而能放大缓慢变化的信号。
不仅放大交流信号，且能放大直流或缓慢变化的信号。
各级的直流通路互相沟通，静态工作点互相影响。
温度漂移逐级放大。
1.2.3方案三:
变压耦合电路
将一级信号输出变换成二级的输入的信号电压，再将其变换成RL所
需电压。
能够进行阻抗、电压和电流的变换。
体积和重量较大、高频性能差、价格高。
经缜密考虑，方案一比较满足助听器的要求，所以选择方案一。
1.3放大器选择
晶体三极管
特点:
制作成本低，容易购买便于调试。
集成运算放大器
输出功率大、电压范围宽。
经过上面的两个方案对比可以得出方案一更适合本次设计，因此我们选用晶体三极管作为放大器。
1.4最终方案设计
信号输入:
信号输出:
电
声音信号转一级电压放二级功率放信号转化为
化为电信号大大声音信号
图1-3-1、总体框图
第二章、硬件电路的设计
2.1主要单元电路的设计
2.1.1前级电压放大电路的设计
如图3-1-1所示，为该电路的一级电压放大电路，该电路由Q1、Q2组成的共射级阻容耦合放大电路，可调电阻R1可调Q1E级的输入电压,起到音量调节作用。
图2-1-1前级放大电路图
2.1.2后级放大电路的设计
如图3-1-2所示，为放大电路的功率放大输出级，信号由Q2的射级输出直接由Q3进行功率放大，由8.2欧电阻代替耳机负载输出。
开关控制1.5V电池对电路及LED电源指示灯的供电。
图2-1-2后级放大电路图
2.1.3声音采集
我们采用驻极体话筒作为声音的采集器，将声音信号转化为电信号。
驻极体话筒
驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。
属于最常用的电容话筒。
由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。
图3-1-3驻极体话筒
仿真实验中我们用一个输出电压为1mv的信号发生器串联一个1uf电容代替信号输入。
.
.2.2总体电路图
图2-2-1总体电路图
第三章、Multisim仿真
在Multisim中画出如图所示的电路图并在负载8.2欧电阻两端接如示波器。
图3-1-1multisim仿真图
将信号发生器调节为1KHz、1mv的正弦波输出，单击屏幕右上角的run，打开示波器，调整示波器参数，调节滑动变阻器从100%-0%，观察波形。
图3-1-2.a图3-1-2.b
第四章、总结
4.1、心得与体会
通过这次电子助听器的设计与制作，让我了解了关于电子助听器的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。
但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。
而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。
所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。
坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
本次实验是基于multisim仿真的基础上做的，通过本次实验我也比较全面的了解了multisim软件的使用。
设计电路不仅要考虑产品的性能问题，同时设备的方便性、性价比、美观度等也是目前消费者所关注的，因此设计者在设计时一定要综合考虑。
4.2、结论
由驻极体受话器、前级电压放大电路、后级功率放大电路、耳机构成的电子助听器，通过multisim进行仿真可知，本次设计基本符合设计要求。
参考文献
[1]华成英.模拟电子技术.北京:
高等教育出版社，2006.5.
[2]廖先芸.电子技术实践与训练.北京:
高等教育出版.
[3]杨素行.模拟电子技术基础简明教程.北京:
高等教育出版社，2006.
[4]聂典，丁伟，Multisim10计算机仿真在电子电路设计中的应用.北京:
电子工业出版社，2009.
[5]毕满清.电子技术基础实验与课程设计.北京:
机械工业出版社，2007.
附录
电路总体原理图
附图1总体原理图
答辩记录及评分表:
答辩教师（职称）倪琳
答辩时间2012-2013学年第二学期第15周
1.为什么要用阻容耦合放大电路,（常贤）
答:
选择阻容耦合放大电路是因为在阻容耦合放大电路中各
级的直流工作状态无影响，各级放大电路的静态工作点相互独立。
2.为什么要采用共射放大电路,（井波）
电路的核心元件是晶体管。
在三种接法中共射放大电路
既能放大电流又能放大电压，且工作的频带较窄，所以选择
共射放大电路既能放大声音，又能保证不失真。
3.在绘制电路时发现哪些问题,（梁富慧）答:
电路仿真时驻极体话筒的信号用信号发生器代替，耳机
用一个8欧姆的电阻替代。
答
4.为什么采用晶体三极管而不用集成运放,（刘文财）
辩答:
在设计时我们考虑产品的性价比，因为集成运放的价格
比较高，而且晶体三极管基本可以满足设计的需要，故选用记晶体三极管。
5.电路中发光二极管的功能,（张靖林）录答:
发光二极管座位电源的指示灯使用。
6.仿真实验中信号发生器的作用是什么,（朱涛涛）
信号发生器代替话筒信号，产生信号波，便于后面示波
器观察。
7.设计实际助听器时需要考虑的问题,（谢柳云）
在设计实用的助听器的时候我们需要考虑产品的方便
性、性价比、美观度、重量等因素。
8.助听器的工作原理,（张诗杰）
助听器首先通过话筒把声音信号变成电信号，然后通过
放大电路把电信号放大，放大后的电信号通过耳机变成声音
信号。
评分表
学生姓名学号评分常贤1109121003井波1109121016梁富慧1109121019刘文财1109121021张靖林1109121047朱涛涛1109121053谢柳云1109121065张诗杰1109121048
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