语音传输光发射光接收电路设计徐育涛实习报告Word格式.docx
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时间
2008年5月19日至2008年5月30日
一、设计题目：
语音传输光发射/光接收电路设计
二、设计要求
1.用三极管9018作为LED发射电路的偏置和放大器件；
2.用硅光电池作为接收电路的信号采集器件；
3.用运算放大器LM741对硅光电池所采集的信号进行放大；
4.用MIC作为语音信号源，最后用耳机将语音信号输出；
三、分析设计
1.硅光电池
硅光电池是在一块N型硅片上用扩散的办法掺入一些P型杂质（如硼等）形成PN结。
当光照到PN结区时，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子-空穴对，在N区聚积负电荷，P区聚积正电荷，这样N区和P区之间出现电位差。
若将PN结两端用导线连起来，电路中有电流流过，电流的方向由P区流经外电路至N区。
若将外电路断开，就可测出光生电动势。
光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的光电器件。
由于它可把太阳能直接转变为电能，因此又称为太阳能电池。
它有较大面积的PN结，当光照射在PN结上时，在结的两端出现电动势。
2.发光二极管
发光二极管的伏安特性与普通二极管相似，图为砷磷化镓发光二极管的伏安曲线，红色约为1.7V开启，绿色约为2.2V。
注意，图上的横坐标正负值刻度比例不同。
一般而言，发光二极管的反向击穿电压大于5V，为了安全起见，使用时反向电压应在5V以下。
3.运算放大器LM741：
集成运算放大器简称“运放”，它实质上是一种高增益的直接耦合放大器，当运放工作在线性区时，具有“虚断”和“虚短”两个特性，通过不同的电路组合，可实现模拟信号的加、减、积分、微分、对数，指数运算，这些运算电路是构成一些复杂运算的基础及其它各种应用基本单元。
4．发射电路：
在设计中，将光发射电路分为两个部分。
第一级为信号偏置电路，可以提供稳定合适的静态工作点，用三极管加偏压电阻实现。
第二级为共集电极三极管放大电路,主要实现电流的放大。
一、二级之间通过耦合电容级联。
语音信号的发送是通过发光二极管来实现的，发光二极管的光强大小会随着电流变化的，而电流的大小又是通过MIC输入的语音来控制的,从而实现了语音信号的发送.。
制的化管的光强大下与普通二极管相似，但随材料禁带宽度的____________________________________________________________________________________________________
使用器件：
100k——3个、400k——1个、100
——2个、1.2k——1个
50k——1个、10
——2个、BJT9018——2个、LED——1个
5．接收电路：
发射电路的设计采用运放ML741对光电池采集的信号进行放大。
集成运算放大器LM741具有很高开环电压放大倍数、高输入阻抗、低输出阻抗的特性。
可以工作在线性和非线性两种状态。
线性工作状态必须引入负反馈。
当运放工作于开环或正反馈的工作状态时，运放工作在非线性区。
主要用于电压比较和波形产生电路。
在设计中采用通向输入的方法进行放大处理。
电阻R3可以调整运放对电压信号的放大。
在硅光电池的使用是采用方向电压，保证硅光电池的正常工作。
同样使用语音信号源用1khz、
=1V的正弦交流信号来代替进行仿真。
10k——2个、100k——1个、5.1k——1个、1k——1个
四、实验调试
在电路仿真的时候很顺利的就通过了,但是在搭建电路的时候,由于器件的参数的出入,好些地方都用变阻器来代替了.在调试的时候,MIC语音信号源用1khz、
=1V的正弦交流信号来代替.同时把电路分开调试,比如说发射部分的二级放大电路,就可以分开来一级一级的来测试.第一次把电路完全搭建好了,调试的时候发现声音很小,而且有很大的噪音信号,通过用示波器逐级测试,发现发射部分的输出的信号严重失真,后来调节静态工作点来改善,同时也调节接收端的R3来调节放大倍数,这样就可以把噪音滤除了.
而第二次在测试的时候效果就好多了,通过同样的方法经过几次改善,最后效果相当好.同时由于在搭建电路的时候使用了比较多的滑动变阻器,使的调试工作方便多了.
五、设计结果
静态工作点：
第一级：
μA
mA
V
第二级：
发射端波形仿真结果：
接收端波形仿真：
六、体会：
平时应该多用心点把以前设计的电路整理下,比如这次的发射部分电路,就和上学期试验中设计的一个放大电路有很大的相似,只是参数不同而已.同时,在搭建电路前一定要进行电路的仿真,而在搭建的时候一定要搭建美观和整齐,方便修改电路,而且由于这个实验是五个人一起做的,那么搭建起来的电路大家都应该很快的识别,而不能随便的搭建,看起来很乱.
在设计的时候可以多查点参考资料,一个完整的项目都是由好多个小模块组合起来的,而这些小模块在不少资料中都可以找到,这样在设计的时候就方便多了.
七、附录
1．康华光：
《电子技术基础》（模拟部分第四版），高等教育出版社，1999年6月。
2．赵远：
《光电信号检测原理与技术》，科学技术出版社，2002年7月。
3．《LM741DATASHEET》，WWW.NATIONAL.COM，MAY1998
西安邮电学院电信系课程设计过程考核表
班级/学号
科技0550/44
承担任务实验室（单位）
光纤通信实验室
所在部门
电信系
实施时间
2008年5月19日—2008年5月30日
具体内容
第一周
设计分析并且仿真
第二周
搭电路并且调试
……
指导教师（师傅）姓名
陆蓉
职务或职称
讲师
指导教师（师傅）
对学生的评价
学习态度
□认真□一般□不认真
学习纪律
□全勤□偶尔缺勤□经常缺勤
实践能力
□很强□一般□较差
指导教师（师傅）对学生专业知识或社会实践能力等情况的意见
指导教师（师傅）签字
年月日
西安邮电学院电信系课程设计成绩鉴定表
科技0505/44
进行时间
2008年5月19日—2008年5月30日
成绩鉴定
学习内容（20分）
与教学任务计划结合程度（10分）
与专业培养结合程度（6分）
其它（4分）
接受单位评价
（20分）
实践能力（10分）
学习态度（6分）
学习纪律（4分）
报告鉴定
（60分）
报告内容与实践过程紧密结合（15分）
报告内容与教学计划内容紧密结合（15分）
报告质量（主题、结构、观点、逻辑、资料、字数30分）
评阅教师姓名
职称
成绩
评语
评阅教师签字
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