模电课程设计电子助听器文档格式.docx

1、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

2、，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。

3、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8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 . 3 1.1 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 . 3 1.2 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

4、压耦合电路 . 3 1.3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 . 4 1.4 最终方案设计 . 4 第二章、硬件电路的设计 . 5 2.1 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 . 6 2.2 总体电路图 . 7 第三章、MULTISIM仿真 . 8 第四章、总结 . 9 4.1、心得与体会 . 9 4.2、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

5、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

6、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

7、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

8、.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-

9、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3-1-1 multisim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

10、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、

11、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，Multisim 10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

12、 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

13、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