电子装置设计

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1、电子装置设计报告题目:红外线无线扬声器专业:电气工程及其自动化1406班姓名:曹雁鸣学号:140301606时间:2017.1.10一、设计任务通过使用适用于声音信号的集成运放芯片和A/D,D/A转换器等电子器件,完成对声音信号的采集,红外无线传输和红外接收以及声音信号的放大和播放等功能。二、设计条件本设计的实验条件基于普通实验室场地,并适宜于近距离传输等小型场合。三、设计要求要求完成对声音的采集放大并能够通过红外线无线短距离传输的基本功能。四、设计内容1.电路原理图(1)声-电转换模块的设计用麦克风、话筒、或蓝牙均可将声音信号转换为电信号,为了方便起见我们选用音频插孔线路输入声

2、音信号,将转换后的声音信号送入发射电路进行放大处理。(2)发射电路设计红外线发射电路:下图是红外线发射电路,图中的MIC是一种常用的动圈式话筒,其输出阻抗为20000(高阻动圈式话筒)。话筒的输出加到运放IC1的反相端进行信号放大。这里仅用了一级放大器。为了获得足够的增益,其反馈电阻Rf用的很大(可到10MΩ),所以其运放的增益AV=10^7/2×10^3=5×103(74dB)。图1发射电路为了增大接收距离,应增加图2电路的发射能量,只要增加一级简单的功率放大器,同时推动7支红外发射管(或更多的),即可增大发射能量、扩大接收距离。为了减轻IC2-2的输出激励信号,将未级用的CD

3、40106斯米特触发器并联使用。如下图所示:图2(3)接收电路设计图3接收电路通过红外接受管接受从发送端传来的信号,并转化为电信号接入放大电路中,然后经0.01uF的电容滤除直流信号后由电位器和LM386运放共同作用实现信号的放大,调节电位器的大小可以实现对增益大小的调节,最后再经过喇叭将电信号转化为声信号,播放出音乐信号的音乐。LM386引脚如图4所示。图4LM386引脚图图中引脚2为反相输入端,3为同相输入端,引脚5为输出端;引脚6和4分别为电源和地;引脚1和8为电压增益设定端。如果在对增益要求不高时它可直接去掉,此时的增益内置为20.LM386电路原理如图5所示图5LM38

4、6电路原理图图6LM386电路内部原理图LM386内部电路原理图如图6所示。与通用型集成运放相类似,它是一个三级放大电路。第一级为差分放大电路,T1和T3、T2和T4分别构成复合管,作为差分放大电路的放大管;T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载;T3和T4信号从管的基极输入,从T2管的集电极输出,为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载,可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。第二级为共射放大电路,T7为放大管,恒流源作有源负载,以增大放大倍数。第三级中的T8和T9管复合成PNP型管,与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和

5、D2为输出级提供合适的偏置电压,可以消除交越失真。引脚2为反相输入端,引脚3为同相输入端。电路由单电源供电,故为OTL电路。输出端(引脚5)应外接输出电容后再接负载。电阻R7从输出端连接到T2的发射极,形成反馈通路,并与R5和R6构成反馈网络,从而引入了深度电压串联负反馈,使整个电路具有稳定的电压增益。LM386小功率音频放大器是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少,电压增益内置为20,但在1脚和8脚之间增加一个外界电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至200.输入端以地位为参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在6V电源

6、电压下,它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。(4)电-声转换模块的设计用扬声器、喇叭或耳机将电信号转换为声音信号,实际搭线时我们用的是耳机,将听筒的那端接在接收模块后面。使用A/D转换器和D/A转换器来实现模拟信号转化为数字信号进行信号的传播,在接收之后再转换成模拟信号,可以达到对声音信号放大高保真的效果。2.计算与仿真分析从信号发生器产生2000Hz,500mv的正弦波波信号输入发射模块中,经过调节得到较为清楚的调制后的输出波形,可能是由于室内其他红外线的干扰,经接收模块解调后的波形类似正弦波,理论上应该是得到标准的正弦波。3.元器件清单麦克风,集

7、成运放芯片LM386,红外线发射接收装置,喇叭,一些电容,电阻。4.调试流程1、器件引脚判断(1)红外发光二极管极性判断长引脚为正极,短引脚为负极。内部电极较宽较大。(2)红外接收二极管极性判断常见的红外接收二极管外观颜色呈黑色。识别引脚时,面对受光窗口,从左至右,分别为正极和负极。另外,在红外接收二极管的管体顶端有一个小斜切平面,通常带有此斜切平面一端的引脚为负极,另一端为正极。(3)三极管电极判断三极管引脚如图6所示。图7三极管引脚手拿三极管,平面对准自己,从左向右数依次为e

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