电子系统设计总结报告

电子系统设计总结报告

题目：对讲机

班级：电气

组别：第二组

指导教师：

设计时间：

对讲机

一、引言

1、选题意义

有线对讲机在日常生活中应用广泛。有线对讲机原理简单，设计方便，制作简易，成本低，对于初次进行实验设计的我们来说实验成功率高。而且，有线对讲机广泛应用于医院病员呼叫机、门铃、室内电话等，具有应用范围广，实用性强的特点，所以有线对讲机日益成为生活中不可缺少的部分。为了本次实验的顺利成功，我们首先去了解它的原理过程以及如何正确的去操作它，这样既可以在很大程度上提高我们对知识的掌握与应用，又可以提高我们的动手能力，增强我们对动手实验的兴趣。本次试验，目的既在于提高动手能力，结合理论知识与实际操作于一体，最终设计并制作出具有实用性的产品，又在于磨练个人意志，增强个人耐心，培养团队意识。在产品制作过程中，组内相互分工，互帮互助，协调一致，共同完成此次实验。通过本次实验，大家对于模拟电子技术和数字电子技术会有更好的理解与掌握，也教会大家在遇到问题时如何思考，如何发现问题、解决问题，这些对于今后的学习与研究都是有相当大的帮助的。

2、设计目标

这次实验，我们小组由产品功能出发，设计实验电路图，计算各电子元器件的值，再进行元器件调研来对不同元器件进行比较，最终选择出价格合理，性能完善并且适用于所设计的电路图的元件，再依据所设计的电路图，进行正确焊接与调试，最终得到在50米内，能进行清晰对讲的“半双工对讲机”，即在同一时刻，一方讲话，另一方在距离其50米处可以清晰听到其所讲内容，通过调节转换开关，来进行听与说的角色的相互转换。

3、小组成员分工

二、作品说明

1、功能

对讲机可用于室内电话、医院病员呼叫机、门铃等，可用YUHIHHIH米内进行对讲。本次实验制作成的对讲机为“半双工式对讲机”，即在相同时刻，主机与从机之间只有一个可以讲，而在此时刻，另一个只能听，通过一个双刀双掷开关控制讲话与听话的相互转换。

2、操作说明

操作时，按下电源开关，将控制转换的双刀双掷开关打到一侧，可以完成主机讲话，从机收听主机发送的声音信号；将控制开关打到另一侧，则可以完成从机讲话，主机接收由从机发送的声音信号。通过双刀双掷开关的转换完成主机与从机之间的交流与信息转换。当长时间不使用时，可将控制电源的开关关闭，这样可以节约电能，避免不必要的浪费。

三、基本原理

1、原理图

图1 实验电路原理图

2、工作原理

该电路只能完成“半双工”对讲，即在同一时刻，主机与从机之间只能有一方说，另一方说，而不能双方同时听说。听、说由开关S1控制，并且，开关要安装在主机处，即听说由主机来控制。若开关处于图中所示位置时是主机说、从机听，则当开关拨到下方时就是主机听、从机听。主、从机两端分别设置扬声器和话筒各一只，作为听说转换器件。LM386用作功放，由第3引脚输入信号，第5引脚输出信号，1、8引脚电容可以调整电路增益，7引脚接旁路电容，一般取值为10微法。电源取值为4.5V—9.0V，本次实验所选电源值为6.0V，并选一个单刀单掷开关控制电源，以免不用时浪费电能。

四、主要原器件介绍

1、元器件清单

表2 电子元器件清单

2、主要原器件介绍

(1) LM386芯片

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

LM386的内部结构如图3所示。第一级为差分放大电路，T

1和T

3

、T

2

和T

4

分

别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T

5和T

6

组成镜像电流源作为T

1

和

T 2的有源负载；T

3

和T

4

信号从管的基极输入，从T

2

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似等于双端输出电容的增益。第二级为共射放大电路，T

7

为放大管，

恒流源作有源负载，以增大放大倍数；第三级中的T

8和T

9

管复合成PNP型管，

与NPN型管T

10构成准互补输出级。二极管D

1

和D

2

为输出级提供合适的偏置电压，

可以消除交越失真。

LM386的外形和引脚的排列如图2所示。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；使用时在引脚7和地之间接旁路电容，通常取10μF。

查LM386的datasheet，电源电压4-12V或5-18V(LM386N-4)；静态消耗电流为4毫安；电压增益为20-200dB；在1、8脚开路时，带宽为300KHz；输入阻抗为50K；音频功率0.5W。

尽管LM386的应用非常简单，但稍不注意，特别是器件上电、断电瞬间，甚至工作稳定后，一些操作（如插拔音频插头、旋音量调节钮）都会带来的瞬态冲击，在输出喇叭上会产生非常讨厌的噪声

8

7

6

5

432

增益 设定

旁路 电容 +Vcc

同相

输入

反相 输入

增益 设定 地

输出 LM386

1

图2 LM386引脚功能图

2

-INPUT

56

图 3 LM386内部原理图 （2）电位器

电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。

电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件用。后者可视作一可变电阻器。

电位器是可变电阻器的一种。通常是由电阻体与转动或滑动系统组成，即靠一个动触点在电阻体上移动，获得部分电压输出。电位器的作用——调节电压（含直流电压与信号电压）和电流的大小。电位器的结构特点——电位器的电阻体有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻体上的位置，则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。电位器是一种可调的电子元件。它是由一个电阻体和一个

转动或滑动系统组成。当电阻体的两个固定触电之间外加一个电压时，通过转动或滑动系统改变触点在电阻体上的位置，在动触点与固定触点之间便可得到一个与动触点位置成一定关系的电压。它大多是用作分压器，这时电位器是一个四端元件。电位器基本上就是滑动变阻器，有几种样式，一般用在音箱音量开关和激光头功率大小调节电位器是一种可调的电子元件。用于分压的可变电阻器。在裸露的电阻体上，紧压着一至两个可移金属触点。触点位置确定电阻体任一端与触点间的阻值。按材料分线绕、炭膜、实芯式电位器；按输出与输入电压比与旋转角度的关系分直线式电位器（呈线性关系）、函数电位器（呈曲线关系）。主要参数为阻值、容差、额定功率。广泛用于电子设备，在音响和接收机中作音量控制用。

五、制作与调试

本次实验的制作地点主要是实验室和教室。

我们在进行本次实验是可分为五大部分具体情况如下：

第一，我们有所要设计的产品的功能出发，设计并绘制电路图，计算各种元件的实验值；

第二，我们对实验电路图中所涉及的电子元器件进行调研，包括主要参数、性能指标、主要功能特点以及市场价格等等，通过这些相关信息的比较，最终确定所要使用的器件；

第三，在PCD板上进行布线，使得在电路焊接成功后，电路板能够清晰可见，便于调试；

第四，焊接与调试。在PCD板上进行焊接，边焊接边调试，通过调试，最终得到与所设计的功能相同的电路板；

第五，安装外壳。（由于在市场上未能买到合适的有线对讲机外壳，所以此对讲机外壳由组员用纸板自行制作。）

检验与调试过程：检查电路元器件是否接错，注意芯片管脚、二极管方向、电解电容极性是否接对、焊接点是否牢固等，检查电路无误，再测电源电压的数值和极性是否符合设计要求。一切正常之后方可接通电源开始调试实验。

调试分为静态调试和动态调试：

静态调试：先不接输入信号，测量各级晶体管静态工作点。凡处于放大状态

的三极管，测量其V

ce 和V

be，

不应出现零状况，V

be

=0表示管子截止损坏，V

ce

=0表

示管子饱和或击穿，均需要找出原因排除故障。处于放大状态的三极管V

be

为0.7V

左右，V

＞1～2V。

ce

动态调试：接输入信号，各级电路的输出端应有相应的信号输出。线性放大电路不应有非线性失真；波形产生及变换电路的输出波形也应符合设计要求。调试时，可由前级开始逐级向右检测，这样容易找出故障点，及时调整改进。

接下来是指标测试：电路能正常工作之后，即可进行技术指标测试。根据设计要求。逐个测试指标完成情况。

出现的问题：电路已经按照原电路图在电路板上焊好，但是对讲机发出的声音太小。

解决方案：

（1）在LM386芯片前加上适当放大倍数的三极管。LM386是功放芯片，电压放大倍数较小，需要先进行电压放大。

（2）将电位器接入电路中的阻值调大。因为共射放大电路的输出电阻较大，无法带动较小的负载。

（3）焊接的过程中有的部分接触不良，仔细检查电路各部分的焊接。六、设计小结

通过本次课程设计，加深了我们对模电知识和数电知识的理解，能够做到把所学的理论知识应用到实际当中，从而既对知识有了更为深入的理解与掌握，又增强了动手能力和团队合作意识。设计过程中，要由所要设计的产品的功能入手来设计电路图，而且电路图中的每一元件都需要精心的计算，然后还要根据调研情况，比较各方面信息来选出所需的元件。此外，PCD板的设计也很重要。我们通过分工合作，相互配合，最终成功制作了有限半双工式对讲机，即：在同一时刻，主机与从机之间只能有一方说，另一方说，而不能双方同时听说，我们制作的对讲机可以实现在米范围内的对讲。在实验的整个过程中，虽然遇到了一些问题，但是大家能够以模数电知识以及电路分析知识为基础，耐心分析，仔细查找电路中不合适、不能正常工作的电子元件，或者电路焊接不合适的地方，经过一系列仔细分析与查找之后如果仍不能发现错误所在，我们会及时与实验老师和指导教师沟通。在查找错误的过程，大家对知识的掌握明显提高，对培养严谨认真的科学实验态度和师生间的良好沟通均有很大的帮助。作为电气工程系的学生，在我们日后的学习与工作中，必定少不了设计性实验，若要在这些实验中取得成功，必须要具备扎实的理论基础和严谨认真的实验态度，所以纠错改错过程是一个催人进步的重要过程，在此过程中，我们可以说是受益匪浅。在本次设

计实验过程中自己也暴露出不少缺点，其中包括电子电路基本知识不扎实、焊接技术不太熟练、对电子设计类软件和集成电子产品不了解等。针对自身的不足，查漏补缺。在以后的学习中要多查阅电子学习资料，以丰富自己的理论知识，夯实理论基础。作为当代大学生，仅仅掌握理论知识是远远不够的，还需要大量的实践，加强素质，成为一名合格的大学生。

七、参考文献

[1]封志宏，杜丽霞，崔用明.模拟电子技术. 兰州: 兰州大学出版社，2008.

[2]李积英，赵贺，侯越.数字电子技术. 北京：中国电力出版社，2011.

[3]胡斌.图标细说电子元器件.电子工业出版社，2004

[4]高继森.电路与信号系统分析.[M].兰州：兰州大学出版社，2003.