用LM324制作耳聋助听器
三晶体管助听器的设计与制作
模电课程设计报告课程题目: 三晶体管助听器的设计与制作班级： XX学院电子信息工程X班姓名：紫黯影学号： XXXXXXXXXXX 指导老师：***日期： XXXX 年 X 月 XX 日三晶体管助听器的设计与制作一、简介助听器实质上是一种低频放大器，可用耳机进行放音，当使用者用上耳机后，可提高使用者的听觉。
本电路由话筒、前置低放、功率放大电路和耳机等部分组成。
驻极体话筒B A1作换能器，它可以将声波信号转换为相应的电信号，并通过耦合电容C 2送至前置低放进行放大，R 1是驻极体话筒B A1的偏置电阻，即给话筒正常工作提供偏置电压。
Q1、R5、R3等元件组成前置低频放大电路，将经C2耦合来的音频信号进行前置放大，放大后的音频信号经R4、C1加到电位器RP1上，电位器RP1用来调节音量用。
Q2、Q3组成功率放大电路，将音频信号进行功率放大，并通过耳机插孔推动耳机工作。
二、工作原理图三、实验器材、元件四、实验效果1.安装与调试过程：①熟悉图纸。
首先要识读原理图和印刷电路板。
了解线路、工作原理、所用器件的种类、规格、数量、电路板的零件分布状况、有无桥线及桥线的位置等，做到熟悉电路和零件装配位置。
②清点元件。
按元件清单表要求或电路板显示的元件种类和数量清点各类原件配置数量，如有缺少需补充。
③检测元件。
按正确的方法检测各类元件，如有不合格元器件，设法调换。
④元器件成型与引脚处理。
在安装前对各元器件引脚进行成形处理，再将各元器件引脚准备焊接处进行刮削去污、去氧化层、然后在各引脚准备焊接处上锡。
⑤根据助听器制作套件的器材查找各元件的功能、引脚图、接线图以及如何区分各元件的正负极。
⑥根据电路板所示的元件位置各元件进行安装和锡焊。
⑦元器件的焊接与整理。
细心处理好每一个焊点，保证焊接质量，焊好后剪掉多余的引线。
⑧连接电源，注意正负极的方向。
⑨接通电源，将耳机插入耳机插口，对话筒讲话，听耳机是否将声音放大，调试RP1，听声音放大或减小，以此检测RP1是否能够正常工作。
项目二 耳聋助听器第二、三级放大电路组装调试--任务单 - 副本.
③从示波器上读出 CH1 通道的输入波形的电压峰峰值 Uipp=
V，输入信号频率 fi=
，
CH2 通道的输出波形的电压峰峰值 Uopp=
V，输出信号频率 fo=
Hz，估算最大不
失真电压放大倍数
换算成分贝值 20lg Au=
；两路波形的相位关系
（反相、同相）；
④记录调试结果：将 CH1、CH2 两路正弦波画下来（标上电压峰峰值、频率值，两路波形上下对齐）
任务 2.5 耳聋助听器的组装与调试（二、三）
成绩评定 项目名称 课堂实训
项目 2 耳聋助听器的设计与制作
任务 2.5 耳聋助听器的组装与调试（二、三）
线上学习 实训视频“耳聋助听器第二、三级放大电路调试”
1） 会从外形识别 9013NPN 三极管的三个电极 e、b、c；
2） 能看懂 PCB 印制电路板；
路 板 加大输入信号幅度，使输出波形失真；2、调节 R14 使输出波形失真上下对称，同时减小输入信号幅
( 一 、 度，当失真上下不对称时，调节电位器使失真上下对称，再慢慢减小输入信号幅度，这样反复调节
二 级 直到输出达最大不失真。）
放 大 ③从示波器上读出 CH1 通道的输入波形的电压峰峰值 Uipp=
电 路 VE=（
），从测得的三点电位，判断该三极管工作在（
）状态。
板 ( 第 （2）放大电路放大波形测试
二 级 ①在断电的情况下，将准备好的函数信号发生器 f=1khz,接入电容 C6 的正极两端，将示波器 CH1 红夹
放 大 接入 Q3 基级的，黑夹接地，再次检查电路是否正确，检查无误后通电调试。
D C1 C1 2 100UF
9V
3、仪器工具准备：
自制助听器苦尽甘来记
自制助听器苦尽甘来记前年以来，多次回家给我的印象是，近80岁的老太太岁数有点大了。
每每闲聊，老太太总是聚精会神地听着，可多次的追问、可笑的应答以及开电视巨大的声响，使我心里觉得有许些凉意：老太太患了老年性耳聋，并有加重的趋势。
这一点已得到证实，她亲自给我说右边的耳朵越来越不如左边的好使了。
作为远在外地的不孝之子，知道老太太耳背已经这么长时间了还无动于衷，天理难容啊！受良心的驱使，今年春节回石家庄后，我开始关注助听器的事情。
在网上查阅了有关资料，原装的助听器虽好看、实用，但内部简单的电路和可观的价位，使我打消了采购的念头，凭着自己多年的无线电爱好和齐全的工具等条件，完全可以自己动手组装一台助听器，随即敲定了“小巧玲珑、携带方便、性价比高、操作简单”的制作原则。
于是乎在网上、书上翻查了大量的电路图，通过对比、分析，认为采用TB 505高增益的助听器专用集成电路方案比较合适。
电路图如下：以下是网上对此电路的解释：TB505的内部电路设有一个低噪声、低漂移、高稳定度、自身补偿的高增益运算放大器。
在运算放大器的输出端接了一只超高β值的三级管，用以改善电路的降压特性，使其工作电压由1.55V降至1V时，电路仍能可靠工作。
在管脚①端可外接负反馈电路，调整运算放大器的增益，以改善助听器的音质。
在管脚②到地之间选择一只电阻，使输出电流调整在1.3mA左右，这时电路增益最好，消耗电流最小，噪声也最低。
该电路增益为72dB，谐振失真为2%，音量控制范围为43dB，允许功耗25mW，噪声低于1.2μV，输入阻抗8kΩ。
采用该集成电路组装耳聋助听器，灵敏度高，外电路元件少，可靠性高。
在图103-2中，BP为驻极体话筒微型拾音器，其负载可用助听器耳塞机或者其它高阻耳机，阻值为100～180Ω，RP为音量调节器，R2为限制信号电阻，C1为耦合电容，R3为电源过载保护电阻，R1为换能器电流调节电阻，C3为滤除高频谐波电容。
按电路选好元件，仔细安装，不需调整，即可收到满意效果。
电子技术基础-制作简易助听器课件
1
10 µA
条件：两个结正偏
ICEO
截止区 IB = 0
特点：IC IB
O2 4
6
截止区： IB 0
8 uCE /V 临界饱和时： uCE = uBE 深度饱和时：
IC = ICEO 0 条件：两个结反偏
UCE(SAT)=
0.3 V (硅管) 0.1 V (锗管)
4.三极管的主要参数
（1）电流放大系数
RB Q
Q
R B iB
VBB uBE
Q 趋近饱和区。
VCC uCE
2.
iB
改变
RC
，其他参数不变
iC
VCC
Q
RC ICQ
Q
RC Q 趋近饱和区。
uBE
UCEQ VCC uCE
放大电路的非线性失真问题
因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超 出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。
U(BR)CBO > U(BR)CEO > U(BR)EBO
5.三极管的检测
注意事项：
指针式万用表
红表笔是(表内)负极，黑表笔是(表内)正极。
在 R 1 k 挡进行测量。
测量时手不要接触引脚。
1k
1k
CE B
CE B
数字万用表
1. 可直接用电阻挡的 的好坏。
挡，分别测量判断两个结
2. 插入三极管挡(hFE)，测量 值或判断管型及管脚。
2. 静态工作点分析
+VCC
RB1
IBQRC + ICQ
RB2
+UBEQ I1 RE
UCEQ
IEQ
方法 1：估算
LM324做的高灵敏度声音探听器
LM324做的高灵敏度声音探听器
浏览667发布时间2008-10-13
LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。
它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。
每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。
两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。
LM324的引脚排列见下图。
下面介绍一例LM324应用电路:高灵敏度探听器(其实和助听器一个道理)
利用本装置，可以听到远处极微弱的声音，它的极强的指向性和极高的灵敏度，能将运动场上运动员和教练员的低声细语尽收耳底，使用起来十分有趣。
工作原理
电路见上图,装在特制筒子里的话筒，将一定方向上的声音接收下来(其他方向的声音被抑制)，送入放大器放大。
放大器由两级组成，第一级由LM324四运放中的一运放构成，有110倍增益的放大量，第二级由另一运放构成，有500倍增益的放大量。
这样高的放大能力，足以将极微弱的声音信号放大，由耳机输出。
利用它就能听到很远处人耳无法直接听到的微弱声音。
注意事项
1、LM324内集成了四个运放，这里只用了A和D，接线方法可参照上图
2、R1=R2，取值范围在10K---100K间
3、供电+6V---9V，可将两个（或三个）电池夹串联起来使用，
4、本机灵敏度极高，试机时不要靠近MIC讲话!。
电子技术应用项目式教程 项目二 简易助听器的制作
UCC 掉的电子与集电区收集的电 子数之和，即： IE=IB+IC
1.发射结必须“正向偏置”，以利于发射区电子的扩散，
扩散电流即发射极电流ie，扩散电子的少数与基区空穴复合，
形成基极电流ib，多数继续向集电结边缘扩散。
2.集电结必须“反向偏置”，以利于收集扩散到集电结边 缘的多数扩散电子，收集到集电区的电子形成集电极电流ic。
双极型三极管并非是两个PN 结的简单组合，而是利用一定的掺杂工艺 制作而成。因此，绝不能用两个二极管来代替，使用时也决不允许把发射 极和集电极接反。
任务一 三极管的识别与测试
三极管实现电流
IE
NP
N
＋ IC
放大作用的外部条件
－
RB
＋－
RC 整个过程中，发射区向基区 发射的电子数等于基区复合
UBB
IB
任务二 共射放大电路特性的测试与分析
3.共射基本放大电路的分析
放大电路静态分析的估算法
由直流通道可求得基极电流IB：
IC
IB=
VCC-UBE RB
IB
由晶体管放大原理可求得IC：
UBE
UCE
IC=βIB 晶体管输出电压UCE：
UCE=VCC－ICRC
估体静管放算态的大法分输电：析入路放的电静大关流态电键I分路B是、析输正输时入确出，信电画直号流出流uIi下放=C以0的大，及C仅电1输和在路出C直2的电相流直压当电流U于C源E开通的作路道分用。析。下过，程求。晶
任务一 三极管的识别与测试
二、三极管的电流分配与放大作用
b
基 极
e
发射 极
c
集电 极
发射区N 基区P
集电区N
三极管芯结构剖面图
项目二简易助听器电路分析
2.1.1 BJT的结构
一、结构、符号和分类 collector
N 基极 B P N 集电区 集电结 基 区 B 射极 E
P N P
E
emitter
C
B E
C
B
NPN 型
PNP 型
E
分类： 按材料分： 硅管、锗管 按结构分： NPN、 PNP 按使用频率分： 低频管、高频管 按功率分： 小功率管 < 500 mW 中功率管 0.5 1 W 大功率管 > 1 W
表2.1.1 3DG100 三极管 值的分挡标志
色点颜色
大小相近 可以混用
红
20 ~30
黄
30 ~ 60
绿
60 ~ 100
蓝
100 ~ 150
白
100 ~ 150
不标色
范围
> 200
2. 极间反向饱和电流
(1) 集电极 – 基极反向饱和电流 ICBO
ICBO
b e c A
VCC
(2) 集电极 - 发射极反向饱和电流 ICEO
IC = IB = 37.5 0.04 mA =1.5 mA UCE = VCC – IC RC = 12 – 1.5 mA 4 k = 6 V
二、用图解法确定静态工作点
iC
A
iB
Rc VCC
B
iC VCC/RC
ICQ
O
直流负载线 斜率 –1/Rc
Q IBQ
UCEQ
uCE VCC
iC f ( uCE ) iB C (AB左)
4 3 2 1
B常数
iC / mA
项目2 绘制助听器电路原理图
PCB板的设计与制作
5.设置元件属性
在原理图图纸中双击想要编辑的元件 ，进入元件属性对话框
PCB板的设计与制作 （1）元件基本属性设置
元件的标号。 在一个项目中 的所有元件都 有自己的标号. 标号的设定是 唯一的
元件在元件库中 的型号。元件名 称和元件外观预 览是绑定的，不 能更改
对元件的说明
元件所在的元 件库。这一项 为固定值，通 常情况下不允 许修改
视觉效果。
Electrical:电气捕捉栅格。选中后，画
图时只要连线进入电气捕捉栅格范围内， 就可自动与元件管脚对齐。
★ 通常捕捉栅格与可视栅格设置参数相同，电气捕捉栅格
的距离大小于捕捉栅格的距离。
PCB板的设计与制作
图纸类型设置
Standard Style:图纸大小设置。默认为
A4图纸，可进行选择。
PCB板的设计与制作
项目2 绘制助听器电路原理图
任务一 Protle2004 文件管理
教学目标
（1）掌握Protel2004的文件结构； （2）掌握Protel2004的“Projects”面板中的文件类别； （3）理解如何复制项目文件； （4）掌握建立项目文件的方法及各种文件的后缀； （5）掌握建立原理图文件、原理图库文件、PCB文件、PCB库文
PCB板的设计与制作
想一想，练一练
你知道如何实现 元件的对起吗？
PCB板的设计与制作
任务五 电路原理图的绘制
（1）掌握画线工具栏的应用；
（2）掌握电源工具栏的应用；
（3）掌握电路绘制的技巧；
PCB板的设计与制作
一、电路绘制工具 在原理图绘制之前，我们前面放置 的元件
PCB板的设计与制作
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用LM324制作耳聋助听器
本例介绍一款采用LM324集成运算放大电路制作的耳聋助听器，它具有放大增益高、易于制作等特点，有关电路如图所示。
电路原理
该耳聋助听器电路由传声器BM、音量电位器RP和两级放大电路组成。
第一级放大电路由四运算放大器IC内部的放大器A1和电阻器R2～R5电容器C1～C3组成。
第二级放大电路由IC内部的放大器A2和电阻器R6、R7、电容器C4、C5组成。
产音信号经传声器BM拾取并转换为电信号后，经C1、R4从IC的2脚加入，经IC内放大器A1放大(放大增益为100倍左右)后从1脚输出，再经C3、RP、C4和R6从IC的13脚输入，经IC的放大器A2进一步放大(放大增益为500倍)后，通过外接耳机还原出声音。
元器件选择
R1～R7选用1／4W碳膜电阻器。
C1选用涤纶电容器或独石电容器；C2～C6均选用耐压值为16V的电解电容器。
IC选用LM324四运放集成电路(A1
和A2为其内部的两个运算放大器)。
RP选用带开关的微型合成膜电位器。
BM选用高灵敏度驻极体传声器。
右图为其线路板图，可供参考。