雙音振蕩信號、差分輸入信號以及外音輸入信號多功能擴(kuò)音裝置設(shè)計

1、摘 要一鍵控制式的多功能擴(kuò)音裝置能夠?qū)Χ嗦沸盘栠M(jìn)行選擇性輸出并且對選擇信號進(jìn)行適當(dāng)放大。本課程設(shè)計中涉及到三路信號的選擇：雙音振蕩信號、差分輸入信號以及外音輸入信號。采用差分電路實(shí)現(xiàn)對差分信號的放大并消除環(huán)境噪聲，應(yīng)用與非門自激振蕩產(chǎn)生雙音振蕩器產(chǎn)生雙音信號，直接接入音頻設(shè)備耳機(jī)導(dǎo)入外音信號。本裝置采用cd4017計數(shù)器通過控制電磁繼電器實(shí)現(xiàn)一鍵式控制。最后采用ocl功率放大器實(shí)現(xiàn)對所選信號進(jìn)行功率放大。本裝置可實(shí)現(xiàn)對高音6db,低音6db的衰減。實(shí)現(xiàn)7hz,和8.6khz雙音振蕩輸入，實(shí)現(xiàn)輸出功率為6w。關(guān)鍵詞： 差分輸入；音調(diào)控制；雙音振蕩；一鍵控制；功率放大；目 錄第1章 緒論1.1 發(fā)

2、展現(xiàn)狀1.2 設(shè)計任務(wù)與技術(shù)指標(biāo)要求第2章 方案設(shè)計框圖與比較 2.1 課題的方案設(shè)計2.2 方案與比較2.3 方案設(shè)計結(jié)論第3章 單元電路設(shè)計、元器件選擇與計算3.1放大電路 3.2. 雙音振蕩器 3.3音調(diào)控制器 3.4 ocl功放 3.5一鍵控制與音量控電路 3.6外音與供電 3.7理論數(shù)據(jù)3.8電路仿真與結(jié)果第4章 整機(jī)電路的工作原理4.1整機(jī)電路圖4.2整機(jī)電路的工作原理分析第5章 電路的調(diào)試與數(shù)據(jù)分析5.1.調(diào)試儀器與使用5.2.電路的調(diào)試步驟5.3數(shù)據(jù)的誤差分析方法第6章 電路繪圖與打印操作 6.1電路原理圖的繪制與打印操作 6.2單面印刷電路板的繪制與打印操作6.3仿真與波形圖

3、繪制與打印操作結(jié)論與體會1.課題的指標(biāo)完成情況2.總結(jié)與收獲參考文獻(xiàn)附錄1. 元器件列表2. 整機(jī)電路原理圖3. 印刷電路板圖第一章 緒論1.1 研究方向，功能與特點(diǎn)，發(fā)展現(xiàn)狀；采用了哪些新技術(shù)；本次課程設(shè)計主要涉及到集成運(yùn)算放大器，集成芯片如cc4017芯片集成化較高的元件的應(yīng)用，以及一些簡單與非門芯片、晶體管、電阻、電容等一些分立元器件的搭接和應(yīng)用。集成運(yùn)算放大器可以對電壓進(jìn)行1100的線性放大，所以其可以用在對信號電壓的簡單放大或者用在功率放大器中。由于其集成化，使得電路的設(shè)計便利，性能方面也較分立元件好。晶體管、電阻、電容已經(jīng)經(jīng)過了較長時間的發(fā)展，種類繁多，如果合理選用，設(shè)計這些基本的

4、元器件是電子設(shè)計的關(guān)鍵。而且通常情況下，其可用來彌補(bǔ)集成電路性能上的不足，使得電路性能更優(yōu)越，也更具創(chuàng)新。數(shù)字芯片的使用在電子上得到了廣泛應(yīng)用，由于其集成化高，可實(shí)現(xiàn)多功能，給設(shè)計帶來很大的方便。本電路設(shè)計中運(yùn)用集成運(yùn)算放大器對電壓進(jìn)行放大，采用電阻、電容構(gòu)造電路實(shí)現(xiàn)音調(diào)控制，采用集成運(yùn)放與三極管級聯(lián)的形式實(shí)現(xiàn)功率放大，運(yùn)用計數(shù)器實(shí)現(xiàn)對多路信號的選擇。1.2.設(shè)計任務(wù)與技術(shù)指標(biāo)要求；設(shè)計任務(wù)：一鍵控制式的多功能擴(kuò)音裝置1、 聲電轉(zhuǎn)換器件指定用駐極體話筒；2、放大用集成電路，寫出電路選擇、元件器件參數(shù)值計算；av=60。討論靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)值；計算最大輸出值與輸入值；3、差分運(yùn)算與音調(diào)控制器要求用集

5、成電路（tl082）芯片設(shè)計；4、消除環(huán)境噪聲電路的工作原理：音調(diào)控制，計算出高、低音的提升、衰減量為6db。5、 設(shè)計要求：用protel 99se或protel dxp畫出設(shè)計方框圖、整機(jī)電路的電路原理圖、然后畫出pcb單面板圖和生成元器件列表；仿真圖只要求放大、差分運(yùn)算與振蕩器的電路波形。6、雙音振蕩器電路要求選用與非門芯片，要查找具體型號；振蕩器一：7hz振蕩器二：8.6khz7、 設(shè)計集成ocl功率放大器電路。計算出pmax=6w。負(fù)載電阻（揚(yáng)聲器）可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值4、8、16、32，進(jìn)行串、并聯(lián)組合使用。8、 能量提供必須用電池6伏單電源供電，不允許使用升壓或單電源變雙電源供電電路；

6、第二章 方案設(shè)計框圖與比較2.1方案設(shè)計圖ocl功放聲電轉(zhuǎn)換差分運(yùn)算音 調(diào)控制器電聲轉(zhuǎn)換負(fù)載6v電池組供電abcd聲電轉(zhuǎn)換雙音振蕩器一鍵控制與音控同相放大同相放大外音輸入方案一btl功放聲電轉(zhuǎn)換儀器放大器音 調(diào)控制器電聲轉(zhuǎn)換負(fù)載6v電池組供電abcd聲電轉(zhuǎn)換雙音振蕩器移位寄存器外音輸入方案二2.2簡介方案中的優(yōu)點(diǎn)與不足；方案一: 此方案為本次課程設(shè)計所采用的方框圖。此方案的優(yōu)點(diǎn)為對于音頻信號的放大可以放大兩次，最大放大100*100倍。另一個優(yōu)點(diǎn)是采用計數(shù)器實(shí)現(xiàn)一鍵控制時重新計數(shù)的反饋設(shè)置較容易，同時采用ocl功放實(shí)現(xiàn)比較簡單、易行。缺點(diǎn)：先同相放大再差分放大的抗噪效果不是很好，雖然ocl功放

7、容易搭接，但是實(shí)現(xiàn)大功率放大，對電路的對稱性，晶體管的放大倍數(shù)要求過于苛刻，不容易滿足。方案二：此方案是本人自己想出來的一套針對設(shè)計要求的設(shè)計方案框圖。這套方案的優(yōu)點(diǎn)是：選用儀器放大器對差分信號進(jìn)行放大，既可以達(dá)到放大電壓的效果，同時儀器放大器的抗噪效果很好，另外一個方面，實(shí)現(xiàn)一鍵式控制最容易想到4位移位寄存器，選用它不會浪費(fèi)過多的引腳。最后我選用的btl功率放大器，它的一個好處是功率可以放大為ocl的4倍，實(shí)現(xiàn)大功率放大比ocl要容易。缺點(diǎn)：儀器放大器的放大倍數(shù)有限，不能放大到100*100那么大，讓移位寄存器的反復(fù)實(shí)現(xiàn)一鍵式控制的電路比較麻煩，還有就是btl的電路比ocl要復(fù)雜的多，可操作

8、性受到限制。2.3具體落實(shí)選定方案各能完成什么技術(shù)指標(biāo)與指標(biāo)。1、對信號進(jìn)行60倍的電壓放大，并輸入到差分運(yùn)算放大器中。2、差分電路實(shí)現(xiàn)消除環(huán)境噪聲，并對差分信號進(jìn)行進(jìn)一步的放大。3、音調(diào)控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對高、低音的提升和衰減各6db。4、雙音振蕩電路采用與非門可實(shí)現(xiàn)一個振蕩頻率為7hz，一個頻率為8.6khz的雙音振蕩。5、一鍵控制器實(shí)現(xiàn)對多路信號的選擇。6、ocl功率放大器可以實(shí)現(xiàn)輸出額定功率為6w的信號。第三章 單元電路設(shè)計、元器件選擇與計算根據(jù)任務(wù)書的技術(shù)要求與指標(biāo)，結(jié)合課題的方案，設(shè)計具體選定方案中選定每一部分單元電路，論述單元電路選擇的依據(jù)，優(yōu)點(diǎn)與不足；元器件作用等，繪制單元電路原理

9、圖；計算如何選擇元器件參數(shù)值的情況？并用設(shè)計與計算的方法闡述理論公式推導(dǎo)，說明技術(shù)指標(biāo)的落實(shí)部署情況？3.1放大電路 聲電轉(zhuǎn)換器電路（駐極體式話筒）的輸出必須通過電容耦合輸出給放大器進(jìn)行信號處理才能得到理想的音頻信號。這里的放大電路選用集成運(yùn)算放大器的同向比例運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)。集成運(yùn)算放大器在進(jìn)行放大交流信號時，輸入，輸出一定要用耦合電容來隔離直流信號。由于電源電壓規(guī)定為6v，那么必須設(shè)置合理的靜態(tài)工作點(diǎn)才能使放大電路正常工作。靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)定過程為：將電源電壓的正極與地線之間用2個電阻器串聯(lián)分壓后，講串聯(lián)節(jié)點(diǎn)的電壓值接到一個輸入端上，以確保運(yùn)放的所有輸入、輸出端的靜態(tài)電壓值等于電源電壓的一半，其

10、實(shí)這個過程是在確保集成運(yùn)放中的三極管電路的工作點(diǎn)。這樣才能使運(yùn)放電路可以放大交流信號。 這里設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的分壓電阻都取為10k，若要使得信號得以正常放大還需要引入負(fù)反饋，即圖中的r，根據(jù)同向放大的放大倍數(shù)公式，圖中的電壓增益為a=1+r/r。這里的集成運(yùn)放采用tl082芯片，根據(jù)設(shè)計要求要達(dá)到60倍的放大，則r=1k，r=59k。最大輸出為電源電壓為6v, 由放大倍數(shù)為60倍可得出最大輸入的峰值為0.05v，峰-峰值為0.1v。 r22c12r1rfc1為了去除噪聲，還要采用差分電路。差動放大電路是對兩路信號的差值進(jìn)行放大，所以受到周圍環(huán)境影響的電信號就相互抵消，而不會再輸出中出現(xiàn)。根據(jù)設(shè)計

11、要求集成運(yùn)放部分仍采用tl082。在差分放大的過程中仍需考慮靜態(tài)工作點(diǎn)的問題，處理方法與同向放大一樣。差分運(yùn)算的電壓增益公式a=(1+r / r)(u - u )這里由于沒有特殊要求，所以取r =100k，r =10k，實(shí)現(xiàn)對差分放大11倍。r23c13 同向放大電路圖 雙音振蕩器電路圖3.2. 雙音振蕩器 根據(jù)設(shè)計要求，要選用與非門構(gòu)成雙音振蕩電路。然而并不是所有的與非門都可以采用，必須選取施密特與非門。圖中就是采用74ls132的3個與非門組成雙音振蕩電路。所謂雙音振蕩，無非是選用一個與非門的振蕩頻率去控制另一個與非門的振蕩。電路的工作原理如下：2腳始終接高電平，當(dāng)1腳上的高電平時，其3腳

12、輸出為低電平，于是就把12、13腳對應(yīng)的與非門置于高電平，無論4、5腳對應(yīng)的與非門的振蕩如何。直到1腳上的振蕩出于低電平，這時12腳被打開，11腳的輸出就隨著13腳的電平變化，即13腳的輸出反應(yīng)5腳的振蕩。由于1腳上的振蕩頻率與5腳上的rc振蕩頻率不一樣，就產(chǎn)生了雙音振蕩。由設(shè)計要求可知，1腳的振蕩頻率為7hz, 而5腳處的振蕩頻率為8.6khz。雙音振蕩器的上門限電壓值為1.52v，下門限電壓值為0.61.1v，這里取上門限電壓為1.8v，下門限電壓為0.8v。由振蕩頻率的公式f=1/t可知，振蕩器的振蕩周期為t=t+ t，其中t=rcln（6- v）/(6- v)；t=rcln（0- v）

13、/（0- v）；將數(shù)值帶入公式得出1腳的rc為0.14，這里取電容c 為1uf,電阻r 取140k，5腳的rc為1.2*10，則c取0.1uf,r取1.2 k.3.3音調(diào)控制器 音調(diào)控制器主要是控制、調(diào)節(jié)音響放大器的幅頻特性。音調(diào)控制器只對低音頻與高音頻的增益進(jìn)行提升與衰減，中音頻的增益保持0db保持不變。因此，音調(diào)控制器的電路課由低通濾波器與高通濾波器構(gòu)成。有集成運(yùn)放構(gòu)成的低音提升、衰減與高音的提升與衰減，將這幾種控制電路綜合一起組成如下圖所示的反饋型音調(diào)控制電路。這種電路調(diào)節(jié)方便，元器件較少，比較實(shí)用。i r13 rp2 r14i r13 rp2 r14音調(diào)控制器圖 高頻等效電路圖c8c7

14、0r16 圖（a） 圖（b）其工作原理分析如下：首先注意集成運(yùn)放靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置，設(shè)置方法與放大電路相同。設(shè)f(1khz)表示中音頻率，要求增益為0db；f表示低音頻轉(zhuǎn)折頻率，f=10 f表示低音頻區(qū)的中音轉(zhuǎn)折頻率；f表示高音頻區(qū)的中音頻轉(zhuǎn)折頻率，f= f表示高音頻轉(zhuǎn)折頻率。設(shè)電容c=cc，在中、低音頻區(qū)，c可視為開路，在中、高音頻區(qū)，c、c可是為短路。 當(dāng)f f時，音調(diào)控制器的低頻等效電路如圖。圖（a）為rp的滑臂在最左邊，對應(yīng)于低頻提升最大的情況；圖（b）為rp滑臂在最右端，對應(yīng)于低頻衰減最大的情況。由圖（a）電路為一階有源低通濾波器，增益表達(dá)式為a（j）=v/ v=-(rp+r) (1+

15、 j/)/r(1+ j/) 式中=1/rpc，=（rp+r）/（rprc）;當(dāng)f f時，音調(diào)控制器的高頻等效電路如下圖，此時可將c、c視為短路，r與r、r組成星型連接，將其轉(zhuǎn)化成三角形連接后的電路，電阻的關(guān)系為r=r+r+rr/r；r=r+r+rr/r；r=r+r+rr/r；若取r=r=r則上式為r=r=r=3r=3r=3r；圖（c）為rp的滑臂在最左端時，對應(yīng)于高頻提升最大的情況；圖（d）為rp的滑臂在最右端時，對應(yīng)于高頻衰減最大的情況。圖（a）電路為一階有源高通濾波器，增益表達(dá)式為 a（j）=v/ v=-r (1+ j/)/r (1+ j/) 式中=1/（r+r）c，=1/（rc）; 圖（

16、c） 圖（d）與分析低頻等效電路的方法相同，可得到以下數(shù)據(jù)：當(dāng)f f時,c視為短路，此時電壓增益為a=（r+r）/r;同理可以得出圖（d）電路的相應(yīng)表達(dá)式，其增益相對于中頻增益為衰減量，只是其中a的表達(dá)式中的r與r的位置互換了下，但是由于兩者的數(shù)值相等，不會影響其數(shù)值。實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該先根據(jù)低頻區(qū)f處和f的提升量和衰減量x，求出轉(zhuǎn)折頻率f 和f，計算公式為f= f*2；f= f*2；根據(jù)設(shè)計要求，衰減量為x=6db,設(shè)f=100hz， f=10khz，根據(jù)上述公式可求得轉(zhuǎn)折頻率f 和f；f=200hz，f= f/10=20hz；f=5 khz, f=50 khz.由a= a=-r/(r+rp)

17、20db.其中r、r、rp，不能取得太大，否則運(yùn)放漂移電流的影響不可忽略；但也不能太小，否則流過它們的電流將超出運(yùn)放的輸出能力。這里取rp=500k，r=r=50 k，則a= r/(r+rp)=11（20.8 db），由=1/rpc公式可得c=0.02uf,取標(biāo)稱值0.01 uf，即c=c=0.01 uf。由r=r=r得r=r=r=50 k，則r=3r=150 k。由a= a=（r+r）/r;得r=r/10=15 k，可取標(biāo)稱值13 k，再由=1/（rc）可得c=245 uf，取rp=rp=500 k，級間耦合與隔直電容c=10 uf。 3.4 ocl功放 ocl功放是本次任務(wù)的難點(diǎn)，如何在單

18、電源且電壓值很小的電池組的控制下使功率達(dá)到6w，是值得研究的。ocl功放是指無輸出電容的功放，其基本的電路原理很簡單，npn,pnp管組成的互補(bǔ)式ocl是最簡單的電路模型。由于兩管到點(diǎn)類型不同，在輸入信號的正半周時，npn管導(dǎo)通，同時pnp管截止，負(fù)載獲得正半周的信號；在輸入信號的負(fù)半周時，pnp管導(dǎo)通，同時npn管截止，負(fù)載獲得負(fù)半周信號。這邊完成了信號的分別放大和波形的合成。但是問題一：由于ocl電路不用輸出電容，所以要用雙電源供電，但是題目中要求用單電源供電，這時如何解決本來由負(fù)電源提供的負(fù)半周期的電流是要解決的首要的問題。 問題二：由于放大的功率很大，但是電源的電壓很小，這時如何才能得

19、到大的電流使得輸出功率增大是另一個要解決的問題。問題三：由于晶體管本身的發(fā)熱問題和環(huán)境溫度的變化，導(dǎo)致集電極電流值被容易地的改變了，這樣不僅不能達(dá)到設(shè)計的目標(biāo)，而且經(jīng)常損壞晶體管，發(fā)生熱擊穿。如何將集電極電流保持一定值，并采取一些措施進(jìn)行散熱是另一個棘手問題。首先針對第一個問題，我們采用的方法是將本來接地的揚(yáng)聲器的引腳接到提供靜態(tài)工作的集成運(yùn)放的同相輸入端。這樣負(fù)半周的信號就可以成功的放大，波形就可以成功的合成。在解決第二個問題的過程中，主要想了兩個方案：1、 采用4個三極管，上層兩個npn,下層一個pnp一個npn組成復(fù)合管，其中前一級屬于中功率管，后一級采用大功率管。采用復(fù)合管的好處是：第

20、一，可以是管子配對容易，只要后一級的兩個三極管的對稱性好即可；第二，可增加輸出功率；第三，復(fù)合管的值高，可減小推動電流。同時為改善電路性能，引入電阻和電容構(gòu)成級間負(fù)反饋，對于直流而言能夠穩(wěn)定靜電工作點(diǎn)； 交流而言，它是一個電壓串聯(lián)負(fù)反饋，用以改善低頻響應(yīng)。2、 采用4個三極管，上層兩個npn，下層兩個pnp組成復(fù)合管，采用pnp大功率硅管與npn大功率硅管組成全互補(bǔ)對稱型ocl，由于對稱性好，可以減小大環(huán)路負(fù)反饋，降低瞬態(tài)互調(diào)失真，可以大大改善1方案中的靜態(tài)、動態(tài)特性指標(biāo)。考慮到雖然方案2中，在改善電路方面很好，但是這種電路要求npn、pnp大功率硅管特性完全對稱，大功率的對稱三極管非常難找而

21、且此方案中兩級都需要大功率三極管，可操作性不是很好。再看到方案1中第一級只需要中功率的三極管即可而且只需要第一級放大三極管對稱即可。綜合各方面考慮，選用方案1.最后一個問題是該模塊的創(chuàng)新之處:由要達(dá)到的額定功率6w可推得負(fù)載輸出的額定電流為2.8a左右，算得的最大電流是4a，這樣就需要選用額定電流大的晶體管。如果只是選用額定電流大的晶體管，晶體管的值都比較小，所以就必須加大驅(qū)動電流，這樣就增加了晶體管的發(fā)熱程度,可能發(fā)生熱擊穿，損壞三極管。而且，集電極電流增大會引起集電極損耗增大，所以這種增加是有限的。針對上述情況，可以考慮將晶體管并聯(lián)連接使電流分散。這樣做的目的是使得集電極損耗不是由一個晶體

22、管來承擔(dān)，而是將多個晶體管并聯(lián)連接，以便發(fā)熱分散。在本電路中，采用二等分即可達(dá)到要求。這樣操作之后，每一個晶體管的輸出電流為必要輸出電流的一半，使得每一個晶體管的發(fā)熱量也大幅度減少，電路變得穩(wěn)定。這里后一級放大電路的三極管基極的電阻是很有用處的，它是使并聯(lián)連接的晶體管上所流過的電流得到平衡用的基極限制電阻。如果沒有這個電阻，這種并聯(lián)連接很容易出現(xiàn)電流集中的問題。出了上述的創(chuàng)新之處外，還有一點(diǎn)是關(guān)于放大三極管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置情況。這里選用的是三極管作為提供后級的直流偏置。原因?yàn)樵谪?fù)載電流小的情況下，選用二極管是很常用的方法，但是在大電流的工作條件下，選用二極管作為開關(guān)，容易造成空載電流的流動，最

23、終導(dǎo)致晶體管的熱擊穿。為了解決這個問題，我采用三極管提供偏置電路。隨著溫度的變化，偏置電壓發(fā)生變化，以達(dá)到根本解決空載電流隨溫度變化的的問題。功率放大器輸出的最大電壓為電源電壓6v，有效電壓為2.1v，由輸出額定功率6w可得，輸出的額定電流為i=6/2.1=2.8a，最大輸出電流為i=2.8*2*=8a；此大電流分成兩部分即4a為并聯(lián)三極管的輸出電流，并聯(lián)三極管選用3dd6，其值在電流為4a時為60，則由此可以求出其基極電流為i=4/60=66ma;進(jìn)一步向前可以推出第一級輸出最大電流為i=2*66=132 ma；第一級放大選用中功率放大三極管3da01和其對稱三極管3ca01，其值介于554

24、00之間，假設(shè)我們?nèi)∽钚〉姆糯蟊稊?shù)，那么求出的第一級三極管的基極電流為i=132/55=2.4ma25ma集成運(yùn)算放大器最大輸出電流值，所以電路是可行的。其他元器件的選擇，功放里的集成運(yùn)算放大器起著放大電壓的作用，這里選用放大11倍的電壓，滑變電阻器的阻值可以用該調(diào)節(jié)電壓放大倍數(shù)。這里設(shè)為最小，則r=1k，r=10k，rp=47k；基極限制電阻選為47， r=r=125 r= r=1k。有功率的計算公式可求出負(fù)載電阻為0.75，可有4和8并聯(lián)獲得。功率放大器圖3.5一鍵控制式與音控開電路 一鍵控制功能的實(shí)現(xiàn)是采用cc4017芯片實(shí)現(xiàn)的，此芯片常用于十進(jìn)制計數(shù)、分頻。在本課設(shè)中主要是用于計3個數(shù)

25、后返回重新計數(shù)。當(dāng)?shù)谝淮伟聪掳存I時，計數(shù)器計0，q0輸出為低電平，被選中的通路的開關(guān)始終處在上層閉合，所以能夠直接接到功率放大器中進(jìn)行功率放大。而沒被選中的通路始終處在高電平，其流出的電流經(jīng)電阻分壓后到三極管的基極電流很小，正好處于放大區(qū)內(nèi)，三極管對此電流進(jìn)行放大，然后傳送給繼電器，隨著電流的增大繼電器將電磁開關(guān)拉到下面閉合，此時該路與功放的通路被斷掉，無法實(shí)現(xiàn)放大。每按一次就選擇一條通路，當(dāng)選到最后一路時，一方面讓其完成相應(yīng)的放大功能，另一方面將進(jìn)位位置成1，當(dāng)下次再次按下開關(guān)時，重新從零開始計數(shù)，完成一鍵式控制過程。在實(shí)際操作過程中，考慮到手動輸入脈沖，要設(shè)計消除顫音的裝置，這里選用兩個4

26、011與非門實(shí)現(xiàn)這個功能。3.6外音與供電外音采用耳機(jī)輸入方式，供電方式為6v電池組直流供電。3.7理論數(shù)據(jù)若輸入為3v則根據(jù)同向放大倍數(shù)輸出為0.18v，差分放大后的幅度為1.8v。雙音振蕩器的低頻率為7hz,高頻率為8.6khz.3.8電路仿真與結(jié)果同向放大電路仿真原理圖 差分運(yùn)算電路仿真原理圖 同向放大仿真波形圖 差分放大波形圖雙音振蕩器仿真原理圖 雙音振蕩器仿真波形圖第四章 整機(jī)電路的工作原理4.1整機(jī)電路圖4.2整機(jī)電路的工作原理分析整機(jī)電路的工作原理，輸入端，輸出端，信號的傳輸過程，實(shí)現(xiàn)的功能等。第一路信號由與非門雙音振蕩器產(chǎn)生，上、下兩個與非門分別產(chǎn)生兩個振蕩頻率，由其中的低頻率

27、去控制高頻率在第三個與非門的輸出，從而實(shí)現(xiàn)雙音控制。第二路信號由兩個駐極體話筒分別將相應(yīng)的聲信號轉(zhuǎn)化成電信號，并將電信號分別經(jīng)同向放大電路放大一次電壓后，再經(jīng)差分放大器將兩路信號的差值電壓放大，同時起到抑制噪聲的作用。放大后的差分信號經(jīng)過音調(diào)控制器，通過改變滑動變阻器來改變集成運(yùn)放的輸入阻抗、反饋?zhàn)杩?，從而完成對低、高音的提升與衰減電路的改變，最后對低、高音分別進(jìn)行提升與衰減，形成第二路信號。第三路信號是由mp3等外音設(shè)備的耳機(jī)傳送的信號。將這三路信號分別接入cc4017計數(shù)器的輸出端，通過按鍵控制輸入脈沖，通過按鍵觸發(fā)進(jìn)行計數(shù)，再通過計數(shù)的數(shù)值對三路信號進(jìn)行選擇。將選擇后的信號通過ocl功率

28、放大器后，送入揚(yáng)聲器輸出。第五章 電路的調(diào)試與數(shù)據(jù)分析5.1.調(diào)試儀器與使用 （1）根據(jù)電路工作的供電類型，如本課設(shè)中直流供電類型和電壓、電流數(shù)值要求，選擇穩(wěn)壓電源的類型和型號。根據(jù)被測量電路工作的頻率和幅度范圍要求，選擇示波器的型號根據(jù)電路測量的要求，檢測電路的工作點(diǎn)、電阻器阻值、電容器的容量值、三極管的放大倍數(shù)等，選擇數(shù)字或指針萬用表。（2）使用萬用表時，注意選擇正確的測量單位。兩個表筆要對接一次，檢查表筆好壞。在使用穩(wěn)壓電源時，要先調(diào)節(jié)準(zhǔn)輸出電壓值再連接輸出負(fù)載線。在使用示波器時，要用示波器自帶的信號源檢查一次探頭的好壞。測量時，要先調(diào)節(jié)示波器幅值旋鈕，再調(diào)節(jié)頻率值旋鈕，盡量做到顯示頻出

29、現(xiàn)兩個周期的最大波形。根據(jù)實(shí)際交、直流波形設(shè)置通道類型。5.2.電路的調(diào)試操作步驟 電路調(diào)試主要包括：儀器的選擇、使用根據(jù)具體電路指標(biāo)、選擇測試點(diǎn)、測量方法和調(diào)試數(shù)據(jù)的記錄與分析5.3數(shù)據(jù)的誤差分析方法 數(shù)據(jù)記錄的方法有：表格法、坐標(biāo)法、圖形法、公式法。其中表格法復(fù)雜、不直觀、但準(zhǔn)確度高；坐標(biāo)法直觀；公式法簡潔；圖形法快速、明顯。數(shù)據(jù)分析是理論數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)過程，每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)必須測量3次。找出誤差值。第六章 電路繪圖與打印操作6.1電路原理圖的繪制與打印操作 1）設(shè)置圖紙。根據(jù)實(shí)際電路的復(fù)雜程度來設(shè)置圖紙的大小。、2）放置元件。從元件庫里取出所需的元件放置到工作平面上。用戶可以根據(jù)元件

30、之間的走線等聯(lián)系對元件在工作平面上的位置進(jìn)行調(diào)整、修改，并對元件的編號、封裝進(jìn)行定義和設(shè)定。3）原理圖的布線。利用提供的各種工具、指令進(jìn)行布線，將工作平面上的元件用具有電器意義的導(dǎo)線、符號鏈接起來，構(gòu)造成一個完整的電路原理圖。4）編輯與整理。對原理圖進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整和修改，保證原理圖的正確很美觀。5）原理圖的輸出。對設(shè)計完的原理圖進(jìn)行存盤、輸出打印，以供存檔。6.2單面印刷電路板的繪制與打印操作 1）規(guī)劃電路板。規(guī)定電路板采用的物理尺寸、采用基層電路板、各元件采用的防撞形式及安裝位置。2）設(shè)置參數(shù)。主要是設(shè)置元件的布置參數(shù)、層參數(shù)、布線參數(shù)。3）裝入網(wǎng)絡(luò)表及元件封裝。只有將網(wǎng)絡(luò)表裝入之后，才可

31、能完成對電路板的自動布線。元件的封裝就是元件的外形，對于每個裝入的元件必須有相應(yīng)的外形封裝，才能保證布線的順利進(jìn)行。4)元件的布局。5）自動布線。只要將有關(guān)參數(shù)設(shè)置得當(dāng)，元件的布局合理，自動布線的成功率為100%。7）手工調(diào)整。自動布線結(jié)束，需要手工調(diào)整，是達(dá)到滿意。8）文件保存與輸出。6.3仿真與波形圖繪制與打印操作 1）調(diào)用元件庫。原理圖仿真用的數(shù)據(jù)都在libraryschsim.ddb中，在仿真用的數(shù)據(jù)加載后，后綴名為.ddb的原理圖庫將在browse欄內(nèi)列出。2）選擇仿真用原理圖元件。常用的仿真元件為：激勵源，給所設(shè)計電力局一個合適的激勵源，以便仿真器能夠進(jìn)行仿真。添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號。在需要

32、觀測輸出波形的節(jié)點(diǎn)處定義網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，以便于仿真器的識別。3）仿真原理圖。對原理圖進(jìn)行erc檢查，有錯誤，返回原理圖設(shè)計。接著，需對仿真器設(shè)置，確定分析所采用的參數(shù)。波形分析1） 仿真數(shù)據(jù)瀏覽器中的波形欄內(nèi)可選擇原理圖中節(jié)點(diǎn)的波形。2） 瀏覽器中的view選項(xiàng)可用于選擇波形顯示界面中是單一波形還是所有波形。3） 仿真瀏覽器中可選擇波形的時間增幅，以適應(yīng)變化快的信號。結(jié)論與體會1.課題的指標(biāo)完成情況1）采用同向放大集成電路，實(shí)現(xiàn)av=60，并成功設(shè)置了靜態(tài)工作點(diǎn)；計算最大輸出值6v，最大輸入值為v=0.1v；2）差分運(yùn)算與音調(diào)控制器要求用集成電路（tl082）芯片設(shè)計。實(shí)現(xiàn)了差分運(yùn)算消噪，并對差分信號放大10倍；音調(diào)控制器實(shí)現(xiàn)高、低音的提升和衰減分別衰減6db。3）雙音振蕩器電路選用74ls132與非門芯片，實(shí)現(xiàn)振蕩器一：7hz振蕩器二：8.6khz4）設(shè)計集成ocl功率放大器電路。實(shí)現(xiàn)pmax=6w。這里負(fù)載電阻（揚(yáng)聲器）將標(biāo)準(zhǔn)值4、8并聯(lián)使用。5）通過才用cc4017計數(shù)芯片實(shí)現(xiàn)了對三路信號的一鍵控制。6）能量用電池6伏單電源供電，沒有進(jìn)行任何變換。2.總結(jié)與收獲本次課程設(shè)計是將以前學(xué)過的模擬電路與數(shù)字電路知識進(jìn)行有機(jī)融合的一個過程。在模擬電路部分，學(xué)會了一