课程设计任务书学生姓名：XXX 专业班级：电信1102班指导教师：王绪国工作单位：信息工程学院题目: 多路(或双路)双工对讲机设计与实现初始条件：可选元件：扬声器，集成运放，集成功放（器件选择应满足技术指标）。

电容、电阻、电位器若干；或自选元器件。

直流电源+9V，或自选电源。

可用仪器：示波器，万用表，毫伏表等。

要求完成的主要任务:（1）设计任务根据技术指标和已知条件，完成对多路对讲机的设计、装配与调试，，鼓励自制稳压电源。

（2）设计要求①多路对讲机的电路框图如图，A1、B1和C1地址是控制讲话多路开关选通某一路扬声器作为送话用，A2、B2和C2地址是控制听话多路开关选通某一路扬声器作为听话用。

讲话扬声器通过讲话多路开关把信号送入放大系统，然后经过听话多路开关送入用作听话的扬声器，如果讲话扬声器和听话扬声器的功能互换时，对应的地址也应互换。

在系统中讲话工作时，在各路扬声器附近都有发光二极管显示，说明系统有人使用，其他人暂时不能使用。

当系统无人使用时，发光二极管灭，这时，其他用户才可以使用系统对话。

系统中还设置禁止使用端，在不使用对讲系统时，该禁止端使讲话多路开关和听话多路开关停止工作。

该系统扩展后可实现——医院病房病员呼唤机。

采用集成运放和集成功放及阻容元件等构成对讲机电路，实现双方异地有线通话对讲；用扬声器兼作话筒和喇叭，双向对讲，互不影响；工作可靠，效果良好。

电源电压：＋9V，功率：≤0.5W。

②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。

③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。

④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。

⑤选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。

时间安排：1、前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。

2、后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录一、课程设计概述 01.设计的目的及意义 02.仿真软件proteus： 0二、设计内容及过程 (2)1.设计条件及要求 (2)2.整体电路设计及仿真电路 (3)3.电路中主要元器件介绍 (4)3.1运算放大器UA741 (4)3.2 音频集成功放 (4)4.各单元电路分析 (5)4.1电桥电路 (5)4.2前置放大电路 (6)4.3功率放大电路 (7)三、仿真过程及记录 (8)1.仿真数据记录 (8)2.仿真结果分析 (13)四．实际电路安装与调试 (15)1.元件列表 (15)2.调试环节 (15)五．心得体会 (16)参考文献 (17)一、课程设计概述1.设计的目的及意义（1）培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。

（2）锻炼学生自学软件的能力及分析问题、解决问题的能力。

（3）通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。

（4）巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。

（5）为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础基本要求。

2.仿真软件proteus：在本次模电课程设计中，需要在装配实物图前进行仿真，仿真所用的软件是proteus。

Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。

是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。

在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。

1.proteus具有设计智能原理图的功能：丰富的器件库：超过27000种元器件，可方便地创建新元件；智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间；支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。

2.proteus还具有完善的电路仿真功能ProSPICE混合仿真：基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真；超过27000个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件；多样的激励源：包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频（使用wav文件）、指数信号、单频FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入；丰富的虚拟仪器：13种虚拟仪器，面板操作逼真，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等；生动的仿真显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，结合动态器件（如电机、显示器件、按钮）的使用可以使仿真更加直观、生动；高级图形仿真功能（ASF）：基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分析；二、设计内容及过程1.设计条件及要求（1）设计任务：根据技术指标和已知条件，完成多路对讲机的设计，装配与调试。

（2）设计要求：采用集成运放和集成功放及阻容元件等构成对讲机电路，实现双方异地有线通话对讲；用扬声器兼做喇叭和话筒，双向对讲，互不影响，工作可靠，效果良好。

电源电压：+9V，功率≤0.5W。

根据选择的电路方案，完成对确定方案电路的设计，计算电路元件参数与原件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。

（3）可选原件：扬声器，集成运放，集成功放（期间选择应满足技术指标）。

电容、电阻、电位若干；或自选元器件。

直流电源+9V，或其他可选电源。

（4）可用仪器：示波器、万用表、毫伏表等。

2.整体电路设计及仿真电路图2.2.1 双工对讲机原始电路图R11kR2 10kR3 10kR48R5100kR6100kR71MR88V1VSINEVA=25mVFREQ=1KHzD11N4007D21N4007R91M3267415U1UA74153264718U2LM386C30.05uF+9V+12V-9V+9VC14.7uFC410uFC2250uF4%RV210kD3LED-YELLOW+88.8AC Volts+88.8AC Volts+88.8AC VoltsLS1SPEAKERABCD图2.2.2 替换原件后的对讲机仿真电路的一方3.电路中主要元器件介绍3.1运算放大器UA741uA741M，uA741I，uA741C（单运放）是高增益运算放大器，用于军事，工业和商业应用。

这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。

这些类型还具有广泛的共同模式，差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。

2.3.1UA741引脚图UA741各引脚和工作说明：1和5脚为偏置（调零端），2为正向输入端，3为反向输入端，4接地，6为输出，7接电源。

3.2 音频集成功放LM386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脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至 200。

输入端以地位参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在6V电源电压下,它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。

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的引脚图：53264718U3LM386图2.3.2 LM386的引脚图LM386的外形和引脚的排列如右图所示。

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。

4.各单元电路分析4.1电桥电路R11kR210kR310kR48V1VSINE VA=25mV FREQ=1KHz+9V图2.4.1电桥电路（左图为proteus 仿真图，右图为原理图）分析电桥原理图：如图2.4.1的电桥电路所示，扬声器（R 2）与电阻R 1（8Ω），R 3（10kΩ）,R 4(10kΩ)组成电桥电路。

由于电桥电阻远小于差动放大器的输入电阻，故差动放大器对电桥的负载效应可以不考虑。

电桥的输出电压V 2－V 1＝)21(421233δδ+=⎪⎭⎫⎝⎛-∆++∆V R R R R V ,式中δ＝ΔR/R，R 是扬声器部讲话时的等效电阻（8Ω），ΔR 是对准扬声器讲话时的电阻变化量。

当ΔR 很小，即δ很小时，V 2－V 1＝V 3δ/4可见差动放大器的输出信号与扬声器电阻相对变化率成正比。

当自方对准扬声器讲话时，ΔR≠0，电桥失去平衡，V 2－V 1≠0，该信号经过前置放大电路电压放大，再经音频功率放大，传输到对方扬声器去，即对方就可听见自方的讲话声音。

因此此时，对方没有对准扬声器讲话，故对方ΔR＝0，电桥输出信号为零，或者说对方的差动放大器输出信号为零，所以不会干扰自方讲话。

反之亦然，这就实现了双工对讲互不影响的作用。

图中扬声器兼作话筒和喇叭。

R15上方的1K 电阻以及+9V 电源是用来给扬声器提供偏置电压的。

4.2前置放大电路R5100kR6100kR71M D11N4007D21N4007R91M3267415U1UA741-9V+9V40%RV210k+88.8AC Volts图2.4.2前置放大电路（左图为proteus 仿真图，右图为原理图）前置放大电路原理分析：F007即UA741通用型集成运放，它是一种具有高开环增益，高输入电压范围，有内部频率补偿，高共模抑制比，有短路保护，不会出现阻塞且便于失调电压调零等特点的高性能集成运放。

UA741的7号引脚和4号引脚为偏置端，接入正负9V 的电源。

1号和5号引脚为调零端。

UA741的两个输入端 各接由100K 的电阻R5、R6，一方面是配合反馈电阻1M 来决定输出的电压的表达式，事实上，由于它们满足一定比例关系，增益放大的倍数是不变的。

另一方面，为了保证运算放大器的两个差动输入端处于平衡工作状态，避免输入偏流产生附加的差动输入电压。