电子课程设计

电子设计实验报告实验名称：数字式音量自动调节的语音放大电路班级：10 通信组员：陈楠 （10110003306） ，付裕（10110003314）一、 方案论证：（1） 提出方案：整体框图：可以分为音频放大和数字式音量自动调节两大部分。数字音量自动调节部分框图： .用 EPROM 译码可以解决 BCD 码和二进制之间的转换问题，可以使输入与输出相对独立，容易形成任意增量的编码的控制，且输出的电压形式易于拓展。语音输入放大部分：信号源 前置放大 音量调节线路 功放 喇叭按钮振荡器 BCD 码加减计数器只读存储器DA 转换器功率放大器译码显示前置放大器功率放大器二、单元电路设计：一、 数字式自动就调节电路的概述：在之前的的调节电路中，通常用的是采用电位器进行音量调节。这样经常通过电位器进行音量调节时，又容易使电位器磨损而出故障,因而音量的调节就会出现故障。而采用数字式音量调节就可以避免模拟调节易受干扰的缺点，而且操作控制更加方便。本文将介绍一种由数字电路构成的简单的音量调节电路的设计方法。并且这种设计中带有数字显示，能清晰明了的知道音量的大小。本设计中主要应用COMS 管集成芯片进行设计，应用到得主要芯片有 74HC152 它主要是模拟开关电路的芯片，应用于 8 选一数据选择开关，通过选通分压网络来控制音量的大小；CC4029 它是控制电路的主要芯片，是控制电路中的加减计数器。CC4511 它主要是译码器，通过加减计数器的控制来实现数字的显示输出。二、电路总体设计2.1.1 基本功能（1）设计一个数字式的音量自动调节电路;要求有两个外部操作按键,即音量自动增加按键 S1(或用”+”表示)和音量自动减小按键 S2(或用”“表示),并能用二位数码管显示出音量的大小;信息输入振 荡 器 有源带通滤波器（2）接通电源的时，音响设备的音量处于一个适中的位置2.1.2 扩展功能通过按键的处理是音量能自动的增减，能在数码管上显示音量的大小。2.2 设计原理与参考电路1 自动音量调节电路的原理框图自动音量调节电路的原理框图如下图所示,它主要由电阻分压网络、多路模拟开关电路、控制电路和译码显示四部分组成.电路的工作原理是:电阻分压网络完成对音量输入信号 Vi 的多级衰减,由控制电路控制多路模拟开关选择一路衰减信号,作为音量输出信号 Vo 送到音响设备的音频功率放大电路进行放大, 从而实现音量的自动调节，并通过译码器的编译由显示管输出。其中控制电路是整个系统的主要部分.三、数字式音量自动调节电路的设计3.1 电源电路的设计此设计中提供的电源为 5V 的直流电源，因此再设计过程当中我们简易的设计了一个直流输出的稳压电源。此电源是把所需的交流电经整流、滤波后变为直流，为后面的电路提供电源。在图（1）中，交流 220V 经过变压器得到低压交流电，经过二极管整流桥整流后得到直流电压，再经过 E1 和 C1 的滤波输入到稳压集成电路 7805，稳压后的 5V 中流电压经过 E2 和 C2 滤波输出。3.2 控制电路的设计从系统的设计要求可知,控制电路要完成以下三个方面的功能:（1）能完成音量的自动增,减调节控制；（2）当音量增加到最大值(或减小到最小值)时,音量应保持不变；（3）刚通电时,音量处于一个适中的位置.如上图所示,图中 U1A,U2A,U3A 是由 CC4069 反相器组成的多谐振荡器,为计数器电路提供时钟脉冲,其振荡周期为:VthDRCT)(_ln2式中, 为反相器的阈值电压,若 = /2 时则上式变为:VthVthT4.1ln(注意:振荡器的频率决定了音量控制调档的速度,频率越高,则音量调档速度越快.一般来说,振荡器的频率在 13 内比较合适。)Hz自动音量调节电路是由 CC4029 加/减计数器组成。CC4029 接成二进制计数器的形式,取 Q2,Q1,Q0 的输出作为 CC4051 的通道选择控制信号(A2,A1,A0),Q2Q0 的变化范围是 000111,能满足控制的需要。图中,LD 端接有 R2,C2 组成的上电预置数据电路。在刚接通电源时,由于 C2 的电压不能突变,所以 LD=1,使 Q2Q1Q0=011,于是 CC4051 的输出选通 I3，电源接通后，电容 C2 被充满电荷，于是 LD=0，从而完成了功能(3)的要求,图中,G4G10 是完成功能(1)(2)的控制电路,其工作原理如下:1.当 S1,S2 均不闭合时, BIN=1,CC4029 处于递减计数工作状态,但门 U9C的输出为 1,U8B 的输出为 0,从而使 CE=1,CC4029 的时钟使能端无效 ,CC4029 不能计数.2.当按下 S2 键时,门 U9C 的输出为 0,又因为 A2A1A0=011(上电预置),于是门 U5B,U6C 的输出均为 1,U7A 输出为 0,所以 U8B 输出为 1, CE=0,CC4029 的时钟使能端有效,于是在时钟脉冲的上升沿作用下,CC4029 进行减 1 计数;当减计数到全零即 A2A1A0=000 时,门 U4A,U5B,U6C 的输出全为零,U7A 输出 1,U8B 输出0,从而使 CE=1,CC4029 的输出保持全零不变,此时,即使 S2 键仍处于闭合状态,音量输出始终处于最小状态不变.3.当按下 S1 键时,BIN=1,CC4029 处于加计数状态;门 U9C 输出为 0,当门 U7A的输出为 0 时,U8B 输出为 1, CE=0,CC4029 在时钟脉冲的上升沿进行时增 1 计数;当加计数到使 Q2Q1Q0=111 时,门 U4AU6C 的输出全为零,U7A 输出为 1,U8B输出为 0, CE=1,于是 CC4029 的输出 Q2Q1Q0 保持 111 不变,此时,即使 S1 键仍处于闭合状态,音量输出始终处于最大的状态不变.3.3 数字式音量自动调节电路并带有 LED 显示是电路3.4 前置放大部分3.5 滤波部分四、焊接电路与调试主要芯片介绍：4.1 74HC152多路模拟开关电路可选用中规模集成电路 HD74HC152 设计时应注意电源的合理选取。74HC152 集成电路是 8 选一多路数据选择开关,其电路功能方框图如图所示;8 选一译码器是由地址 A,B,C 控制的译码器,其功能如表所示4.2 CC4029 选用 4 位二进制/十进制加/减计数器 CC4029 进行设计。CC4029 的外引线排列如图 c 所示，其功能表如图 d 所示。图中，BIN 是二进制/十进制工作方式控制端， UP 是加/减计数控制端， CE 是时钟脉冲使能控制端，CP 是时钟脉冲输入端，PL 是与预置据控制端， CO 是进位输出端，D3D0 是并行数据输入端，Q3Q0 是计数数据输出端，CC4029 的工作原理是：1）当 LD=1 时，完成置数功能，即 Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0；当 LD=0.时，对计数器进行清零。2）当 =0 时，LD=0 时，在时钟脉冲的上升沿，计数器基数 CO 端一般输CI出高电平，只有在加计数到最大值（15 或 9）或者减计数至零时，输出低电平。3）当 B/ =1 时，以二进制计数；反之，以十进制计数。D4）当 U/ =1 时，为加计数器；反之，为减计数器B/DU/图 集成芯片 CC4029 的功能表4.3 CC4070