毕业设计（论文）-麦克风线路设计.doc

摘 要本次设计的麦克风体积小,性能优等特点,能给现在的人们的生活带来很多的方便.根据设计要求,本文分方案设计、硬件电路设计、电路安装调试,三部分对此麦克风进行理论基础介绍并对其中的核心元件进行介绍.关键词：麦克风,二极管,三极管I目 录摘要I第1章 绪 论11.1课题设计背景11.2麦克风的定义及应用前景11.2.1 麦克风的定义11.2.2麦克风的应用前景11.3课题的设计目标及内容11.3.1 课题的设计目标11.3.2 课题的设计内容1第2章 方案设计与论证22.1总体设计分析22.2元件功能与选择方案22.2.1麦克风元件的选择22.2.2削波电路元件的选择22.2.3放大电路元件选择22.2.4滤波电路的元件选择22.3方案确定2第3章 硬件电路设计33.1 削波电路 33.1.1二极管体功能及主要参数 33.2放大电路 33.2.1三极体功能和主要参数 43.3 滤波电路 5第4章 安装与调试 64.1需要的设备 64.2硬件安装 64.3电流测试 64.4麦克风灵敏度测试 64.5麦克风通话功能测试 6第5章 使用说明 7结论8参考文献9致谢10附录11附录A:元件清单 11 附录B:总原理图 12附录C:电路PCB板图 13附录D:整体设计蓝图 14附录E:产品实物图 17第1章 绪 论1.1 课题设计背景麦克风（MICROPHONE）,也就是我们平常所说的话筒,传声器.现在的年代,科技迅猛发展,全球一体化,地球村等概念的提出,我们已经不在感觉有惊讶了.记得以前写信的日子,虽然离现在还很近,但是我们已经感觉很遥远了.全球通了.想起了她,请给她一个电话吧,无论她在千里之外的天涯海角.而麦克风是电话里不可或缺的最重要的部件.不要以为只有我们平时开会,去K歌才用到了麦克风,远程的通讯也得靠麦克风将声音传送.1.2 麦克风的定义及应用前景1.2.1 麦克风的定义麦克风就是将声音转变成电流进行传送的的一种装置.1.2.2 麦克风的应用前景在电子年代的今天,麦克风的应用不胜枚举了.开会,演唱会,卡拉OK,语音聊天.应该说但凡涉及到有声音传输,都要有麦克风，电话，手机.在这年头,重温卓别林时代的默音电影,那是什么样的滋味儿.套用一句广告语“没声音,再好的戏也出不来.”麦克风的作用已经不言而喻了.它已经成为了现在家庭及生活中的必须品了,其市场前景就不在累述了.1.3 课题的设计目标及内容1.3.1 本课题的设计目标目前市面上的麦克风可谓是多种多样,其工作的原理也是大同小异,只要是线路的选择和布置不同,但功能与质量却有劣优不同.本次设计的课题的目标是利用电容式麦克风为核心,再加上周边的电路来实现声音的传输.1.3.2 本课题的设计内容1. 本次麦克风的设计以电容式麦克风为核心元件,辅助以外围电路:2. 削波电路3. 放大电路4. 滤波电路第2章 方案设计与论证2.1 总体设计分析麦克风的设计是以电容式麦克风作为核心加上削波电路、放大电路、滤波电路三部分构成.2.2 元件功能与选择方案2.2.1 麦克风元件的选择由于电容式麦克风特点:频响宽,灵敏度高,非线性失真小,瞬态响应好也是电声特性最好的一种.所以本次设计选择了电容式麦克风.2.2.2 削波电路元件的选择二极管的特性就是单方向导电性,可以和其他的元件组成各种的电路,而本次设计考虑到实际需求和设计方便.所以选择二极管作为削波电路的核心元件.2.2.3 放大电路元件选择晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,且价格便宜.所以选用三极管BC857W和BC847W作为电流放大电路的核心元件.2.2.4 滤波电路的元件选择基于本次设计的需要,故选择了电容和电感元件组成的复式滤波电路.2.3 方案确定经过方案论证,得出最优秀的系统框架(如图2.1所示):MIC（麦克风）削波电路放大电路滤波电路输出图2.1 系统方框图第3章 硬件电路设计该硬件电路由削波电路、放大电路、滤波电路三部分组成.下面是各部分电路的介绍：3.1 削波电路 削波电路是由二极体为核心的电路.(如图3.1所示)图3.1 削波电路3.1.1二极管特性与主要参数 二极管最重要的特性就是正向导通,反向截止.二极管(VC060305A150)主要參數(如表3.1所示):表3.1 二极管主要參數AVXPart NumberWorkingVoltage(DC)WorkingVoltage(DC)BreakdownVoltageClampingVoltageMaximumLeakageCurrentTransientEnergyRatingPeakCurrentRatingCasesizeVC060305A1505.64.08.520%1835013006033.2 放大电路由於声波作用在振膜上引起振动,从而改变两极板间电容量的变化,引起极板上电荷量的改变,电荷量随时间变化形成高变电流.由于实际待放大的信号一般都在毫伏或微伏级,非常微弱.要把这些微弱信号放大到足以推动负载,就要将信号放大,本次设计采用了互补对称放大电路.乙类互补对称放大电路的晶体管T1是NPN型,T2是PNP型,互补对称电路要求有一对特性相同的NPN和PNP型的输出功率管(如图3.2所示).图3.2 放大电路3.2.1 三极体功能和主要参数晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件.三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有NPN(如图3.3所示)和PNP(如图3.4所示)两种. 图3.3 BC857W (NPN)内部结构及管脚排列三极体BC857W主要性能参数(如表3.2所示)：表3.2 三极管主要參數RatingSymbolValueUnitCollector-Emitter VoltageVCEO-45VCollector-Base VoltageVCBO-50VEmitter -Base VoltageVEBO-5VCollector Current-ContinuousIC-100mA图3.4 BC847W (PNP)内部结构及管脚排列三极体BC847W主要性能参数(如表3.3所示)：表3.3 三极管主要參數RatingSymbolValueUnitCollector-Emitter VoltageVCEO45VCollector-Base VoltageVCBO50VEmitter-Base VoltageVEBO6VCollector Current-ContinuousIC100mA 3.3 滤波电路 滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波,一般由电抗元件组成,如在负载电阻两端并联电容器C,或与负载串联电感器L,以及由电容,电感组成而成的各种复式滤波电路.复式滤波电路有很多种,而本次滤波电路的设计是利用电容和电感组成的复式滤波电路.把电容按在负载并联支路,把电感或电阻接在串联支路,可以组成复式滤波器,达到更佳的滤波效果口这种电路的形状很象字母,所以又叫型滤波电路.这种复式滤波器结构简单,能兼起降压、限流作用,滤波效能也较高,是最后用的一种滤波电路(如图3.5所示)图3.5 濾波电路第4章 安装与调试4.1 需要的设备1.电流测试治具一台.2.电声分析仪测试设备一套.3.麦克风通话功能测试治具一个.4.有源音响一个.4.2 硬件安装1.将已制作完成的PCB板用导线连出.2.并在导线的另一端装上CONN头(便于进行测试).3.将其装进相匹配的装塑胶外壳中. 4.3电流测试1.将麦克风的导线匹配头插入电流治具的匹配头中.2.要求其输出的电流为(71mA).4.4麦克风灵敏度测试1.利用电声分析仪测试设备对麦克风进行灵敏度测试(如图4.1所示).2.要求麦克风的灵敏度为353db (如附录C整体设计蓝图第四页).图4.1 测试原理图4.5 麦克风通话功能测试1.将麦克风的导线匹配头插入麦克风通话测试治具的匹配头中.2.对着麦克风进行说话,即可以听到声音通过麦克风的输送从音响中发出.第5章 使用说明一、有源音箱一台,5VDC 电源一台.二、打开电源开关,设置电压为+5V.三、+5V利用下面简单的电路,将5V电源正极接于Vin,负极接于Vout.(如图5.1所示)图5.1 测试连接图四、將确保各部件的电源和信号线已经连接正确.五、接通有源音响的电源.六、将有源音响的音量开关打开.七、对着麦克风说话,即可以听到声音经有源印象传出.八、由于有源印象使用的是220V的交流电压,严禁湿手插拔电源插头.结论本设计从实际应用出发,选取了体积小、频响宽,灵敏度高,非线性失真小,瞬态响应好也是电声特性最好的一种.所以本次设计选择了电容式麦克风为本设计的核心元件.辅助以外围电路:削波电路,放大电路,滤波电路三部分组成.由于整体设计体积小,应用灵活方便,增加了外观不同设计的可以操作性,性能运行可靠,操作方便,而且既经济又实用,应用范围之广泛.参考文献1 陈梓城.模拟电子技术基础.高等教育出版社2 任为民.电子技术基础课程设计.中央广播电视大学出版社.1997年5月第1版.3 王克义.李洁.电子技术与数字电路.北京:北京大学出版社,19964 王廷才.电子线路辅助设计Protel 99 SE.北京:高等教育出版社,20045 /6 / 7 /evan_liu/blog/item/092f184592b22421cefca374.html8 /p-35406727.html致谢经过两个多月的努力,本次毕业设计已经基本完成.本次设计是在校外实习进行,可谓感触良多,由于经验的匮乏,很多的方案选择等考虑不周全.在这里首先要感谢我的指导教师黄清华老师.他平日里工作繁多,但在我们做毕业设计的每个阶段,从选题到定案,等等方面都给予了细心和耐心的指导,毕业设计虽然不在学校里进行,但多得黄老师的指导,督促和帮忙.除了敬佩黄老师的专业水平外,他的治学严谨,科学研究的精神和敬业精神也是我要学习的榜样.其次要感谢我们班上的几个同学和在外一起工作的同事,我们一起合作，互相帮助,使我能够克服许多困难来完成此次毕业设计.要感谢还有很多很多,大学三年的老师,电子信息07-1班的兄弟姐妹们、朋友.怀念一起度过的日子,一起成长,一起进步.更期盼我们的明天会更好.附录附录A：元件清单元件名称型号（大小）数量（个）电子零件 麦克风B9750UL473-041固定电阻晶片100K1固定电阻晶片56 K1固定电阻晶片6.8 K1固定电阻晶片2 K1固定电阻晶片1.5 K2固定电