986A型双工对讲机课程设计方案.doc

986A型双工对讲机课程设计方案 1.1 设计背景 所谓双工对讲，是指使用双方可以同时讲话（就像平日我们打免提电话一样），而不用互相通过开关切换来一讲一听，实用非常方便。 对讲机主要应用在公安、民航、运输、水利、铁路、制造、建筑、服务等行业，用于团体成员间的联络和指挥调度，以提高沟通效率和提高处理突发事件的快速反应能力。随着对讲机进入民用市场，人们外出旅游、购物也开始越来越多地使用对讲机。 对讲机与手机相比有许多独特的地方： （1）讲机不受网络限制，在网络未覆盖到的地方，对讲机可以让使用者轻松沟通； （2）讲机提供一对一，一对多的通话方式，一按就说，操作简单，令沟通更自由，尤其是紧急调度和集体协作工作的情况下，这些特点是非常重要的。 1.2 课程设计的目的 （1）巩固和加强“模拟电子技术”数学电子技术课程的理论知识；（2） 掌握电子电路的一般的设计方法，了解电子产品研制开发过程；（3） 提高电子电路实验技能及仪器使用能力；（4）掌握电子电路安装和调试的方法及十故障排除方法； (5) 通过查阅手册和文献资料.培养同学们独立分析问题和解决问题的能力；（6） 培养创新能力和创新思维。 12 课程的任务与课程设计要求 2.1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。 2.2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。选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。3 设计方案和论证3.1 设计方案1.初选电路形式或根据参考电路确定器件（集成决）类型。根据设计题目要求指标.通过查阅有关资料分析其工作原理;2.画出电路图，完成电路各部分指标分配；3.设算各单元电路的参数和确定各元件的参数值。如：电阻值额定功率。核算集成电路的有关电流.电压等技术指标；4.验算电路的技术指标；5.对电路工艺进行设计（印刷电路板的设计.元件在板上布局等);6.对电路件实验调试;7.编写课程设计报告;3.2设计方案及论证 1. 所有的器件以立式插装，较紧贴电路板，不要掉的过高。电解电容器、三极管插装时注意极性。焊接好的器件不要折断了，就立式放置。电路板上跳线J1用焊接电阻后剪下的金属线代替，还需一金属线把拨动开关的上端与电路板上（SW1）处连接起来。套件中6条导线，分别是按如下连接方式接入电路中： a.120毫米长的导线：电池负极到电路板（GND）处;b.100毫米长的导线：电池正极到电路板（VDD+）处； c.2根80毫米长的导线：扬声器的两端到电路板（SPK2）处； d.2根50毫米长的导线：一根是天线接线耳到L1的一端；e.一根是拨动开关中间端到电路板（SW2）处。 2. 把天线黑色套管旋转装到弹簧天线上，用螺丝将接线耳与弹簧天线固定在塑料前壳中，并焊接导线与电路板上L1处。2套套件焊接完后，认真检查无错误后，可接入9V叠层电池，旋转拨动开关纽，可以使电路通电工作，不按到复位按纽，电路处于“接收”状态，扬声器起“电”转化为“声”的作用，可以听到“丝丝”的声音；把另外一套的复位按纽按下，使其工作在“发信”状态，这时扬声器起“声”转化为“电”的作用，把2套的对讲机的天线平行靠近，用无感起子轻轻微调可调电感T1的磁芯，使接收机的“嘟嘟”啸叫声最大，即两者的发射、接收频率一致。然后，2套互换按同样的方式微调可调电感T1的磁芯，保证两者的发射、接收频率一致。这样的过程要相互微调几次（包括拉开距离调试），保证2套之间对讲距离最远，声音最清晰。 3.调试成功后，装好“拨动开关塑料旋钮”和“复位开关塑料钮”，用2颗螺丝固定电路板于前壳中，清理好导线，用5颗螺丝将前、后盖固定。4 电路工作原理及其说明4.1电路原理 三极管Q1和耦合可调电感线圈T1、电容器C4、C2等组成振荡电路，产生频率约为49.8MHz的载频信号。Q2、Q3、Q4、Q5和相关电阻电容等组成低频放大电路。扬声器SPK1兼作话筒使用。电路工作在接收状态时，将收发转换开关置于“接收”位置(默认状态为接收)，从天线ANT1接收到的信号经天线匹配电感L1、再经可调耦合电感线圈T1、电容器C4、C2及T1次级线圈等组成的检波电路进行检波。检波后的音频信号，经T1次级线圈中心抽头耦合到低频放大器的输入端，经放大后由电容器C17耦合推动扬声器SPK1发声。电路工作在发信状态时，S2收发转换开关按下置于“发信”位置，由扬声器将话音变成电信号后由电容器C17耦合到Q2 Q3 Q4 Q5和相关电阻电容等组成低频放大电路放大后，经耦合可调电感的中心抽头将信号加到振荡管Q1进行信号调制，使该管的bc结电容随着话音信号的变化而变化，而该管的bc结电容是并联在T1次级两端的，所以振荡电路的频率也随之变化，实现了调制的功能，并将已调波经T1及L1从天线发射出去。4.2原理图说明收/发转换开关F:49.8MHZ(9V)电源控制开关 4.2-1电路原理图 4.2-2对讲机工作原理框图5 硬件的制作与调试5.1 焊接与安装一般先装低矮、耐热的元件，最后装集成电路。应按如下步骤进行焊接： （1）清查元器件的质量，并及时更换不合格的元件；（2）确定元件的安装方式，由孔距决定，并对照电路图核对电路板；（3）将元器件弯曲成形，本电路所有的电阻（除R12外）均采用立式插装，尽量将字符置于易观察的位置，字符应从左到右。从上到下。以便于以后检查，将元件脚上锡，以便于焊接；（4）插装。应电路图对号插装，有极性的元件要注意极性，如集成电路的脚位等；（5）焊接。各焊接点加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、错焊、短路。其中耳机插座、三极管等焊接是要快，以免烫坏；（6）焊后剪去多余引脚，检查所有焊点，并对照电路图仔细检查，并确认无误后方可通电。安装提示：（1） 焊在印刷板反面，对比好高度和孔位再焊接；（2）由于本电路工作频率较高，安装时尽量紧贴线路板，以免高频衰减而造成对讲距离缩短；（3）焊接前应先将双联用螺丝上好，并剪去双联拔盘周围内多余高出的引角再焊接；（4）J1可以用剪下的多余元件代替，TX的引线用粗软线连接；（5）为了防止集成电路被烫坏，套件中配备了集成电路插座，22脚插座由一个14脚插座和一个8脚插座组成，请务必要焊上；（6）耳机插座上的脚要插好，否则后盖可能会盖不紧；（7）按扭开关K1外壳上端的脚要焊接起来，以保证VD的正极与电源负极连通。5.2 焊接过程出现的问题1、电路图太复杂，元件较多，焊点较多。2、 漏焊虚焊：二脚以上的元件在焊好其中一个焊接端子后，忘记再焊另一个焊接端子，使该未焊的脚贴在焊盘上或插入焊孔内。防止办法：每一个工位焊接完自己应该焊的元件后，仔细进行自检，再流入下一道工序。 3、 回流焊温差造成的虚焊：回流焊中，特别是对于无源元件如贴片电阻或电容，在回流焊过程中，由于表面温度和可焊性的差异，造成元件的一个焊端已经加热被熔化的焊锡湿润，而另一端还没有被湿润，此时已经湿润的一端由于表面张力的存在，造成该端被抬高，另一端没有被湿润，也随着被抬高，但没有熔化的焊锡并没有随之抬高，这样等另一端再被叫加热后，就不可能和该端焊在一起，形成一端焊好，另一端焊点存在，但并没有和该元件焊端焊在一起，形成虚焊。为什么会出现温度不一致？原因很多，如：焊盘尺寸大小不同，焊件大小不同，印刷锡浆多少不均，以及板上过孔、接地面积大等因素。解决的方法靠良好地控制回流焊温度的一致性。元件定位不准，偏差较大也会出现上述问题。 4、 焊点不良时的补焊造成的虚焊：有的焊点只焊了一半或一部份，需要再补焊完善。但由于在补焊过程中操作速度过快，补上的焊锡还没有和原来不良的焊点熔在一起就移开了烙铁，造成两个焊锡球状物叠在一起现象。严格按焊接工艺要求的焊接时间进行焊接可以有效防止这个问题的发生。大小不同、焊接面积不同的焊点焊接时间也不同。 5、 焊接时间过短造成的虚焊。过短的焊接时间，造成焊点上焊锡似乎正常，但实际没有和焊盘焊在一起，只是将焊锡和元件的管脚焊在了一起。或只是将焊锡和焊盘焊在一起，而没有与元件焊在一起。防止措施同上。 6、 焊接时间过短的另外一种情况，焊锡丝内的助焊剂在没有完全熔解蒸发或浮在已经熔解的焊锡外面时，焊锡已经开始冷却下来，造成焊点内存在助焊剂的汽泡，该汽泡包围着焊点的一部份或包围着管脚，可外观看似是一个圆形的锡点。只是正常的焊点偏大偏圆，有的大出许多。这样同样造成内部虚焊且不易检验出来。产生原因：一方面是没有掌握好焊接时间，另一方面就是锡丝内的助焊剂质量不良或失效。防止措施：1、焊接中要求尽量控制好焊接时间长短；2、采用内部助焊剂良好的焊锡丝；3、还有要求观查焊好的焊点时，能够从焊点上看到元件的焊接端子或引线7、 对贴片式阻容元件，如果焊接时间过长，或烙铁功率过大造成烙铁头上的温度过高，焊接时会造成贴片阻容件的两端上的可焊金属箍（镀层）脱落，有的时候金属镀层没有完全脱落但已经与阻容件内部分离开，其阻容值发生变化。另一种情况是当时其阻容值没有变化或变化不大，但随着时间推移，阴容值会慢慢变化到不能正常使用。8、 元件焊接端子可以在焊锡点中间上下移动形成的虚焊。原因：焊接过程中，遇到烙铁刚移开焊点，在焊点温度没有降到凝固点前，外界因素又碰触了正在焊接的焊点或焊接端子，造成焊点中的焊接端子可以移动，同时伴有类似豆腐渣或有断裂缝隙的现象。另一种原因是该元件的焊接端子氧化严重，前期处理不好。5.3 焊接实物图全套塑料件扬声器两端上锡 6 心得体会 本人通过这次课程设计体会到了掌握专业技能的重要性，最为一名电子信息工程的学生，如果不能运用所学理论知识和专业技能通过时间培养自我的动手实践能力，那么学习就会处处碰壁，让你感觉无所适从，这时候你才会发现其实在校园培养自己的实操动手能力和学好专业理论知识和技能的重要性。 我懂得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。这次课程设计让我深深的认识了自己，切实地说，以我现在的水平根本无法完成这次课程设计，该设计的硬件制作需要用到各方面的电子技术知识，本设计不仅需要对专业知识要较深的理解，同时还需要有严密的逻辑思维判断能力，这些都是我们需要好好学习和总结经验教训的。 在本次课程设计中，起初发射端与接收端都连好了，可是却得不到预期的效果。多次检查调试后，发现连线全是正确的，只是接收端的噪声比较大，要很仔细地听才能听到声音。通过本次课程设计，不仅对高频的知识进行了复习巩固，还锻炼了我们的动手连线，这次课设使我懂得了理论与实际相结合时很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到了很多的问题，同时也发现了自己许多的不足之处，但在老师和同学的帮助下都很好的完成了。现代科学技术的飞速发展，改变了人类的生活，作为新世纪的大学生，应当站在时代发展的前列，掌握现代科学技术知识，调整自己的知识结构和能力结构以适应社会发展的要求。对于我而言，在这次的设计中，我的收获颇多，让我知道了学无止境的道理。 通过实践与学习，我认为要学好模拟电子技术这门课程，不仅要学习理解好课本基础知识，更重要的是要通过动手实践，拓宽思维，增强和巩固创造能力。如果你没有掌握真正的技术，也不能实践创造，那么你将很难融入社会之中，这也是大学生为什么就业难的一个突出问题，要想真正好就业，就认真学好基础，锻炼好专业技能。只有通过社会的检验，我们才能成为合格的毕业生。本次设计中，我在设计方面有很多的不足，因而不可避免的存在漏洞和缺陷，恳请老师多加教导和指点。参考文献1 杨力.电子技术课程设计M.北京：中国电力出版社，2009.4附录1：元器件清单序号名称符号规格数量1电阻R1、R910 22电阻 R1222013电阻R8R131k24电阻R2R35.6k25电阻R4R5R610k36电阻R11330k17电阻R7560k19瓷片电容C815P110瓷片电容C435P