双工对讲机电路设计

电子电路网:://://://相关器件资料查询：://双工对讲机的设计双工对讲机的设计双工对讲机的设计双工对讲机的设计一、总体方案的选择1.双工对讲机介绍半双工即HalfduplexCommunication，是指在通信过程的任意时刻，信息既可由A传到B，又能由B传A，但只能由一个方向上的传输存在。采用半双工方式时，通信系统每一端的发送器和接收器，通过收/发开关转接到通信线上，进行方向的切换，因此，会产生时间延迟。收/发开关实际上是由软件控制的电子开关。全双工即FullDuplexTransmission,指同时发生在两个方向上的一种数据传输方式。全双工和半双工区别1、半双工传输模式采用载波侦听多路访问/冲突检测。传统的共享型LAN以半双工模式运行，线路上容易发生传输冲突。与集线器相连的节点（即多个节点共享一条到交换机端口的连接）必须以半双工模式运行。因为这种节点必须能够冲突检测。类似于单车道桥梁。2、全双工传输模式可以用于点到点以太网连接和快速以太网连接，同时不会发生冲突，因为他们使用双绞线中两条不同线路。类似于双车道桥梁。3、一般在网卡的高级属性里可以修改网卡的双工类型，默认是自动协商。交换机上有Duplex灯，如果亮表示工作在全双工方式。目前绝大多数的交换机均能自动识别与支持双工方式，无需手工设置。2222．．．．拟定系统方案框图拟定系统方案框图拟定系统方案框图拟定系统方案框图声电转换电路功率放大器前置放大器功率放大器直流电源电路声电转换电路前置放大器甲乙电子电路网:://://://相关器件资料查询：://图1-1双工对讲机设计框图3.方案的分析和比较方案一采用电桥构成测量电路，对由扬声器产生的微弱信号进行测量，然后经过集成运放741进行电压放大，然后再经集成运放TDA2030进行功率放大，推动扬声器工作。图1－2电桥双工对讲机原理图方案二直接放大电路信号，由扬声器产生的微弱信号直接进行，然后经过集成运放741进行电压放大，然后再经集成运放TDA2030进行功率放大，推动扬声器工作，进而完成双工对讲。电子电路网:://://://相关器件资料查询：://图1－3直接双工对讲机原理图1.3设计方案详细描述：1.3.1方案比较一、方案一的设计方案较比完善，方案一通过电阻桥的不，测量微弱信号，进行差分放大。采用差分输入，如果有燥声就可以抑制。对差模信号进行放大，有效的保护了，应用的信号。二、通过简易图的比较，方案二是比较容易实现的，是对扬声器中的微弱信号用电桥进行测量要求电桥要达到平衡，这在一般的电路板制作中比较难以实现。三、从经济上看，两种设计思路所用的材料想差不多。所用的费用也基本一样。因此本设计采用方案一，具体过程如下：考虑到实际状况，用话筒作为声音信号的接受和转换装置，然后通过集成运放对话筒中微弱的电信号进行功率放大，最后由扬声器将放大后的电信号转化为声音信号输出，从而实现甲乙双方的短距离通话，这只是实现了“单工”对讲，即有一方只能说而另一方只能听。接下来，再做以同样的“单工”对讲机，然后把它与第一个单工对讲机的话筒端与扬声器端对调。这样双工对讲机就大体实现了，在用两个单刀双掷开关对其进行控制，便可实现甲乙双方的短距离有线通信了，双方间可同时通话互不干扰。二、单元电路的设计电子电路网:://://://相关器件资料查询：://．直流稳压电源设计：2.1.1设计要求：输出+12V电压，输出功率≥0.5W，工作可靠，效果良好器件选择：2.1.2器件选择：根据电源的设计要求，选用三端式集成稳压器LM7809CT为电源的核心器件，因为它的主要参数有：输出直流电压+9V，输出电流L：0.1A，M：0.5A，电压调整率为10mV/V，输出电阻Ro=0.15Ω,输入电压Vi的范围为12~16V。因为一般Vi要比Vo大3~5V，才能保证集成稳压其工作在线性区。变压器采用n=Ui/U1=220/16=12,输出12V的交流电压，整流部分采由四个二极管组成的桥式整流器，，滤波电容C1、C3一般选几百到几千微法，这里选用100uF。由于稳压器距离整流滤波电路较远，输入端接入电容器C2。图2－1直流12V稳压电源2．声电转换电路图2－2电桥声电转换电路电桥电路如图(1)所示，扬声器（用交流电源）与电阻R1（10kΩ），R2（10kΩ）,R4(8Ω)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V2－V1＝)21(421233δδ+=⎟⎠⎞⎜⎝⎛−∆++∆VRRRRV（式1）,式中δ＝ΔR/R（式2），R是扬声器部讲话时的等效电阻（8Ω），ΔR是对准扬声电子电路网:://://://相关器件资料查询：://器讲话时的电阻变化量。当ΔR很小，即δ很小时，V2－V1＝V3δ/4（式3）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，V2－V1≠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。R7上方的1K电阻以及+12V电源是用来给扬声器提供偏置电压的。3.前置放大电路图2－3前置放大电路741芯片使用介绍：1.741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。2.741的7号引脚和4号引脚为偏置端，接入正负12V的电源。1号和5号引脚为调零端。3.741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。采用差动输入的方式，运算放大器工作于线性区，线性电路的叠加原理适用于此处，即可求出V1和V2分别作用时VO的结果，然后利用叠加原理，得出V1和V2同时作用的结果。4.D1、D2为输入保护二极管，限制输入电压幅度。5.R9为滑动变阻器，作用是用来调节进入音频功率放大级的信号大小。即调节音量大小。电子电路网:://://://相关器件资料查询：://放大倍数为10倍。4．功率放大电路图2－4功率放大电路TDA2030芯片介绍：TDA2030A是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5脚单列直插式塑料封装结构。如图1所示，按引脚的形状引可分为H型和V型。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。意大利SGS公司、美国RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同类产品生产，虽然其内部电路略有差异，但引出脚位置及功能均相同，可以互换。1脚是正向输入端2脚是反向输入端3脚是负电源输入端4脚是功率输出端5脚是正电源输入端。2.4.12.4.12.4.12.4.1话筒选择：本设计采用驻极话筒，因为驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。驻极体话筒与电路的接法有两种：源极输出与漏极输出。源极输出类似晶体三极管的射极输出。需用三根引出线。漏极D接电源正极。源极S与地之间接一电阻Rs来提供源极电压，信号由源极经电容C输出。编织线接地起屏蔽作用。源极输出的输出阻抗小于2k，电路比较稳定，动态范围大。但输出信号比漏极输出小。漏极输出类似晶体三极管电子电路网:://://://相关器件资料查询：://的共发射极放入。只需两根引出线。漏极D与电源正极间接一漏极电阻RD，信号由漏极D经电容C输出。源极S与编织线一起接地。漏极输出有电压增益，因而话筒灵敏度比源极输出时要高，但电路动态范围略小。Rs和RD的大小要根据电源电压大小来决定。一般可在2．2～5．1k间选用。例如电源电压为6V时，Rs为4．7k，RD为2。2k。图3输出电路中，若电源为正极接地时，只须将D、S对换一下，仍可成为源、漏极输出。一声控电路前置放大级中驻极体话筒的源极输出和漏极输出的两种不同的接法，最后要说明一点，不管是源极输出或漏极输出，驻极体话筒必须提供直流电压才能工作，因为它内部装有场效应管。图2－5驻极话筒接线图由上述分析并会结合本次设计对讲机的性能要求：驻极话筒采用漏极输出接法，以后的较高的电压增益。（即接法2）三、总电路图电子电路网:://://://相关器件资料查询：