模电终期报告(最终).docx

《电路与电子线路基础》课程项目设计总结报告题目(C)：设计一个用LED发光二极管指示的声压计组号：任课教师：张雪凡组长艺莎 20%成员逸仙 20%成员婕 20%成员：冯小予 20%成员：彭冲 20%联系方式零一七年二月十九日项目设计要求功能描述：从话筒输入一个声音，声音大小由LED灯来指示。声音越大，LED指示的灯数目越多；声音越小，LED指示的灯数目越少；无声音时，LED全部熄灭。设计要求：LED灯最多8个。普通讲话音量时，大约2-3个灯亮，最大时6个灯全亮。评分依据：1、电路设计简单合理，设计分析计算过程清晰。2、电路工作稳定可靠，声压显示一一对应精确度高。3、若能用数字显示声压，则可加分。实验室提供基本材料：1、标准“洞洞板”：一块2、驻极体话筒： 1个3、 LED发光管： 6个4、运放LM324及电压比较器LM339：若干个5、常规电阻电容：若干实验方案整体电路分为放大模块、比较模块。放大模块：由于驻极体话筒输出为mv级交流电，输出电压大概峰值在30~50mv之间，远远低于LED发光二极管工作电压，所以将其通过LM324运算放大器构成一个增益可调的放大前级。通过0.1uf电容阻隔为驻极体话筒提供工作电压的直流Vcc，仅有为交流的声音信号输入反相放大器的反相输入端。理论放大A1*A2=（R1/R2）* （R1/R2）=10000倍（实际只有七八十倍）。经放大模块后话筒输出电压峰值变为2~3V。比较模块：由电压比较器原理，当“+”输入端电压高于“-”输入端时，电压比较器输出为高电平，反之输出为低电平这一特性来控制LED发光二极管的亮灯个数。六个二极管相应需要六个电压比较器来控制，则将六个电压比较器的“-”输入端接入固定电源Vss（经调试后确定Vss值为0.5V）用于与输入“+”输入端的声音信号相比较。通过六个1k欧姆电阻将经放大的输出电压进行逐级降压，并将降压后每一级的电压分别输入六个电压比较器的“+”输入端。举例说明当声音信号较大，经放大后声压达到较大值2~3V时，经六个电阻降压后每一级的电压值逐级减小，第六级的电压最大值恰高于0.5V（但此时前五个电压比较器输出高电平，即5个LED发光二极管亮起。而当声音信号为普通讲话音量，经放大后声压大概为1V左右，每一级电压值减小0.2V，此时前三个电压比较器输出高电平，即亮3个二极管。原理图主要元器件的工作原理1.驻极体话筒驻极体话筒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：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。无论哪种接法，驻极体话筒必须满足一定的偏置条件才能正常工作，即保证内置场效应管始终处于放大状态。2、LM324 带有差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用下图所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。3、LM339LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，，该电压比较器的特点是：1）失调电压小，典型值为2mV；2）电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；3）对比较信号源的内阻限制较宽；4）共模范围很大，为0~（Ucc-1.5V）Vo；5）差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；6）输出端电位可灵活方便地选用。每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM3