音频传输系统

电子技术课程设计说明书题目：音频传输系统

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2015年 12月 19日

目录

一.课程设计目的 (2)

二.选题背景 (3)

三.设计任务与要求 (3)

3.1设计任务及要求 (3)

3.2 指导思想 (4)

四.方案论证和选择 (4)

4.1方案比较及特点 (4)

4.2方案选择 (5)

五.总体设计和元件电路设计 (6)

5.1总体框图 (6)

5.2工作原理 (6)

5.3 各主要电路及部件工作原理 (7)

5.3.1 555方波产生电路 (7)

5.3.2 NE555多谐振荡电路 (8)

5.3.3音频脉冲信号频率产生电路 (9)

5.3.4麦克风接收电路 (10)

5.4 原理总图........................................ 错误!未定义书签。

5.5 元器件清单 (13)

六.调试及结果分析 (14)

6.1整体调试 (14)

6.2 模块调试 (16)

6.2.1 通电前检查 (16)

6.2.2 555输出电路的调试 (16)

6.2.3 音频脉冲信号频率产生电路的调试 (16)

6.2.4 二极管、三极管的调试 (16)

6.3 结果分析 (17)

6.4结果总结 (17)

7.1本方案特点及存在的问题 (18)

7.1.1方案主要特点 (18)

7.1.2方案存在的问题 (18)

7.2改进意见 (18)

八.体会及总结 (18)

参考文献 (20)

一.课程设计目的

现代社会，对人才的需求超过以往任何一个时代，而大学生则是所谓人才的主要人群

之一。在大学里我们学习了多科与所选专业相关的课程，其理论性和实践性都比较强。课堂上我们主要学习的是理论部分，而课程设计主要是用我们所学的理论知识进行必要的实践，使学生根据课堂讲授的内容，使有机会做相应的练习，同时培养较高的逻辑思维能力，将理论与实践相结合，对所学知识有更深刻的理解，对器件的内部构造认识也更加深刻；学会使用电子课程设计重要软件，通过对某些参数的测试与计算，使其对器件的作用使用更为熟悉和灵活。对于本次设计课题，主要有以下几点目的：

1.巩固所学的相关理论知识；

2.实践所掌握的电子制作技能；

3.会运用工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试，进一步完善理论设计；

4.通过查阅手册和文献资料，熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则；

5.掌握模拟电路的安装和测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题；

6.学会撰写课程设计报告；

7.培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风；

8.完成一个实际的电子产品，提高分析问题、解决问题的能力。

二.选题背景

今天语音识别越来越受到公众的关注，产生了很多诸如语音拨号、声控小车等有趣又好玩的东西。同时手机电话也是应用声音在传输再到接收和识别等一系列过程的、从而使人们能从声音直接判断电话的另一端是谁。从声音的本质来看，它又是各种震动频率产生的，不同的震动频率就会产生不同的声音。在此基础上欲进一步了解认识声音的发声本质和如何能不失真地让声音在空气中做短距离传输以及在众多繁杂的声音中选中固定频率的声音。所以通过本题——声音传输系统将揭开声音传输和锁定固定频率的声音的本质。

三.设计任务与要求

3.1设计任务及要求

设计并制作一个音频信号传输系统，系统由音频产生电路与接收电路两部分组成。具体要求如下：

(1) 音频产生电路能够产生图2所示的周期性音频脉冲信号，音频信号频率不限，脉冲周期不限；

(2) 接收电路能够接收声源发出的音频脉冲信号，用LED 显示信号的有无； (3) 音频产生电路和接收电路相距20cm 以上。

图1-1信号波形示意图

3.2 指导思想

通过555构成多谐振荡器产生一定频率的音频脉冲信号,前一个555产生周期大约为1.5s 的脉冲接到与门的1脚输入端。第二个555再产生周期一定的脉冲接到与门的2脚输入端，与门将两个不同频率的波作用后通过3脚输出指定波形再通过三极管的放大作用驱动扬声器发出响亮的声音，声音通过麦克风进入接收部分。此时接收到的音频信号大概在5~20mV ，需经过TL082的放大作用才能进入LM393。利用LM393的电压比较功能，使一定频率的音频脉冲能进入LM393并在8脚产生电信号。通过接在8脚的LED 的亮灭就能判断LM393是否接收到到固定频率的音频信号。

四.方案论证和选择

4.1方案比较及特点

方案一：用一只555产生占空比为50%的方波去控制一只有源蜂鸣器，使蜂鸣器发出声音，通过麦克风接受蜂鸣器发出的声音通过锁相环LM567精确锁定一定范围内的频率再用LED 的亮灭做指示。

特点：蜂鸣器频率不可调节，只可产生一种单一频率。器材使用较少，花费较少。

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方案二：由一只555产生周期大约为1.5s的方波接在与门的输入端第二个555的输出端接在与门的输入端。二个555通过与门作用后再产生一定频率的音频信号接在通过三极管的放大作用驱动扬声器发出响亮的声音。通过麦克风接收扬声器发出的声音，利用LM393的电压比较功能，使一定频率的音频脉冲能进入LM393并在8脚产生电信号。从而使接在1脚上的LED按一定周期亮灭。

特点：发出声音的周期可调，音频信号的频率可调，需要元件多，花费高。

方案三：（1）声音产生系统：采用两片NE555接成两个多谐振荡电路，将两个多谐振荡的输出通过与门电路后接到喇叭上以实现声音产生系统。（2）声音接收系统：先采用麦克风将音频信号进行接收，接收到的信号经过LM386进行放大处理后输入到LM567进行选频处理以选出有用信号，再将LM567的输出通过保护电阻接到LED上来显示声音信号已经接收到。

方案四：（1）声音产生系统：采用一片NE555接成多谐振荡电路，再通过74LS161的计数功能产生间歇性的脉冲进位信号，将两个信号的输出通过与门电路后接到喇叭上以实现声音产生系统。（2）声音接收系统：先采用麦克风将音频信号进行接收，接收到的信号经过LM386进行放大处理后输入到带通虑波器进行选频处理以选出有用信号，再将有源滤波器的输出通过保护电阻接到LED上来显示声音信号已经接收到。

方案五：（1）声音产生系统：先采用一片NE5532构成一个RC串并联振荡电路作为信号源，将其输出接入一个模拟开关芯片CD4051的信号输入端，用一个NE555也接成多谐电路，用来控制模拟开关的使能端，控制信号是否通过，从而得到间歇性正弦信号。再经功率放大后接到扬声器上以实现声音产生系统。（2）声音接收系统：同方案三声音接收系统部分。

4.2方案选择

综合考虑，LM393频率范围很窄不好调节，而且为了充分利用所学知识，并且使频率可调，确定麦克风只能接受一定频率的声音，调节频率在接收频率之外LED不点亮，起到对比作用，采用方案二。本电路通过555构成方波产生器产生一定频率的音频脉冲信号,前一个555产生周期大约为1.5s的脉冲接到与门的输入端，使此555间歇发出固定频率的音频脉冲。第二个555的输出端接到与门输入端，与门3脚输出指定频率波再通过三极管的放大作用驱动扬声器发出响亮的声音，然后经过用三极管搭成消除交越失真的互补输出级电路放大来驱动扬声器发声。声音信号通过麦克风进入接收部分，经过放大后电压比较从而使接在1脚上的LED按一定周期亮灭。