电子线路课程设计-激光传声讲解

《激光无线传声器》

专业班级：12级电信三班

姓名：李佳姗汪德玮张晨晨

学号：080212110 080212115 080212108 指导教师：王陈宁

设计时间: 2014年12月1日

物理与电气工程学院

2014 年12 月8 日

摘要正文

主要内容利用激光发射接收器件制作一个无线传声电路，包括一台激光发射机和一台激光接收机可以将声音通过激光发射和接收。

激光传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用,人们一方面通过提高与改善传感器的技术性能;一方面通过寻找新原理、新材料、新工艺及新功能来改善传感器性能,制造出更多的传感器。而激光传感器作为其中的一部分也必将得到更大的发展。随着探测设备和其他部分的技术的提高,激光传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。

关键字：三极管，LM386，激光二极管，光敏三极管，TDA2030

1.课程设计任务书 (1)

2.摘要正文 (2)

3.概述 (4)

3.1 激光无线传声器设计任务和要求 (4)

3.2 系统组成框图及原理图 (4)

3.3 发射电路图和接收电路图介绍 (5)

4.三极管工作原理及其放大原理 (6)

4.1三极管的结构图和实物图 (6)

4.2三极管的工作原理 (6)

4.3三极管的放大原理 (7)

4.4三极管和二极管的比较 (7)

5.音频功率放大器LM386和TDA2030 (7)

5.1 LM386简介 (7)

5.2 LM386特性 (8)

5.3 LM386的引脚图 (8)

5.4 TDA2030简介 (9)

小结 (11)

参考文献 (11)

3.1激光无线传声器设计任务和要求

设计任务：利用激光二极管和光敏三极管设计制造出可以实现两米以上的激光无线传声系统，声音失真不能太大，声音不能太小。

设计要求：基于二极管激光器设计声音发射电路，基于光电三极管实现激光传声接收电路，接收电路负载阻抗8欧姆，功率大于0.5W。

3.2 系统组成框图及原理图

激光传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用,人们一方面通过提高与改善传感器的技术性能;一方面通过寻找新原理、新材料、新工艺及新功能来改善传感器性能,制造出更多的传感器。而激光传感器作为其中的一部分也必将得到更大的发展。随着探测设备和其他部分的技术的提高,激光传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。

本课题采用的是以三极管8050和音频功率放大器LM386和TDA2020为核心开发激光传声的系统。系统硬件电路原理框图及结构图如下图1

图1（a）激光发射电路原理图

图1（b）激光接收电路原理图

3.3发射电路图和接收电路图介绍

该激光传声转发器由发射和接收两部分组成。其具有结构简单、易于制作、无干扰、噪声低等优点。图2为发射部分电路原理。鉴频后的伴音（音频）信号经三极管VT放大后推动激光发射管。由于发射管的发射强度与通过其电流成正比，所以激光发射管LED1所发出的激光，便受到音频信号的调制。为了防止失真，激光发射管LED1要设一定的偏置。图3是接收部分原理图。其电路采用一块音频放大集成电路LM386和TDA2030。D1光敏三极管。当被音频信号调制的激光照射到VD光敏三极管时，在其两端产生一个与音频信号变化规律相同的电信号，再进行功率放大。

详细电路图如下所示：

图2 发射端电路

5

3

2

647

18

U1

LM386

D1

LED-BIRY

LS1

SPEAKER

C2

220u

1

2

4

53

U2

TDA2030

D2

1N4001

D3

1N4001

R1

680

R2

22k

R3

10k

R4

22k

C1

0.1u

C3

0.1u

C4

0.1u

C5

100u

C6

1u

C7

22u

C8

100u

V C C

--\V C C

图3 接收端电路

三极管工作原理及其放大原理

4.1三极管的结构图和实物图

如图4所示

图4

4.2三极管的工作原理

以NPN 三极管为例：正常工作在放大状态时，因为基极电压高于发射极，电

路正偏，有大量电子流入发射极，形成Ie，电子原本要通过基极回到电源正极，但是发射机电子进入基极后，由于集电极电压比基极还要高，于是电子被集电极强烈的电场吸引，从而电子不走基极回到电源正极，而进入集电极到达电源正极形成集电极电流Ic，但是，基极中还是有空穴的（比较少），发射极电子被集电极电场吸引进入集电极过程中，一小部分电子与基极空穴复合形成基极电流Ib。这就是三级管电流走向。

4.3三极管的放大原理

因为基极空穴较少，所以发射极电子被集电极电场吸引进入集电极过程与基极空穴复合概率较小，当基极电流增大（空穴增多）时，因为电子与基极空穴复合概率较小，所以，基极电流稍微增大一点，就需要很多的电子才能与基极增多一点的空穴复合，因此，基极电流变化一点，而引起发射极电流发生较大的变动，从而实现了放大作用。

4.4三极管和二极管的比较

光电二极管、光电三极管是电子电路中广泛采用的光敏器件。光电二极管和普通二极管一样具有一个PN结，不同之处是在光电二极管的外壳上有一个透明的窗口以接收光线照射，实现光电转换，在电路图中文字符号一般为VD。光电三极管除具有光电转换的功能外，还具有放大功能，在电路图中文字符号一般为VT。光电三极管因输入信号为光信号，所以通常只有集电极和发射极两个引脚线。同光电二极管一样，光电三极管外壳也有一个透明窗口，以接收光线照射

音频功率放大器LM386

5.1 LM386简介

LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，主要应用于低电