課程設(shè)計(jì)---雙音頻電話機(jī)的設(shè)計(jì)與制作

1、存檔資料 成績： 華東交通大學(xué)理工學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 書所屬課程名稱: 通信電子線路 題 目: 雙音頻電話機(jī)的設(shè)計(jì)與制作 分 院: 電信分院 專業(yè)班級(jí): 2008級(jí)通信工程 2 班 學(xué)號(hào): 20080210420224 學(xué)生姓名: 駱玉春 指導(dǎo)教師: 尤國平 2011 年 1月 7 日 華東交通大學(xué)理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告華東交通大學(xué)理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書專 業(yè) 08通信工程 班 級(jí) 2班 姓 名 駱玉春 一、課程設(shè)計(jì)題目: 雙音頻電話機(jī)的設(shè)計(jì)與制作 二、課程設(shè)計(jì)工作自2011年1月7日起至 2011年1月12日止。三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求： 通過完成雙音頻電話機(jī)的設(shè)計(jì)與制作，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生

2、的實(shí)踐動(dòng)手能力，讓學(xué)生對(duì)模擬電子技術(shù)知識(shí)有更進(jìn)一步的了解。訓(xùn)練學(xué)生了解常用的集成電路，了解電子儀器的使用，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，更好的將理論與實(shí)踐結(jié)合起來，培養(yǎng)電子專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。 學(xué)生簽名： 2010 年1 月 7日課程設(shè)計(jì)評(píng)閱意見序號(hào)項(xiàng) 目等級(jí)優(yōu)秀良好中等及格不及格1課程設(shè)計(jì)態(tài)度評(píng)價(jià)2出勤情況評(píng)價(jià)3任務(wù)難度評(píng)價(jià)4工作量飽滿評(píng)價(jià)5任務(wù)難度評(píng)價(jià)6設(shè)計(jì)中創(chuàng)新性評(píng)價(jià)7論文書寫規(guī)范化評(píng)價(jià)8綜合應(yīng)用能力評(píng)價(jià)綜合評(píng)定等級(jí)評(píng)閱人 職稱 2011 年 月 日 目 錄第1章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書.2第2章 課程設(shè)計(jì)目的.5第3章 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思路.6第4章 電話機(jī)設(shè)計(jì)工作原理.9一、電話機(jī)的工作原理.9二、電話機(jī)的組

3、成部分.10第5章 元件清單和裝配圖.16第6章 課程設(shè)計(jì)心得.20第7章 參考文獻(xiàn).21第2章 課程設(shè)計(jì)目的1：為更好的運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，加深對(duì)電子電路的掌握，達(dá)到創(chuàng)新的目的。2：通過實(shí)踐設(shè)計(jì)制作一個(gè)雙音頻電話機(jī)，學(xué)會(huì)合理的利用集成電子器件制作電路基于模擬電路的課程設(shè)計(jì)與制作。3：了解簡易電話機(jī)的原理，自己動(dòng)手制作一部小巧實(shí)用的電話機(jī)。 4：通過對(duì)雙音頻電話機(jī)的設(shè)計(jì)與制作，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)模擬電子技術(shù)知識(shí)的理解和實(shí)踐操作能力。5：了解電路板和電子線路的裝配，掌握電路板的焊接方法。以達(dá)到鍛煉自我理論了聯(lián)系實(shí)際，將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際操作上的能力。6：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的科學(xué)態(tài)度，以及

4、獨(dú)立分析和動(dòng)手解決實(shí)際問題的能力。進(jìn)一步熟悉電子元器件的類型和特性，并掌握合理選用的原則與電子電路的安裝和調(diào)試技能。第3章 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思路電話通信以話音信息傳遞為基礎(chǔ)，傳送的是語音。在發(fā)送端，發(fā)話者通過送話器（聲電轉(zhuǎn)換器件）把話音變?yōu)殡娏餍盘?hào)，經(jīng)過電話線（通道）的傳輸，把話音電流信號(hào)傳到接收端，接收端將話音電流信號(hào)通過受話器（電聲轉(zhuǎn)換器件）轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇簦腿胧茉捳叨?。通信是雙向的。圖1交換機(jī)與電話機(jī)之間聯(lián)系圖2 PSTN電話網(wǎng)示意圖 電話通信的基本要求是：效率、非線性失真、頻率特性和清晰度四項(xiàng)。電話機(jī)是最基本、最普及的通信終端設(shè)備之一，它既是通信的始端，也是通信的的末端。話音清晰與否、聲音大小與

5、否直接與話機(jī)的質(zhì)量有關(guān)。將電話外線接入，當(dāng)掛機(jī)時(shí)，掛線開關(guān)接通振鈴電路，目前廣泛采用的程控交換機(jī)的工作電壓為直流60V左右，鈴流信號(hào)的電壓為交流90V左右，沒有振鈴信號(hào)輸入時(shí)由于C1對(duì)直流電壓是斷路的，因此沒有電流流入電話機(jī)，當(dāng)有交流的鈴音信號(hào)到來時(shí)，經(jīng)R1和C1后，經(jīng)極性保護(hù)電路在D1兩端形成一個(gè)直流27V左右的電壓，作為振鈴電路的工作電源。振鈴電路得電后，鈴音振蕩電路工作，從8腳輸出鈴音信號(hào)，經(jīng)R6限流后，在蜂鳴片上發(fā)出電話振鈴音。當(dāng)聽到鈴聲后拿起電話機(jī)，此時(shí)電話機(jī)工作在摘機(jī)狀態(tài)，掛線開關(guān)復(fù)位，此時(shí)一方面斷開C1通路SW1直接接入極性保護(hù)電路，另一方面斷開振鈴電路供電回路，接通通話部分電路

6、。由于通話電路阻抗較低，變會(huì)形成一個(gè)有效的摘機(jī)信號(hào)，交換機(jī)接到這個(gè)摘機(jī)信號(hào)后，回路電壓變?yōu)?V左右，作為整機(jī)的工作電源。  摘機(jī)后，外電源經(jīng)R5、R6分壓，Q1飽和導(dǎo)通，其集電極變?yōu)榈碗娖?，啟?dòng)撥號(hào)芯片，芯片啟動(dòng)后，不斷的對(duì)鍵盤不斷地進(jìn)行掃描，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后，從TONE腳輸出雙音頻信號(hào)。通話中，線路傳輸過來的語音信息，經(jīng)C3耦合后，Q2放大，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音，而接聽電話者的說話聲，則從MIC拾取后，經(jīng)R8、C1耦合送入線路，完成與異地的通話。通話原理：電話通信是通過聲能與電能相互轉(zhuǎn)換、并利用“電”這個(gè)媒介來傳輸語言的一種通信技術(shù)。兩個(gè)用戶要進(jìn)行通信，最簡單的形式就是將

7、兩部電話機(jī)用一對(duì)線路連接起來。 1.當(dāng)發(fā)話者拿起電話機(jī)對(duì)著送話器講話時(shí)，聲帶的振動(dòng)激勵(lì)空氣振動(dòng)，形成聲波。 2.聲波作用于送話器上，使之產(chǎn)生電流，稱為話音電流。 3.話音電流沿著線路傳送到對(duì)方電話機(jī)的受話器內(nèi)， 而受話器作用與送話器剛好相反-把電流轉(zhuǎn)化為聲波，通過空氣傳至人的耳朵中。 這樣，就完成了最簡單的通話過程。電路工作原理圖如下：第4章 電話機(jī)設(shè)計(jì)工作原理一、電話機(jī)的工作原理 電話通信是通過聲能與電能相互轉(zhuǎn)換、并利用“電”這個(gè)媒介來傳輸語言的一種通信技術(shù)。兩個(gè)用戶要進(jìn)行通信，最簡單的形式就是將兩部電話機(jī)用一對(duì)線路連接起來。 a) 當(dāng)發(fā)話者拿起電話機(jī)對(duì)著送話器講話時(shí)，聲帶的振動(dòng)激勵(lì)空氣振動(dòng)

8、，形成聲波。 b) 聲波作用于送話器上，使之產(chǎn)生電流，稱為話音電流。 c) 話音電流沿著線路傳送到對(duì)方電話機(jī)的受話器內(nèi)， d) 而受話器作用與送話器剛好相反-把電流轉(zhuǎn)化為聲波，通過空氣傳至人的耳朵中。 這樣，就完成了最簡單的通話過程。 電話機(jī)具有將終端的音波轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，通過電話線傳送到遠(yuǎn)距離的對(duì)方，同時(shí)將對(duì)方傳送來的電子信號(hào)再生為語音（音波），使其通話的功能，以及發(fā)送可從多個(gè)對(duì)方中選擇的信號(hào)（撥號(hào)脈沖），告知對(duì)方的呼叫音等功能。電話機(jī)由將語音轉(zhuǎn)換為電流發(fā)送到電話線的送話機(jī)、將對(duì)方傳送來的電流還原為語音的受話機(jī)、呼叫對(duì)方的撥號(hào)或按鈕、發(fā)送呼叫音的鈴聲、將這些連接在電話線上執(zhí)行其功能的線路網(wǎng)等

9、組成。送話機(jī)內(nèi)有裝滿碳素顆粒的小箱子，其前方有薄硬鋁合金振動(dòng)板。振動(dòng)板根據(jù)語音振動(dòng)，振動(dòng)碳素顆粒，碳素顆粒傳導(dǎo)電流，隨著顆粒的接觸程度，電阻發(fā)生變化，生成語音電流。受話機(jī)接受對(duì)方的語音電流后，在線圈上生成語音電流引起的磁力，振動(dòng)鐵振動(dòng)板，發(fā)出聲音。二、電話機(jī)的組成部分HX01型電話由振鈴電路、通話電路、撥號(hào)電路和受話電路組成。 1、振鈴電路： 在振鈴電路中D1D4四個(gè)二極管組成全波整流電路，IC1（KA2411）是電話機(jī)專用振鈴集成電路，可輸出雙音調(diào)鈴聲。 圖5-1 振鈴電路 電話機(jī)在掛機(jī)狀態(tài)時(shí)，HOOK-1、HOOK-2的接點(diǎn)位置如圖所示。交換機(jī)向話機(jī)振鈴時(shí)，25HZ/90V 鈴流由外線T、

10、R端輸入，經(jīng)全波整流電路輸出，加在27V穩(wěn)壓二極管W1上， C14是濾波電容。 IC1（KA2411）的Pin1獲得27V電壓后，就進(jìn)入工作狀態(tài)。R2、C4組成低音頻發(fā)生電路，R4、C3組成高音頻發(fā)生電路，最后鈴聲由Pin8輸出，驅(qū)動(dòng)YD（蜂鳴器）發(fā)出鈴聲，YD是壓電陶瓷材料構(gòu)成的電聲器件。1VCC電源+8OUT輸出2RSL滯后觸發(fā)端7HIGHT高音頻3LOW低音頻6HIGHT高音頻4LOW低音頻5GND地KA2410的引腳5 2、撥號(hào)電路：撥號(hào)電路以撥號(hào)器IC2（CM91210）為核心，見圖5-3。IC2已經(jīng)固定在電路板上，這種集成電路稱作“幫定片”，Pin14為R1R4列線，Pin1518

11、為C1C4行線，組成4×4鍵盤矩陣。加電后Pin14或Pin1518其中必然有一為低電位，另一為高電位。按下鍵盤“1”鍵，就是使C1、R1的電位均為低電位，其余同理類推。晶體XT和2C1、2C2組成3.58MHZ振蕩器的外部電路，為DTMF提供基準(zhǔn)時(shí)鐘。取機(jī)后，A處電壓為410V（視線路遠(yuǎn)近和話機(jī)電流而定），Q3導(dǎo)通，向IC2的Pin5提供啟動(dòng)信號(hào)“0”電位B。同時(shí)C處的電壓為4.7V，向IC2的Pin10提供電源。Q1是發(fā)話放大器，除了發(fā)話話音由Q1輸出外，撥號(hào)DTMF信號(hào)也由Q1輸出。當(dāng)按下號(hào)盤時(shí)D處的Pin12輸出DTMF，經(jīng)3R9、3C9，加到Q1基極，經(jīng)集電極輸出到外線。在

12、發(fā)碼期間，E處輸出/XMUTE=“0”信號(hào)，用于封鎖發(fā)話輸出，防止干擾DTMF。3、發(fā)話電路：發(fā)話電路由MIC和Q1組成，見圖5-3。取機(jī)后MIC電源從外線獲得，經(jīng)3R1、3R2和3R6加到MIC+級(jí)。話音經(jīng)3R10、3C8加到Q1基極，經(jīng)集電極輸出到外線。 圖5-3 DTMF與發(fā)話電路 4、受話電路:由Q4組成的受話電路是一個(gè)最簡單的功放，見圖5-4。3R8提供Q4的基極偏置，3C4形成負(fù)反饋。外線進(jìn)來受話，經(jīng)3R3、3C3進(jìn)入Q4的基極。由Q4的集電極輸出，推動(dòng)YD（揚(yáng)聲器）。5-4 受話電路這個(gè)受話電路的關(guān)鍵點(diǎn)在于電源的供給和消側(cè)音電路的連接。關(guān)鍵點(diǎn)之一是受話電路的電源與發(fā)話電路的電源是

13、串聯(lián)的，見圖5-5。3R7是受話電路的限流電阻，3C5是電源去耦，去除受、發(fā)話電路之間的交流耦合。關(guān)鍵點(diǎn)之二是消側(cè)音電路。由于發(fā)話和受話都要經(jīng)過外線，因此發(fā)話和受話都會(huì)進(jìn)入受話電路，。發(fā)話進(jìn)入受話形成側(cè)音，發(fā)話在近端其影響遠(yuǎn)大于受話，過大的側(cè)音會(huì)造成聽覺不適，消側(cè)音是2/4線轉(zhuǎn)換中普遍存在的問題。消側(cè)音的方法很多，如平衡電橋法、變壓器平衡法和相位平衡法等，在這個(gè)電路中采用了相位平衡法，見圖5-6 。 5-5電源串聯(lián)的發(fā)話與受話電路 5-6 相位平衡消側(cè)音電路我們知道從Q1發(fā)射極（A點(diǎn)）和集電極（B點(diǎn)）輸出的相位是反相的，所以我們可以通過選擇3R5、3R4和3R3使C點(diǎn)的信號(hào)相抵消，從而使發(fā)話不

14、進(jìn)入受話。在實(shí)際使用中，側(cè)音不能一點(diǎn)也沒有，因?yàn)閷?shí)際上人耳如果一點(diǎn)也聽不到自己的說話，就會(huì)以為對(duì)方聽起來聲音也很小，甚至以為電話機(jī)壞了。5、通話過程掛機(jī)時(shí)，HOOK-1、HOOK-2的23接點(diǎn)閉合，電話機(jī)準(zhǔn)備接收外線振鈴。取機(jī)通話時(shí)，HOOK-1斷開振鈴電路，HOOK-2接通電話機(jī)，外線-48V電壓經(jīng)過D1D4四個(gè)二極管進(jìn)入話機(jī)。D1D4四個(gè)二極管在此時(shí)起極性轉(zhuǎn)換作用，即不管外線（T、R）如何連接，始終保持進(jìn)入話機(jī)的電壓（VC=410V）極性為正。 VC進(jìn)入話機(jī)后引起三個(gè)電路進(jìn)入工作狀態(tài)。（1） 使Q3導(dǎo)通，向IC2的Pin5輸出啟動(dòng)信號(hào)，IC2進(jìn)入撥號(hào)發(fā)碼。（2） 通過2R8、2D1向穩(wěn)壓二

15、極管Z1供電，Z1輸出4.7V，供IC2。（3） 給發(fā)話電路和受話電路供電，發(fā)話電路和受話電路進(jìn)入放大工作狀態(tài)。于是外線環(huán)路，對(duì)交換機(jī)來說外線就呈現(xiàn)低阻抗，外線電路流過2040mA電流，表示用戶占用，送出撥號(hào)音，見圖5-7。這些電流主要流過發(fā)、受話電路，在取機(jī)時(shí)話機(jī)應(yīng)呈現(xiàn)300左右的阻抗。因此發(fā)、受話電路不通時(shí)是不能占用交換機(jī)的。 5-7 外線環(huán)路示意圖第5章 元件清單和裝配圖主板元件清單：手柄元件清單：第6章 課程設(shè)計(jì)心得 通過這次課程設(shè)計(jì)，由于對(duì)焊接技術(shù)有了一定的了解和基礎(chǔ)，這是以學(xué)生自己動(dòng)手，掌握一定操作技能并親手設(shè)計(jì)、制作、組裝與調(diào)試為特色的。它將基本技能訓(xùn)練，基本工藝知識(shí)和創(chuàng)新啟蒙有

16、機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)我們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。作為信息時(shí)代的大學(xué)生，僅會(huì)操作鼠標(biāo)是不夠的，基本的動(dòng)手能力是一切工作和創(chuàng)造的基礎(chǔ)和必要條件。我從小就對(duì)這種小制作很感興趣，那時(shí)不懂焊接，卻喜歡把東西給拆來裝去，但這樣一來，這東西就給廢了?，F(xiàn)在的這次課正是學(xué)習(xí)如何把東西“裝回去”。每次完成一個(gè)步驟，我都很有“成就感”。 我了解到了焊普通元件與電路元件的技巧、印制電路板圖的設(shè)計(jì)制作與工藝流程、電話機(jī)的工作原理與組成元件的作用等。這些知識(shí)不僅在課堂上有效，對(duì)以后的電子工藝課的學(xué)習(xí)有很大的指導(dǎo)意義，在日常生活中更是有著現(xiàn)實(shí)意義；也對(duì)自己的動(dòng)手能力是個(gè)很大的鍛煉。實(shí)踐出真知，縱觀古今，所有發(fā)明創(chuàng)造無一不是

17、在實(shí)踐中得到檢驗(yàn)的。沒有足夠的動(dòng)手能力，就奢談在未來的科研尤其是實(shí)驗(yàn)研究中有所成就。在實(shí)習(xí)中，我鍛煉了自己動(dòng)手技巧，提高了自己解決問題的能力。比如做收音機(jī)組裝與調(diào)試時(shí)，好幾個(gè)焊盤的間距特別小，稍不留神，就焊在一起了，但是我還是完成了任務(wù)。我覺得自己在以下幾個(gè)方面與有收獲：    1、對(duì)電子工藝的理論有了初步的系統(tǒng)了解。我們了解到了焊普通元件與電路元件的技巧、電話機(jī)的工作原理與組成元件的作用等。2、對(duì)自己的動(dòng)手能力是個(gè)很大的鍛煉。在實(shí)習(xí)中，我鍛煉了自己動(dòng)手技巧，提高了自己解決問題的能力。雖然在實(shí)習(xí)中會(huì)遇到難題，但是從中我學(xué)到了很多，使自己的動(dòng)手能力也有所提高。3、電話機(jī)制作的順利完成，不但增強(qiáng)了我對(duì)電子技術(shù)知識(shí)學(xué)習(xí)與運(yùn)用的興趣，