测控电路课程设计

测控电路 课 程 设 计

课程设计名称：

专 业 班 级 ： 测控0901 学 生 姓 名 ： 李永超 学 号 ： 200948770102 指 导 教 师 ： 刘建娟 课程设计时间：

一．引言

随着测控技术的发展，我们能将自然界的很多信息采集并展现出来，并且以此为依据加以控制。现在市面上有很多无线监听设备，大多用于公安人员侦破案件，一个很好的声音采集发送接收系统能帮助公安人员顺利的获取信息，也可以做无线话筒，耳麦等等，如果将这种发射和接受机制加以改进就能做出对讲机，还给很多需要长时间通话，且距离不是很远的人提供了很大的方便。

我们作为测控技术与仪器专业的学生，了解大量的传感器，知道如何采集信息，现在有学习了测控电路，并做了大量测控电路的实验，有了一定的信号处理技术。基于自己对声音采集的兴趣，以及自己掌握的知识，我设计了这个声音采集发送接收系统。

二.总体设计方案 2.1设计框图如图2.1

图2.1设计框图

声音采集利用驻极体传声器，通过传声器将声音信号转变成电压信号，这时的电压信号是微弱的，将微弱的电压信号放大，声音信号的频率在20 Hz～20 kHz之间，用滤波器滤除 这个频率区间以外的噪声，这个信号几乎可以复原出所采集的声音。这是的声音信号不能直接发射，因为声波在媒质中传送产生发射的散射，声音强度随距离增大而衰减，因此远距离传送必须依靠载体，大多用电磁波，电磁波传送时延时微乎其微，效果非常理想，所有要将声音信号送到调制电路进行幅度调制，然后通过发射电路耦合到天线上，接收端接受信号并解调，然后进行放大送到扬声器，这个系统简单实用，并且适合中远距离，得到的声音跟收音机一样，只是不能进行频道调节，因为参数都已设定好，整体设计是基于单个的测控电路模块儿。

2.2声音采集电路

采集声音的传感器多种多样，其中驻极体传声器是一种灵敏度很高的传感器，驻极体传声器内部主要包括声电转换和阻抗变换两部分。声电转换部分包括振膜、极板、空隙三部分。声电转换的关键元件是振动膜，它是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层纯金薄膜，然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷，膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开，这样，蒸金膜与金属极板之间就形成一个电容。当声音传入时，振膜随声波的运动发生振动，此时振膜与固定电极间的电容量也随声音而发生变化。从而产生了随声波变化而变化的交变电压信号，如此就完成了声音转换为电信号的过程。电压变化的大小，反映了外界声压的强弱，这种电压变化频率反映了外界声音的频率。驻极体传声器振膜与极板之间的电容量比较小，一般为几十pF。因而这个电信号输出阻抗很高，而且很弱。因此，不能将驻极体传声器的输出直接与音频放大器相接。而场效应晶体管具有输入阻抗极高、噪声系数低的特点，因此，一般是在传声器内部接入一只输入阻抗极高的结型场效应晶体三极管用来放大驻极体电容产生的电压信号，同时以比较低的阻抗在源极S或者漏极G输出信号，实现阻抗变换，如图2.2所示。

图2.2声音采集电路

2.3声音放大电路

声音采集电路已经对传声器的信号进行了放大并进行了阻

抗变换，对输出的信号MICout2可以用差动放大电路进行放大，对差动放大电路的一端接地，这样可以有效的消除其他噪声的影响，从一个输出端取出经过放大的电流Vout1，电路如图2.3。

图2.3声音放大电路

2.4滤波电路

声音的频率在20 Hz～20 kHz之间，为了消除该频率段之外的噪声干扰，对放大电路输出Vout1进行滤波可采取低通滤波方法，截止频率在20kHz左右，滤波电路如图2.41所示，该滤波器中的R17和C6控制了截止频率。将频率为1kHz的低频信号进行相乘调制，载波信号频率为50kHz，得到波形如图2.42所示，进行低通滤波后波形如图2.43所示.

图2.41相乘调制波形

图2.42低通滤波后波形

图2.43滤波电路

2.5调制电路

幅度调制有很多优点，其中最重要的是传输距离远以及电路简单，不过其传送音频的频带较窄，只有200Hz-2500Hz，但是对于一般的声音传输来说已经够了。所谓幅度调制，就是用调制信号的幅度控制高频载波信号的幅度，得到变化周期与调制信号周期相同的信号波形。设调制信号为U(t) Umcos t，载波信号为Uc(t) Ucmcoswt则调幅信号为

UA UAm(1 kcos t)coswt，其中k为调制度。幅度调制电路如图2.51所示。输入一正

弦波，如图2.52所示，调幅后的信号如图2.52所示。对于发送电路，这里不做介绍，给出电路图如2.54所示。

图2.51调幅电路

图2.52正弦波

2.53调幅波形

2.54发送电路

2.6接收解调电路

调节可变电容，使得谐振回路振荡频率f 2

lc

与发射回路发射频率相等，便得到了

调幅信号，我们选择与调幅电路对应的解调电路，电路图如图2.6所示。其中可调电容与线圈构成了收回路，之后是解调电路。去掉接收部分，便是解调电路，采用了乘法 …… 此处隐藏：920字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……