电子系统设计总结报告
题 目： 对讲机
班 级： 电气班
组 别： 第二组
指导教师：
设计时间：
对讲机
一、 引言
1、选题意义
有线对讲机在日常生活中应用广泛。有线对讲机原理简单，设计方便，制作简易，成本低，对于初次进行实验设计的我们来说实验成功率高。而且，有线对讲机广泛应用于医院病员呼叫机、门铃、室内电话等，具有应用范围广，实用性强的特点，所以有线对讲机日益成为生活中不可缺少的部分。并且，应用我们所学的模电与数点知识便可实现该对讲机的制作，可行性强。
2、设计目标
这次实验，我们小组的目标是依据所设计的电路图，进行正确焊接与调试，最终得到在2米内，能进行清晰对讲的“半双工对讲机”，即在同一时刻，一方讲话，另一方在距离其2千米处可以清晰听到其所讲内容，并通过调节转换开关，来进行听与说的角色的相互转换。
3、小组成员分工
小组成员具体分工见下表1
表1 小组成员及分工情况
二、 作品说明
1、功能
对讲机可用于室内电话、医院病员呼叫机、门铃等，可用2千米内进行对讲。本次实验制作成的对讲机为“半双工式对讲机”，即在相同时刻，主机与从机之间只有一个可以讲，而在此时刻，另一个只能听，通过一个双刀双掷开关控制讲话与听话的相互转换。
2、操作说明
操作时，按下电源开关，将控制转换的双刀双掷开关打到一侧，可以完成主机讲话，从机收听主机发送的声音信号；将控制开关打到另一侧，则可以完成从机讲话，主机接收由从机发送的声音信号。通过双刀双掷开关的转换完成主机与从机之间的交流与信息转换。当长时间不使用时，可将控制电源的开关关闭，这样可以节约电能，避免不必要的浪费。
三、基本原理
1、原理图
图1 实验电路原理图
2、工作原理
该电路只能完成“半双工”对讲，即在同一时刻，主机与从机之间只能有一方说，另一方说，而不能双方同时听说。听、说由开关S1控制，并且，开关要安装在主机处，即听说由主机来控制。若开关处于图中所示位置时是主机说、从机听，则当开关拨到下方时就是主机听、从机听。主、从机两端分别设置扬声器和话筒各一只，作为听说转换器件。LM386用作功放，由第3引脚输入信号，第5引脚输出信号，1、8引脚电容可以调整电路增益，7引脚接旁路电容，一般取 值为10微法。电源取值为4.5V—9.0V，本次实验所选电源值为6.0V，并选一个单刀单掷开关控制电源，以免不用时浪费电能。
四、主要原器件介绍
1、元器件清单
表2 电子元器件清单
2、主要原器件介绍
(1) LM386芯片
LM386是本次实验中最为核心的元件，它是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整且电压增益范围大、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。
尽管LM386的应用非常简单，但稍不注意，特别是器件上供电、断电瞬间，甚至工作稳定后，一些操作（如插拔音频插头、旋音量调节钮等）都会带来的瞬态冲击，在输出喇叭上会产生非常讨厌的噪声，而且，在LM386的焊接过程中要格外注意焊接速度，焊接时，要以较快速度焊接，以免焊接时温度过高，影响芯片的正常工作，一般焊接时间不超过60秒。
LM386 的相关参数及其需要注意的地方如下表3所示：
表3 LM386的相关参数
五、制作与调试
1、制作
本次实验的制作地点主要是实验室和教室。
我们在进行本次实验是可分为五大部分具体情况如下：
第一，我们有所要设计的产品的功能出发，设计并绘制电路图，计算各种元件的实验值；
第二，对电路图进行模拟仿真：
第三，对实验电路图中所涉及的电子元器件进行调研，包括主要参数、性能指标、主要功能特点以及市场价格等等，通过这些相关信息的比较，最终确定所要使用的器件；
第四，在电路板上进行布线，使得在电路焊接成功后，电路板能够清晰可见，便于调试；
第五，焊接与调试。在电路板上进行焊接，边焊接边调试，通过调试，最终得到与所设计的功能相同的电路板；
第六，安装外壳；
第七，根据所设计的成品，编写使用说明书。
用Proteus软件模拟仿真的电路图如图2所示，模拟电路的输入的波形图如图3所示，电路的输出的波形图如图4所示。
图2 模拟仿真电路图
图3 模拟电路输入波形图
图3 模拟电路输出波形图
2、调试
调试分为静态调试和动态调试：
(1)静态调试：先不接输入信号，测量各级晶体管静态工作点。凡处于放大状态的三极管，测量其Vce和Vbe，不应出现零状况，Vbe=0表示管子截止损坏，Vce=0表示管子饱和或击穿，均需要找出原因排除故障。处于放大状态的三极管Vbe为0.7V左右，Vce ＞1～2V。
(2)动态调试：接输入信号，各级电路的输出端应有相应的信号输出。线性放大电路不应有非线性失真；波形产生及变换电路的输出波形也应符合设计要求。调试时，可由前级开始逐级向右检测，这样容易找出故障点，及时调整改进。
接下来是指标测试：电路能正常工作之后，即可进行技术指标测试。根据设计要求。逐个测试指标完成情况。
出现的问题：
1,电路已经按照原电路图在电路板上焊好，但是对讲机发出的声音太小。2,LM386芯片的2号管脚是反相输入端，由于焊接时与其他接地端一起接地，
导致刚开始测试时，电路不工作，无法达到预期效果。
3,输出信号灵敏度较低，发出的噪音严重应影响实验效果。
解决方案如下：
（1）在LM386芯片前加上适当放大倍数的三极管。LM386是功放芯片，电压放大倍数较小，需要先进行电压放大。
（2）将电位器接入电路中的阻值调大。因为共射放大电路的输出电阻较大，无法带动较小的负载。
（3）用数字万用表逐一测试电路，发现2号管脚故障，将其与其他接地端分离悬空。
（4）由于扬声器的灵敏度低，将其更换为更高精度的电话机扬声器。
（5）焊接的过程中有的部分接触不良，仔细检查电路各部分的焊接。最终焊接成功的电路板如图4所示。
图4 焊接成功的电路板
六、设计小结
通过本次课程设计，加深了我们对模电知识和数电知识的理解，我们不仅对知识有了更为深入的理解与掌握，并且增强了动手能力和团队合作意识。设计过程中，要从所要设计的产品的功能入手来设计电路图，而且经过对电路图中的每一元件都需要精确的计算，根据调研情况，综合各方面信息来选出最合适的元件。此外，PCD板的设计也很重要，排版各个元件的分布和线的分布，使整个板子布局合理不出现短路的情况。在实验的整个过程中，大家能够以模数电知识以及电路分析知识为基础，耐心分析，仔细查找电路中存在的问题，如果仍不能发现错误所在，我们会及时与实验老师和指导教师沟通。在查找错误的过程，大家对知识的掌握明显提高，对培养我们通过分工合作，相互配合，最终成功制作了有限半双工式对讲机，即：在同一时刻，主机与从机之间只能有一方说，另一方说，而不能双方同时听说，我们制作的对讲机可以实现在2千米范围内的对讲。
七、参考文献
[1]封志宏，杜丽霞，崔用明.模拟电子技术.[M]. 兰州: 兰州大学出版社，2008.
[2]李积英，赵贺，侯越.数字电子技术.[M]. 北京：中国电力出版社，2011.
[3]高继森,电路与信号系统分析.[M].兰州：兰州大学出版社，2003.
第二篇：电子系统设计 课程总结
一、论述题：
1. 电子系统设计用到的软件？
SPICE/PSPICE、 protel或者dxp multisim10 dsp 、 Matlab、 Keil C51、Proteus、 DspBuilder 、Modelsim、quartus、外壳设计(AutoCAD）。
电原理图绘制、印制电路板设计、数字电路仿真、可编程逻辑器件设计等功能
2. 电子设计要注意哪些事项？
1、搭接电路方面：
（1）总体布局，在安放集成电路时要考虑整体的布局，应尽量让电流的流向合理，接线尽量短。
（2）应充分利用板子上的电源条，所有的正极、负极电源线都连成一个网，不要混用。
（3）电源和地之间要接个大的电解电容作滤波。
（4）当一个电子系统有多个电路单元组成时，每搭接成一个单元时，一定要进行检测，确认正确后再进行后路电路的设计。
（5）CMOS电路的输入端、控制端不能悬空。因MOS管的栅极对地的电阻式无穷大的，如有感应电荷就泄放不掉。
2、调试电路方面：
（1）首先检查使用仪器（示波器、万用表）是否正常。
（2）要考虑到仪器对电路的影响。
二、简析题：
1、设计电路地线怎么搞？有什么准则？
地线定义为：信号流回源的低阻抗路径。
在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。工作频率介于1MHz~10MHz, 的电路采用混合接地式。如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1-20，否则应采用多点接地法。悬浮接地是系统的地与大地不直接连接，而是通过变压器耦合或者直接不连接，处于悬浮状态。
地线造成电磁干扰的主要原因是地线存在阻抗，当电流流过地线时，会在地线上产生电压，这就是地线噪声。在这个电压的驱动下，会产生地线环路电流，形成地环路干扰。当两个电路共用一段地线时，会形成公共阻抗耦合。 解决地环路干扰的方法有切断地环路，增加地环路的阻抗，使用平衡电路等。解决公共阻抗耦合的方法是减小公共地线部分的阻抗，或采用并联单点接地，彻底消除公共阻抗。
接地 1．地线的共阻抗干扰 电路图上的地线表示电路中的零电位，并用作电路中其它各点的公共参考点，在实际电路中由于地线（铜膜线）阻抗的存在，必然会带来共阻抗干扰，因此在布线时，不能将具有地线符号的点随便连接在一起，这可能引起有害的耦合而影响电路的正常工作。 2．如何连接地线 通常在一个电子系统中，地线分为系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等几种，在连接地线时 应该注意以下几点： 1）正确选择单点接地与多点接地。在低频电路中，信号频率小于 1MHz，布线和元件之间的电感可以忽略，而地线电路电阻上产生的压降对电路影响较大，所以应该采用单点接地法。 当信号的频率大于 10MHz 时，地线电感的影响较大，所以宜采用就近接地的多点接地法。 当信号频率在 1~10MHz 之间时，如果采用单点接地法，地线长度不应
该超过波长的 1/20，否则应该采用多点接地。 2）数字地和模拟地分开。电路板上既有数字电路，又有模拟电路，应该使它们尽量分开，而且地线不能混接，应分别与电源的地线端连接（最好电源端也分别连接）。要尽量加大线性电路的面积。一般数字电路的抗干扰能力强，TTL 电路的噪声容限为 0.4~0.6V，CMOS 数字电路的噪声容限为电源电压的 0.3~0.45 倍，而模拟电路部分只要有微伏级的噪声，就足以使其工作不正常。所以两类电路应该分开布局和布线。 3）尽量加粗地线。若地线很细，接地电位会随电流的变化而变化，导致电子系统的信号受到干扰，特别是模拟电路部分，因此地线应该尽量宽，一般以大于 3mm 为宜。 4）将接地线构成闭环。当电路板上只有数字电路时，应该使地线形成环路，这样可以明显提高抗干扰能力，这是因为当电路板上有很多集成电路时，若地线很细，会引起较大的接地电位差，而环形地线可以减少接地电阻，从而减小接地电位差。 5）同一级电路的接地点应该尽可能靠近，并且本级电路的电源滤波电容也应该接在本级的接地点上。 6）总地线的接法。总地线必须严格按照高频、中频、低频的顺序一级级地从弱电到强电连接。高频部分最好采用大面积包围式地线，以保证有好的屏蔽效果。
2、什么时候用屏蔽？
屏蔽体具有减弱干扰的功能。
（1）当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率的金属材料中产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。
（2）当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。
（3）在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。
3、开关电源有哪些优点？
开关电源的主要优点：
体积小、重量轻（体积和重量只有线性电源的20～30%）、效率高（一般为60～70%，而线性电源只有30～40%）、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化。
开关电源的主要缺点：
由于逆变电路中会产生高频电压，对周围设备有一定的干扰。需要良好的屏蔽及接地
开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止．将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高很多．所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热！！成本很低．如果不将50Hz变为高频那开关电源就没有意义！！开关变压器也不神秘．就是一个普通的变压器！这就是开关电源。
4、电路模块间怎么耦合？
耦合是指两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象；概括的说耦合就是指两个或两个以上的实体相互依赖于对方的一个量度
非直接耦合：两个模块之间没有直接关系，它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的
数据耦合：一个模块访问另一个模块时，彼此之间是通过简单数据参数 (不是控制参数、公共数据结构或外部变量) 来交换输入、输出信息的。
标记耦合 ：一组模块通过参数表传递记录信息，就是标记耦合。这个记录是某一数据结构的子结构，而不是简单变量。
控制耦合：如果一个模块通过传送开关、标志、名字等控制信息，明显地控制选择另一模块的功能，就是控制耦合。
外部耦合：一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构，而且不是通过参数表传递该全局变量的信息，则称之为外部耦合。
公共耦合：若一组模块都访问同一个公共数据环境，则它们之间的耦合就称为公共耦合。公共的数据环境可以是全局数据结构、共享的通信区、内存的公共覆盖区等。
内容耦合：如果发生下列情形，两个模块之间就发生了内容耦合
(1) 一个模块直接访问另一个模块的内部数据;
(2) 一个模块不通过正常入口转到另一模块内部;
(3) 两个模块有一部分程序代码重迭(只可能出现在汇编语言中);
(4) 一个模块有多个入口。
三、分析题：
1、用什么办法解决温室大棚中测温度、湿度的仪器，温度、湿度传感器被淋湿后出现故障，不能正常工作的问题（传感器的构造选择防水的、位置）？
答：
2、高压杀虫器装置为了提供便携高压可变，会产生高压脉冲导致单片机不能正常工作怎么办（滤波、看门狗、稳压、屏蔽）？ 答：
四、填空题：
1、带宽？
2、运算放大器为什么有运放?
运算放大器能够应用到各种运算电路中的 有集成的放大电路为了实现输出电压与输入电压的某种运算关系
3、单片机为什么要有中断？
没有中断CPU效率低 提高CPU的并行运行的效率
4、什么是直流、交流、功率放大器？
直接耦合就是直流放大器 阻容耦合的就是交流放大 能够向负载提供足够的信号功率的放大电路是功率放大器
5、负载大指什么？
大负载就是能产生大电流的设备负载，如110KW的直流电机就是大负载，20KW的直流电机就是小负载，负载的大小决定于其电流的大小。
所谓带负载能力，是说电路的输出电阻的大小，和电压源（电流源）中的内阻是一个意思
6、什么是脉宽？
脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
7、怎么控制单片机的正反？
用同一个IO来控制两个不同的位口，延时的时间一定要一致，两台电机同时转（同时输出相同电平信号高或低），一台正转同时另一台反转（同时输出相反电平
8、
9、主频过高会出现什么情况？
产生射频信号会造成干扰。
10、每个IC系统的电源滤波怎么放置？
在电子设备或系统内安装滤波器或放置滤波电路时要注意的是：在捆扎设备电缆时，千万不能把滤波器输入端的电缆和滤波器输出端的电缆捆扎在一起；PCB布线时，千万不能把滤波器输入端的倍号线和滤波器输出端的信号线布置在一起，因为这无疑加剧了滤波器输入输出端之间的电磁耦合，形成串扰（关于如何防止串扰在第7章中进行描述），严重破坏滤波器和设备屏蔽对干扰信号的抑制能力。
另外，要求滤波器的外壳或滤波电路中共模滤波电容（有时也叫Y电容）与系统大地之间有良好的低阻抗电气连接，也就是说，要处理好滤波器的接地
11、要解决的问题就是针对“公共地阻抗耦合”和“低频地环路”,
12、高频电路设计时要考虑哪些问题？
高频电路设计注意哪些问题
1、元器件选用适合用于高频电路的，介质损耗要小
2、注意交流信号和直流信号屏蔽，走线尽量不要平行走线，电源线要略宽过交流信号线。
3、大面积接地，接地线尽量宽。
4、高频器件大多很脆弱，注意防静电和防过压。
5、直流源要干净，用大电容对电源纹波过滤好的电容耦合掉电源的高频干扰
13、PCB做振动试验的原因？
振动试验是评定元器件、零部件及整机在预期的运输及使用环境中的抵抗能力. 物体或质点相对于平衡位置所作的往复运动叫振动。
14、为什么要用无铅焊锡呢？
主要原因是为了环保铅属于重金属，确实对人体是有害的。
15、单面板无法完成时怎么办？（用少量的飞线）