课程设计--语音录放器
南华大学电气工程学院
《电子技术课程设计》设计题目：语音录放器
专业：本11通信02班
学生姓名：王佳杰
学号： 20114400218 指导教师:王彦
教研室主任：王彦
《电子技术课程设计》任务书
1．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：
一、课程设计内容
题目：语音录放器
要求：电源电压DC6~12V，利用语音录放芯片完成声音的录放。
注：可以采用麦克风作为声音传感器，扬声器作为声音播放，ISD2560等语音芯片制作。
二、课程设计要求
1.综合运用已学习过模拟电路和数字电路等知识，阅读相关集成电路芯片资料和相关文献，了解电子电路设计的有关知识，方法和特点，掌握基本的电子电路设计和芯片使用方法。
2.一人一题，所设计的电路必须制作成功，并且全部或者部分通过计算机仿真。课程设计必须自己独立完成，不得从网上下载，一经发现该课程成绩记零分。
3.课程设计设计说明书（报告）应包括有：
①电路工作原理分析
②电路元器件参数设计计算
③电路调试说明
④电原理图和PCB图（必须自己画）
⑤元器件装配图（必须自己画）
⑥元器件清单
⑦自己的收获和体会
⑧要求字数不得少于3500字
⑨要求图纸布局合理，符合工程要求，使用
Protel等软件绘制电原理图（SCH）、元器件布
局图和印制电路板(PCB)。
4.所有的文档和表格必须采用Word形式。
5.同类型的设计题可以组成一个设计组，组员之间可以开展研究与讨论。雷同者均计0分。
6.阅读有关芯片英文参考资料，理解资料内容。
7.英文资料中的曲线、参数、方框图、引脚端封装等图（不包括电原理图和PCB图）可以直接采用（pdf 文档中的图可放大300倍后裁剪到Word文档中），图中的英文可以采用英文（中文）方式翻译在图下。
8.英文资料中的一些词，如果翻译拿不准，可以采用英文（中文）方式标注。
9.设计资料中的有关的公式可以直接采用。
10.课程设计结束，需要交制作的作品、文字稿和电子稿，采用Word文档形式。
11.成绩评定：
①按ABCDE分档，其中：优秀为A，良好为B，
中等为C，及格为D，不及格为E。
②课程设计设计说明书占60%，实物制作占40%。
2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel 软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。
3．主要参考文献：
（1）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛技能训练[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007 （2）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛制作实训[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007 （3）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛系统设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2006 （4）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛电路设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2006 （5）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2010
（6）黄智伟等.基于NI multisim的电子电路计算机仿真设计与分析[M]．北京：电子工业出版社，2007
（7）黄智伟.印制电路板（PCB）设计技术与实践[M]．北京：电子工业出版社，2009
（8）高吉祥等.电子技术基础实验与课程设计[M]．北京：电子工业出版社，2002
（9）吴运昌.模拟集成电路原理与应用[M]．广州：华南理工大学出版社，2001年
（10）谭博学等. 集成电路原理及应用[M]．北京：电子工业出版社，2003
（11）魏立军.CMOS 4000系列60种常用集成电路的应用[M]．北京：人民邮电出版社，1993
（12）杨宝清.实用电路手册[M]．北京：机械工业出版社.2002
（13）陈有卿.报警集成电路和报警器制作实例[M]．人民邮电出版社1996
（14）肖景和.红外线热释电与超声波遥控电路[M]．人民邮电出版社.2003
4．课程设计工作进度计划：
序号起迄日期工作内容
1. 2013.10.28~2
013.11.8
资料查找和阅读
2 2013.11.9~20
13.11.15
电路方案选择，电路设计和计算，
电路仿真
3 2013.11.16~2
013.11.27
材料购买，电路设计和PCB设计
4 2013.11.28~2
013.12.9
PCB制作，电路元器件安装
5 2013.12.10~2
013.12.18
作品调试
6 2013.12.19~2
013.12.24
课程设计设计说明书写作
指导教师王彦日期： 2013年 10月 26 日
引言 (6)
1 语音录放器的设计 (6)
1.1 总体设计 (7)
1.2 驻极体话筒 (7)
1.2.1 概述 (7)
1.2.2 构造与原理 (7)
1.2.3 驻极体话筒的主要参数 (8)
1.3 动圈式扬声器 (8)
1.4 ISD1820语音录放器芯片介绍 (8)
1.4.1 芯片介绍 (8)
1.4.2 主要特性.............................................
8
1.4.3 封装形式 (9)
1.4.4 引脚描述 (9)
1.4.5 ISD1820参数 (10)
1.4.6 ROSC口电阻与录音时间关系 (10)
2 电路的制作与调试 (11)
2.1 电路的布线与焊接........................................
11
2.1.1 总线特点............................................
11
2.1.2 在Altium designer软件画原理图.......................
11
2.1.3 Altium designer软件画PCB (11)
2.1.4 焊接................................................
11
2.2 调试....................................................
12
2.2.1 调试所用仪器........................................
12
2.2.2 调试电路的方法和技巧................................
12
2.2.3 调试过程中遇到的故障、原因与排除方法 (12)
2.3 功能测试................................................
12
3 扩展 (13)
3.1 加入功率放大器..........................................
13
3.2 使用单片机控制..........................................
13
3.3 批量拷贝................................................
13
4 结论 (13)
参考文献 (14)
附录A 所需元件清单 (15)
附录B 语音录放器原理图 (15)
附录C 语音录放器PCB图 (16)
附录D 实物图 (16)
引言
从20世纪30年代初到50年代末，有声电影主要应用光学录音方法。虽然有声电影初期曾使用过唱片配音的方法，光学录音是以感光材料为媒介记录声音的方法，泛用这种方法录制的影片为数不多，时间很短。光学录音进入电影领域后，在世界范围内掀起了从无声电影到有声电影的高潮，推动了电影事业的大发展。40年代末50年代初磁性录音也进入了电影领域，但大量拷贝仍以光学录音为主；80年代磁性录音和光学录音两种方法并用。
随着经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，现在的人已经离不开音乐，而且对听觉要求越来越高。计算机技术和数字电子的发展，现在的语音系统有了重大的飞跃，从以前的体积较大的单放机、复读机发展到了音质较好、体积小、容量大的MP3、MP4、手机，可以说语音技术已经相当成熟了。
自80年代以来，美、日等国的数字语音技术的研究工作进入了应用阶段，相继研制的大规模集成电路语音芯片已经供应市场，并不断推出新的产品。数字语音技术的应用领域十分广泛，首先是数字通信系统。当通过数字通信系统传送语音信号时，语音数字化技术是必不可少的。发送端实际上即为语音编码，接收端为语音合成。在我们日常生活中，数字化语音存储与回放技术得到了广泛的应用，比如说公交车的报站器，MP3播放器，手机等，使得产品功能强大，淘汰了磁带录音的传统方式，方便了人们的生活，推动了社会进步。
本设计的主要是制作一个语音录放设备。一个简单的语音录放器必须由声音传感器、声音播放设备和语音芯片三个主要部分组成。本文按照设计要求，采用麦克风作为声音传感器，扬声器作为声音播放，语音芯片则采用了美国ISD公司生产的相对简单且较为实用的ISD1820芯片。
1语音录放器的设计
1.1总体设计
该语音录放器的语音录放功能实现主要是通过语音芯片ISD1820完成的。在录音模式下，语音信号，即声波信号，通过麦克风，将其转换成电信号，然后经过电路的放大和滤波，将相对比较“干净”的电信号传给芯片ISD1820，最后，芯片ISD1820采样并记录下这样一段信号。在播放模式下，芯片ISD1820再将之前获得并储存的电信号经电路传给喇叭，喇叭将此电信号还原成声波信号播放出来，送入我们的耳朵。如图1所示，语音录放器的总体结构框图。
图1.语音录放器的总体结构框图
1.2 驻极体话筒
1.2.1概述
驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。
1.2.2构造与原理
驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。声电转换的关键元件是驻极体振动膜。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。当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而产生了随声波变化而变化的交变电压。驻极体膜片与金属极板之间的电容量比较小，一般为几十pF。因而它的输出阻抗值很高(Xc＝1／2~tfc)，约几十兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。所以在话筒内接入一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。场效应管的特点是输入阻抗极高、噪声系数低。普通场效应管有源极(S)、栅极(G)和漏极(D)三个极。这里使用的是在内部源极和栅极间再复合一只二极管的专用场效c应管。接二极管的目的是在场效应管受强信号冲击时起保护作用。场效应管的栅极接金属极板。这样，驻极体话筒的输出线便有三根。即源极 S，一般用蓝色塑线，漏极 D，一般用红色塑料线和连接金属外壳的编织屏蔽线。
图2.驻极话筒的原理图和结构图
1.2.3驻极体话筒的主要参数
工作电压：Uds 1.5~12V，常用的有 1.5V，3V，4.5V 三种
工作电流：Ids 0.1~1mA 之间
输出阻抗：一般小于 2K（欧姆）
灵敏度：单位：伏/帕，国产的分为 4 档，红点（灵敏度最高）黄点，蓝点，白点（灵敏度最低）
频率响应：一般较为平坦
指向性：全向
等效噪声级：小于35分贝
1.3 动圈式扬声器
目前市面上90%的扬声器都是动圈式扬声器，所以本设计中也采用这种扬声器作为声音的输出设备。
1.4 ISD1820语音录放芯片介绍
1.4.1芯片简介
美国ISD公司于2001年最新推出一种单片8～20秒单段语音录放电路ISD1820，它的基本结构与ISD1110、1420完全相同，采用CMOS技术，内含振荡器，话筒前置放大，自动增益控制，防混淆滤波器，扬声器驱动及FLASH阵列。
1.4.2主要特性
（1）使用方便的单片8至20秒录音录放；
（2）高质量，自然的语音还原技术；
（3）边沿/电平触发放音；
（4）自动节电，维持电流0.5uA；
（5）不耗电信息保存100年（典型值）；
（6）外界电阻调整录音时间；
（7）内置喇叭驱动放大电路；
（8）10000次录音周期（典型）；
（9）3-5V单电源工作；
（10）借助专用设备可以批量拷贝。
1.4.3封装形式
该芯片有四种不同封装形式，其中常用的有两种，这次选用的是硬包封双列直插14脚的DIP14。
图3.通用的，软包封单列直插12脚的COB12，字符
标记为1810COB
图4.的，硬包封双列直插14脚的DIP14，字符标记
为ISD1820P
1.4.4引脚描述
（1）电源(VCC)：芯片内部的模拟和数字电路使用的不同电源总线在此引脚汇合，这样使得噪声最小。去耦电容应尽量靠近芯片。
（2）地线(VSSA, VSSD)：芯片内部的模拟和数字电路的不同地线汇合在这个引脚。
（3）录音（REC)：高电平有效。只要REC变高(不管芯片处在节电状态还是正在放音)，芯片即开始录音。录音期间，REC必须保持为高。REC变低或内存录满后，录音周期结束，芯片自动写入一个信息结束标志(EOM)，使以后的重放操作可以及时停止。然后芯片自动进入节电状态。注：REC的上升沿有84毫秒防颤，防止按键误触发。
（4）边沿触发放音(PLAYE)：此端出现上升沿时，芯片开始放音。放音持续到EOM 标志或内存结束，之后芯片自动进入节电状态。开始放音后，可以释放PLAYE。
（5）电平触发放音(PLAYL)：此端从低变高时，芯片开始放音。放音持续至此端回到低电平，或遇到EOM标志，或内存结束。放音结束后芯片自动进入节电状态。
（6）录音指示(/RECLED)：处于录音状态时，此端为低，可驱动LED。此外，放音遇到EOM标志时，此端输出一个低电平脉冲。此脉冲可用来触发PLAYE，实现循环放音。
（7）话筒输入(MIC)：此端连至片内前置放大器。片内自动增益控制电路(AGC)控制前置放大器的增益。外接话筒应通过串联电容耦合到此端。耦合电容值和此端的10K Ω输入阻抗决定了芯片频带的低频截止点。
（8）话筒参考(MIC REF)：此端是前置放大器的反向输入。当以差分形式连接话筒时，可减小噪声，提高共模抑制比。
（9）自动增益控制(AGC)：AGC动态调整前置增益以补偿话筒输入电平的宽幅变化，使得录制变化很大的音量(从耳语到喧嚣声)时失真都能保持最小。通常4.7uF的电容器在多数场合下可获得满意的效果。
（10）喇叭输出(SP+,SP-)：这对输出端可直接驱动8Ω以上的喇叭。单端使用时必须在输出端和喇叭之间接耦合电容，而双端输出既不用电容又能将功率提高至4倍。SP+和SP-之间通过内部的50KΩ的电阻连接，不放音时为悬空状态。
（11）外部时钟(XCLK)：此端内部有下拉元件，只为测试用，不用接。
（12）振荡电阻(ROSC)：此端接振荡电阻至VSS，由振荡电阻的阻值决定录放音的时间。
（13）直通模式(FT)：此端允许接在MIC输入端的外部语音信号经过芯片内部的AGC电路、滤波器和喇叭驱动器而直接到达喇叭输出端。平时FT端为低，要实现直通功能，需将FT端接高电平，同时REC、PLAYE和PLAYL保持低。
1.4.5ISD1820参数
图5.ISD1820参数
1.4.6ROSC口电阻与录音时间关系
图6. ROSC口电阻与录音时间关系
2电路的制作与调试
2.1 电路的布线与焊接
2.1.1总体特点
该设计所设计的各部分硬件电路，总体特点是：
（1）大部分的电容电阻采用贴片封装，节约板材，减少成本；
（2）为了检错方便电路采用分模块制作；
（3）在电路布局时，尽量合理安排空间，这样可以避免跳线，从而美化电路；
因此，应合理布线，以降低焊接难度，降低出错率，同时防止干扰。
2.1.2在Altium designer软件画原理图
用Altium designer软件将已经设计好的语音录放器电路图画出来，如图7所示。
图7.语音录放器原理图
2.1.3Altium designer软件画PCB
在本设计中，画PCB要注意的一些地方。首先，在原理图转换成PCB之后，不要急于连线，要把元器件的分装摆放好，以减少跳线的麻烦。其次，元器件摆放好之后，接下去就是布线，布线时尽量不用自动布线，不要怕麻烦，要自己手动布线。在遵循一定的规则下，手动布线更加美观。附录C为语音录放器的PCB图。
2.1.4焊接
（1）焊接电阻器
套件中的电阻器采用的是4道色环的普通电阻器。
（2）焊接电容器
电路中的电容器有陶瓷电容器和电解电容器之分。陶瓷电容器没有极性：电解电容器有极性，长脚为“十”。短脚为“一”，插装时务必注意极性，采用卧式插装。
（3）焊接微动开关
焊接微动开关前先测量开关的好坏，插装时要紧贴电路板。由于开关柄比较长，注意按动时用力要均匀，防止损坏。
（4）焊接集成电路
集成电路是有方向的。插装时将集成电路的半圆槽与符号中的半圆圈对应起来，保证极性正确。
（5）焊接发光二极管
发光二极管的长脚为“+”，插装时注意调整其高度，保证与外壳有很好的配合，从孔中露出一点点即可。
（6）焊接话筒
话筒是有极性之分的，与外壳连接的那个极是负极。利用焊接电阻后多余的导线连成脚。话筒在电路上插装时要紧贴电路板。
（7）扬声器与电路板的连接
扬声器与导线焊接前要先上锡，然后与导线连接，然后导线与电路板相连接。
2.2 调试
2.2.1调试所用仪器
万用表等。
2.2.2调试电路的方法和技巧
制作完电路后，不要马上上电，先用万用表测量每一块电路，确保每一个走线时联通的。测量每一个电阻的阻值是否与设计值匹配，二极管正负极是否接反，电解电容的正负极是否接反。最后要确保电源的正负极是否连接在一起。
2.2.3调试过程中遇到的故障、原因跟排除方法
故障是电路只能放音但不能录音，原因是芯片相邻两个引脚导通导致电路出现故障，最后用万用表挨个测试相邻引脚电阻时发现有两个导通。
2.3 功能测试
按住REC录音按键不放即录音，RECLED灯会亮起，送开按键录音停止。放音有三种情况：沿触发放音，按PE键一下即将全段放音，除非断电或放音结束，否则不停止放音；电平触发放音，按住PL键时即放音，松开按键即停止；循环放音，置循环放音开关闭合，按动PE键即开始循环放音，只能断电才能停止。在直通模式下，直通开关闭合，对话筒说话会从喇叭里扩音播放出来，构成喊话器功能，由于该模式下的话筒
放大，同时经过AGC自动增益调节和带通滤波器，其音质比通常的话筒放大器要好很多，而且不会出现喇叭过载的情况。
3扩展
3.1 加入功率放大器
可以在扬声器端加上一个功率放大器，其中LM386、D2283、D2822、TA7368、MC34119均可用。信号由SP+或SP-通过电容耦合输入，SP+或S-不用的一端必须悬空不能接地,使用LM386作放大器的连线图如下：
图8.LM386功率放大器连线图
3.2 使用单片机控制
3.3 批量拷贝
借助ISD1425编程拷贝机，实现ISD1820的批量拷贝。可以先将需要的语音编程制作在ISD2532或ISD2560芯片上，然后即可向ISD1820P拷贝模块上的芯片拷贝即可，时间长度在模块上事先设定；
4结论
本设计以ISD1820为核心部件，完成了课程设计任务书中所要求声音的储存与回放，而且该设计还可实现喊话器的功能，对麦克风说话会在喇叭里扩音播放出来。
由于这一次为本人的第一次设计，经验尚浅，所以选用了一个相对较为简单的电路方式，而且在焊接电路的过程中可能也是因为平时没有怎么接触，焊接出来的效果不是理想中那么好看，通过这次设计我真正体会到了自己认真研究一件事物并且将它在电路板上呈现出来的喜悦感。这也大大增加了我对电路制作与焊接的热情，这是唯一能让我在一个位子上坐了半天都没起来过的事。在以后的学习中，我会主动去研究跟学习更多的电路，将自己所学到的理论知识努力呈现到一些设计当中。
参考文献
（1）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛技能训练
[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007 （2）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛制作实训
[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007 （3）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛系统设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2006 （4）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛电路设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2006 （5）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2010
（6）黄智伟等.基于NI multisim的电子电路计算机仿真设计与分析[M]．北京：电子工业出版社，2007
（7）赵广林.新型语音芯片应用手册[M].北京：电子工业出版社，2008
（8）杨宝清.实用电路手册[M]．北京：机械工业出版社.2002
附录
序号名称型号个数R2、R5电阻1K 2 R3、R4电阻 4.7K 2 R1电阻100K 1
电容0.1uF 3 C1 C2
C3
C6直插极性电容220uF 1 C4直插极性电容 4.7uF 1 C5电容0.001uF 1 MK驻极体话筒2P排针 1 LS喇叭2P端子 1 U1芯片ISD1820 1 S4、S5开关2
微动开关 3 S1、S2、
S3
1、设计题目：音频功率放大电路 2、设计任务目的与要求: 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为 扬声器，阻抗8.、 指标：频带宽50HA20kHZ输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W输入灵敏度为100mV输入阻抗不低于47?。 3、整体电路设计: ⑴方案比较： ①利用运放芯片LM1875和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源分别接+30v 和-30v并且电源功率至少要50w,输出功率30w o ②利用运放芯片TDA2030和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源只需接+19v,另一端接地，负载是阻抗为8」的扬声器，输出功率大于8w0 通过比较，方案①的输出功率有30w,但其输入要求比较苛刻，添加了实验难度。而方案②的要求不高，并能满足设计要求，所以选取方案②来进行设计。 ⑵整体电路框图： 元器件和电源 信 号 输 出 ⑶单元电路设计及元器件选择： ①单元电路设计： 功率放大器按输出级静态工作点的位置可分为甲类、乙类和甲乙类三种；若按照 输出级与负载的耦合方式，甲乙类又可分为电容耦合（OTL耦合）、直接耦合（OCL 电路）和变压器耦合三种。变压器耦合容易实现阻抗匹配，但体积大，较笨重。 又OCL电路电源输入要求较高，所以采用OTL电路。采用单电源的OTL电路不需要变压器中间抽头，但需要在输出端接上大电容，且低频特性不如OCL好。根据 “虚短”、“虚断”的原理，利用电阻的比值，可求得电路所需的放大倍数，其中可加入一个电位器替代反馈电阻，这样就能够实现电路放大倍数的调整。因为功率放大电路是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率，可以采取OTL电路来实现。为了提高转换功率，我们要对电路进行改善，这主要围绕功率放大电路频率响应的改善和消除非线性失真来改进电路，因此要用到若干个电阻 电容来保护电路。OTL电路会产生交越失真，为了消除这种失真，应当设置合适的静态工作点，使电路中的两只放大管均工作在临界导通或微导通的状态，这可以
单片机原理与应用 课程设计报告 题目：基于单片机的语音录放模块学生名字： 学生班级： 学生学号： 指导老师： 课题组其他成员名字： 成绩： 2014年12月12日
从20世纪开始，持续更新换代的电子科技产品的不断问世，加速了电子行业的发展，而数码技术的不断完善，更让电子科技产品走向多功能化和专业化。基于单片机的语音录放模块运用单片机的简便性和实用性，被广泛应用于各种语言警示装置、留言装置、高档玩具和电子礼品等方面，为人们的生活增添了多姿多彩的一笔。本次单片机实验的基于单片机的语音录放模块主要是实现一段声音的录放功能。它在设计上采用四个模块，分别是电源转换模块、控制电路模块、语音芯片模块、音频功放模块。其中电源转换模块采用LM7805和LM1117进行转换电压，分别产生5V和3.3V的电压。语音芯片模块采用ISD4002芯片，音频功效模块实现运放的功能是通过采用LM386来完成。 关键词：电子科技产品；语音；简便；实用
一、引言 1.设计意义 单片机本来就以它的高可靠性、低功耗和低电压等优点被广泛运用于仪器仪表的测量、家用电器、医用设备甚至是高科技领域中的航空航天等领域。而本次试验就是利用单片机的这些优势，利用STC89C52单片机进行编程，再根据ISD4002的强记忆能力和较长时间的录音功能来实现语音的录放，此次实验具有重大意义，既对通讯设备的研发和电子科技产品的研究有很大的帮助，同时又可以节省相关电子产品的生产和研发成本。 2.设计目的 本次设计的主要目的是将单片机课程的书本理论知识运用到实际应用上，学会融会贯通，掌握单片机的相关技能，掌握基于单片机的语音录放模块的原理以及设计方法，并掌握电子仪器的正确使用方法，为以后的毕业设计打好基础。 3.设计原理概述 基于单片机的语音录放模块采用STC89C52单片机为控制核心，通过编程的实现，利用按键的断开和闭合，控制语音芯片的录音和放音；语音芯片采用ISD4002芯片，利用LM386实现音频的运放功能。 二、设计任务及要求 基于单片机的语音录放模块的设计任务是实现一段不多于8分钟的语音的录制与播放，通过用话筒输入一段语音，语音芯片模块对其进行录制，在经过音频功放模块对语音进行控制，再通过扬声器播放语音。 三、硬件介绍
一、制作一个1000Hz 的正弦波产生电路： 图1.1 正弦波产生电路 1.1 RC 桥式振荡电路 RC 桥式振荡电路如图（1.1）所示。这个电路由两部分组成，即放大电路和选频网络。其中，R1、C1和R2、C2为串、并联选频网络，接于运算放大器的输出与同相输入端之间，构成正反馈，以产生正弦自激振荡。R3、W R 及R4组成负反馈网络，调节W R 可改变负反馈的反馈系数，从而调节放大的电压增益，使电压增益满足振荡的幅度条件。RC 串并联网络与负反馈中的R3、W R 刚好组成一个四臂电桥，电桥的对角线顶点接到放大器A1的两个输入端，桥式振荡电路的名称即由此得来。 分析RC 串并联网络的选频特性，根椐正弦波振荡电路的振幅平衡条件，选择合适的放大指标，构成一个完整的振荡电路。 1.2 振荡电路的传递函数 由图（1.1）有 1111 Z R sC =+，2 2222 1Z 1R R C sC =+＝2221R sC R + 其中，1Z 、2Z 分别为图1.1中RC 串、并联网络的阻值。 得到输入与输出的传递函数： F ν(s)= 21 2 1212221121()1 sR C R R C C s R C R C R C s ++++ =12 21122111212 11111()s R C s s R C R C R C R R C C ++++ （1.1） 由式（1.1）得 21212 R R 1 C C =ω 2 1210R R 1 C C = ?ω
取1R ＝2R ＝16k Ω,12C C =＝0.01μF ，则有 1.3 振荡电路分析 就实际的频率而言，可用s j ω=替换，在0ωω=时，经RC 选频网络传输到运放同相端的电压与1o U 同相，这样，放大电路和由Z1和Z2组成的反馈网络刚好形成正反馈系统，可以满足相位平衡条件。 12 2 11221212 ()12v j C R F j j C R j C R C C R R ωωωωω= ++- （1.2） 令2 12101R R C C = ω,且R R R C C C ====2121,，则式（1.2）变为 ) (31 )(00ω ωωωω-+= j j F v （1.3） 由此可得RC 串并联选频网络的幅频响应 2 002)( 31ω ωωω-+= V F （1.4） 相频响应 3 )( arctan 0ω ωωω?--=f （1.5） 由此可知，当 2 12101R R C C = =ωω，或CR f f π21 0= = 时，幅频响应的幅度为最大，即 而相频响应的相位角为零，即 这说明，当2 12101R R C C = =ωω时，输出的电压的幅度最大（当输入电压的幅 度一定，而频率可调时），并且输出电压时输入电压的1/3，同时输出电压与输入
电子电工教学基地 实 验 报 告 实验课程：模拟电路实验及仿真实验名称：语音放大电路的设计设计人员： 完成日期： 2012年6月27日
0、引言在电子电路中，输入信号常常受各种因素的影响而含有一些不必要的成份（即干扰），或者输入信号是不同频率信号混合在一起的信号，对前者应设法将不必要的成份衰减到足够小，而后者应设法将需要的信号提取出来。而且随着社会的发展，在我们的日常生活中也经常会出现一系列的问题：如在检修各种机器设备的时候，我们要根据故障设备的异常声来寻找故障，这种异常的声响的频谱覆盖面往往很广；同时另外的一种情况我们在打电话的时候，有时往往因声音或干扰太大而难以听清对方的声音，这时我们就需要一种既能放大语音信号又能降低外来噪声的仪器。而且语音放大电路目前的运用很广泛：适用于很多的家用电器上面的运用。例如：便携式收音机、对讲机等很多方面的运用。为了达到这样的一个目的，我们就要考虑到设计一个能识别300~3000HZ频率范围内的小信号放大系统，我们可以用设计一个集成运算放大器组成的语音放大电路。 一、设计目的及要求 【设计目的】1.通过实验培养学生的市场素质，工艺素质，自主学习的能力，分析问题解决问题的能力以及团队精神。 2.通过实验总结回顾所学的模拟电子技术基础理论和基础实验，掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法。 【设计要求】 1）选取单元电路及元件 根据设计要求和已知条件，确定前置放大电路、有源带通滤波电路、功率放大电路的方案，计算和选取单元电路的原件参数。 2）前置放大电路的组装与调试 测量前置放大电路的差模电压增益AU、共模电压增益AUc、共模抑制比KCMR、带宽BW、输入电压Ri等各项技术指标，并与设计要求值进行比较。 3）有源带通滤波器电路的组装与调试 测量有缘带通滤波器电路的差模电压增益AUd、带通BW，并与设计要求进行比较。4）功率放大电路的组装与调试 测量功率放大电路的最大不失真输出功率Po,max、电源供给功率PDC、输出效率η、直流输出电压、静态电源电流等技术指标。 5）整体电路的联调与试听 6）应用Multisim软件对电路进行仿真分析
数字信号处理课程设计 题目：基于matlab的语音信号滤波处理学院：物理与电子信息工程 专业：电子信息工程 班级： B07073041 学号： 200932000066 姓名：高珊 指导教师：任先平
摘要： 语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴学科，是目前发展最为迅速的学科之一，通过语音传递信息是人类最重要，最有效，最常用和最方便的交换信息手段，所以对其的研究更显得尤为重要。 Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件，它可以将声音文件变换成离散的数据文件，然后用起强大的矩阵运算能力处理数据。这为我们的本次设计提供了强大并良好的环境！ 本设计要求自己录制一段自己的语音后，在MATLAB软件中采集语音信号、回放语音信号并画出语音信号的时域波形和频谱图。再在Matlab中分别设计不同形式的FIR数字滤波器。之后对采集的语音信号经过不同的滤波器（低通、高通、带通）后，观察不同的波形，并进行时域和频谱的分析。对比处理前后的时域图和频谱图，分析各种滤波器对于语音信号的影响。最后分别收听进行滤波后的语音信号效果，做到了解在怎么样的情况下该用怎么样的滤波器。
目录 1.设计内容 (4) 2.设计原理 (4) 2.1语音信号的时域分析 (4) 2.2语音信号的频域分析 (5) 3.设计过程 (5) 3.1实验程序源代码 (6) 3.1.1原语音信号时域、频域图 (6) 3.1.2低通滤波器的设计 (6) 3.1.3高通滤波器的设计 (7) 3.1.4带通滤波器的设计 (8) 3.1.5语音信号的回放 (9) 3.2调试结果描述 (10) 3.3所遇问题及结果分析 (15) 3.3.1所遇主要问题 (16) 3.3.2结果分析 (16) 4.体会与收获 (17) 5.参考文献 (17)
, 课程设计 课程名称_模拟电子技术课程设计 题目名称音频功率放大电路 $ 学生学院 专业班级 学号 学生姓名__ 指导教师 : 2010 年 6 月 20 日
— 音频功率放大电路课程设计报告 一、设计题目 题目：音频功率放大电路 二、设计任务和要求 ` 1）设计任务 设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8Ω。 2）设计要求 频带宽50H Z ～20kH Z ，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W； 输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47KΩ。 三、原理电路设计 功率放大电路： % 功率放大电路通常作为多级放大电路的输出级。功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。在很多电子设备中，要求放大电路的输出级能够带动某种负载，例如驱动仪表，使指针偏转；驱动扬声器，使之发声；或驱动自动控制系统中的执行机构等。也就是把输入的模拟信号经被放大后,去推动一个实际的负载工作，所以要求放大电路有足够大的输出功率，这样的放大电路统称为功率放大电路。而音频功率放大器的作用就是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线形失真尽可能地小，效率尽可能的高。随着半导体工艺,技术的不断发展,输出功率几十瓦以上的集成放大器已经得到了广泛的应用。功率VMOS管的出现,也给功率放大器的发展带来了新的生机。总之，功率放大器的主要任务是向负载提供较大的信号功率,故功率放大器应具有以下几个主要特点： 1. 输出功率要足够大 工作在大信号状态下,输出电压和输出电流都很大.要求在允许的失真条件下,
语音录放器电子课程设 计 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
南华大学电气工程学院《电子技术课程设计》 设计题目：语音录放器 专业：本11通信02班 学生姓名：王佳杰 学号： 指导教师:王彦 教研室主任：王彦 《电子技术课程设计》任务书
3．主要参考文献： （1）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛技能训练[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007 （2）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛制作实训[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007 （3）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛系统设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2006 （4）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛电路设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2006 （5）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2010 （6）黄智伟等.基于NI multisim的电子电路计算机仿真设计与分析[M]．北京：电子工业出版社，2007 （7）黄智伟.印制电路板（PCB）设计技术与实践[M]．北京：电子工业出版社，2009 （8）高吉祥等.电子技术基础实验与课程设计[M]．北京：电子工业出版社，2002 （9）吴运昌.模拟集成电路原理与应用[M]．广州：华南理工大学出版社，2001年 （10）谭博学等. 集成电路原理及应用[M]．北京：电子工业出版社，2003（11）魏立军.CMOS 4000系列60种常用集成电路的应用[M]．北京：人民邮电出版社，1993 （12）杨宝清.实用电路手册[M]．北京：机械工业出版社.2002 （13）陈有卿.报警集成电路和报警器制作实例[M]．人民邮电出版社1996 （14）肖景和.红外线热释电与超声波遥控电路[M]．人民邮电出版社.2003 4．课程设计工作进度计划： 序号起迄日期工作内容 资料查找和阅读 1. 电路方案选择，电路设计和计算，电路仿真 2 材料购买，电路设计和PCB设计 3 PCB制作，电路元器件安装 4 作品调试 5 课程设计设计说明书写作 6
目录 1 课程设计的目的与作用 (1) 2 设计任务及所用multisim软件环境介绍 (1) 2.1 设计任务 (1) 2.2 Multisim软件环境介绍 (1) 3 电路模型的建立 (2) 4 理论分析及计算 (3) 5 仿真结果分析 (4) 6 设计总结和体会 (4) 7 参考文献 (5)
1 课程设计的目的与作用 目的:根据设计任务完成对二阶带通滤波器的设计，进一步加强对模拟电子技术的理解。了解二阶带通滤波器的工作原理，掌握对二阶带通滤波器频率特性的测试方法。 带通滤波器:其作用是允许某一段频带范围内的信号通过，而将此频带以外的信号阻断。常用于抗干扰设备中，以便接收某一段频带范围内的有效信号，而消除高频段和低频段的干扰和噪声。 2 设计任务及所用multisim软件环境介绍 2.1 设计任务 学会使用Multisim10软件设计二阶带通滤波器的电路，使学生初步了解和掌握二阶带通滤波器的设计、调试过程及其频率特性的测试方法，能进一步巩固课堂上学到的理论知识，了解带通滤波器的工作原理。 2.2 Multisim软件环境介绍 Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。 工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim 提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
目录 1 绪论 (2) 2课程设计的具体实现 (4) 2.1 语音信号的录制 (4) 2.2 FIR滤波器的设计方法 (4) 3语音信号的时频分析 (5) 3.1语音信号载入MATLAB (5) 3.2语音信号时域和频域分析 (6) 3.3设计FIR数字滤波器 (7) 3.3.1 窗函数hamming设计带通滤波器 (8) 3.3.2 窗函数hanning设计带通滤波器 (9) 3.3.3 窗函数Blackman设计带通滤波器 (10) 3.3.4 窗函数Boxcar设计带通滤波器 (11) 3.4滤波之后的时域和频域分析 (12) 3.4.1 窗函数hamming设计带通滤波器滤波 (13) 3.4.2 窗函数hanning设计带通滤波器滤波 (13) 3.4.3 窗函数Blackman设计带通滤波器滤波 (14) 3.4.4 窗函数Boxcar设计带通滤波器滤波 (15) 3.5回放语音信号 (16)
结论 (16) 参考文献 (18) 1 绪论 数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数值计算的方法对信号进行采集、抽样、变换、综合、估值与识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的。它在语音、雷达、图像、系统控制、通信、航空航天、生物医学等众多领域都获得了极其广泛的应用。具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等优点。 数字滤波器, 是数字信号处理中及其重要的一部分。随着信息时代和数字技术的发展，受到人们越来越多的重视。数字滤波器可以通过数值运算实现滤波，所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊功能。数字滤波器种类很多，根据其实现的网络结构或者其冲激响应函数的时域特性，可分为两种，即有限冲激响应( FIR，Finite Impulse Response)滤波器
模电课程设计论文 论文题目：音频功率放大电路 课程名称模拟电子技术基础课程设计 2012年12月25日 目录
一．设计题目 ........................ 二．设计任务目的与要求 .......................... 三．原理电路设计 ....................... 方案比较 ........................ 整体电路框图 ........................... 单元电路设计及元器件选择 ...................... 输出波形图 ........................... 系统的电路总图：.......................... 四、电路调试过程与结果: .......................... 五．课程设计的总结与体会 ........................ 一、设计题目：音频功率放大电路 二、设计任务目的与要求： 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8Ω。 指标：频带宽50HZ～20kHZ，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W；输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47KΩ。
三、原理电路设计： ⑴方案比较： ①利用运放芯片TDA7294和各元器件组成音频功率放大电路， 待机和静音功能有保护电路，电源分别接+39v 和-39v ，输出功率可以达到70w 。优点：有短路保护和过热保护电路，低噪声和低失真，高输出功率。缺点：由于输出功率较大，对各器件的要求都比较高，还要考虑到散热的问题，成本高。 ②利用运放芯片TDA2030和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源 只需接+19v ，另一端接地，负载是阻抗为8 的扬声器，输出功率大于8w 。 通过比较，方案①的输出功率有70w ，能用在HiFi 家用音响、有源音响、高性能电视机，但其输入要求比较苛刻，添加了实验难度。而方案②的要求不高，并能满足设计要求，所以选取方案②来进行设计。 ⑵整体电路框图： ⑶单元电路设计及元器件选择： ①单元电路设计： 功率放大器按输出级静态工作点的位置可分为甲类、乙类和甲乙类三种；若按照输出级与负载的耦合方式，甲乙类又可分为电容耦合 （OTL 耦合）、直接耦合（OCL 电路）和变压器耦合三种。变压器耦合容易实现阻抗匹配，但体积大， 较笨重。又OCL 电路电源输入要求较高，所以采用OTL 电路。采用单电源的OTL 电路不需要变压器中间抽头，但需要在输出端接上大电容，且低频特性不如OCL 好。根据“虚短”、“虚断”的原理，利用电阻的比值，可求得电路所需的放大倍数，其中可加入一个电位器替代反馈电阻，这样就能够实现电路放大倍数的调整。因为功率放大电路是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率，可以采取OTL 电路来实现。为了提高转换功率，我们要对电路进行改善，这主要围绕功率放大
南华大学电气工程学院 《电子技术课程设计》设计题目：语音录放器 专业：本11通信02班 学生姓名：王佳杰 学号：20114400218 指导教师:王彦 教研室主任：王彦
《电子技术课程设计》任务书
2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕： 设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。 3．主要参考文献： （1）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛技能训练[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007 （2）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛制作实训[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007 （3）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛系统设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2006 （4）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛电路设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2006 （5）黄智伟．全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2010 （6）黄智伟等.基于NI multisim的电子电路计算机仿真设计与分析[M]．北京：电子工业出版社，2007 （7）黄智伟.印制电路板（PCB）设计技术与实践[M]．北京：电子工业出版社，2009 （8）高吉祥等.电子技术基础实验与课程设计[M]．北京：电子工业出版社，2002 （9）吴运昌.模拟集成电路原理与应用[M]．广州：华南理工大学出版社，2001年 （10）谭博学等. 集成电路原理及应用[M]．北京：电子工业出版社，2003 （11）魏立军.CMOS 4000系列60种常用集成电路的应用[M]．北京：人民邮电出版社，1993（12）杨宝清.实用电路手册[M]．北京：机械工业出版社.2002 （13）陈有卿.报警集成电路和报警器制作实例[M]．人民邮电出版社1996 （14）肖景和.红外线热释电与超声波遥控电路[M]．人民邮电出版社.2003 4．课程设计工作进度计划： 序号起迄日期工作内容 资料查找和阅读 1. 2013.10.28~2013.11.8 电路方案选择，电路设计和计算，电路仿真 2 2013.11.9~2013.11.15 材料购买，电路设计和PCB设计 3 2013.11.16~2013.11.27 PCB制作，电路元器件安装 4 2013.11.28~2013.12.9 作品调试 5 2013.12.10~2013.12.18 课程设计设计说明书写作 6 2013.12.19~2013.12.24 指导教师王彦日期： 2013年 10月 26 日
课 程 设 计 报 告 课程名称： 数字带通滤波器设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 完成时间： 报告成绩： IIR 数字带通滤波器的设计
1课程设计目的 1掌握冲激响应不变法IIR 低通滤波器的设计。 2 通过对常用数字滤波器的设计和实现，掌握数字信号处理的工作原理及设计方法；熟悉用双线性变换法设计 IIR 数字滤波器的原理与方法，掌握利用数字滤波器对信号进行滤波的方法，掌握数字滤波器的计算机仿真方法，并能够对设计结果加以分析。 2.课程设计要求 采用双线性变换法设计一IIR 数字带通滤波器，抽样频率为 1s f kH z =，性能 要求为：通带范围从250Hz 到400Hz ，在此两频率处衰减不大于3dB , 在150Hz 和480Hz 频率处衰减不小于20dB ，采用巴特沃思型滤波器 3.设计原理 3.1用双线性变换法设计IIR 数字滤波器 脉冲响应不变法的主要缺点是产生频率响应的混叠失真。这是因为从S 平面到Ｚ平面是多值的映射关系所造成的。为了克服这一缺点，可以采用非线性频率压缩方法，将整个频率轴上的频率范围压缩到-π/T ～π/T 之间，再用st e z =转 换到Z 平面上。也就是说，第一步先将整个S 平面压缩映射到S 1平面的-π/T ～π/T 一条横带里；第二步再通过标准变换关系z =e s 1T 将此横带变换到整个Z 平面上去。这样就使S 平面与Z 平面建立了一一对应的单值关系，消除了多值变换性，也就消除了频谱混叠现象，映射关系如图1-3所示。 图1双线性变换的映射关系 为了将s 平面的整个虚轴 Ω j 压缩到1s 平面1Ωj 轴上的-π/T 到π/T 段上， Z 平面 S 1 平面 S 平面
DSP课程设计报告语音信号的FIR滤波器处理 姓名：张伟槟 班级：12电信3 学号：201231190425 指导老师：徐梅宣 日期：2015.06.02～2014.06.19 华南农业大学电子工程学院
摘要 随着信息与数字技术的发展，数字信号处理已经成为当今极其重要而学科与技术领域之一。它在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理的基本方法中，通常会涉及到变换、滤波、频谱分析、调制解调和编码解码等处理。其中滤波是应用非常广泛的一个环节，数字滤波器的理论和相关设计也一直都是人们研究的重点之一。FIR滤波器的是非递归的，稳定性好，精度高；更重要的是，FIR滤波器在满足幅频响应要求的同时，可以获得严格的线性相位特征。因此，它在高保真的信号处理，如数字音频、图像处理、数据传输和生物医学等领域得到广泛应用。 CSS集成开发环境使用CCS内置的软件仿真simulator对程序进行编译，调试和运行，主要用于检测目标程序运行的正确性和连贯性,并能通过仿真器与目标板连接，在目标板上实时观察效果。 在本次设计中，我们选择的课题是基于DSP的语言信号的FIR滤波处理。首先利用MATLAB进行了仿真，得到滤波前后的时域波形和频谱。然后通过调用MATLAB的分析工具FDATOOL，根据仿真结果导出了滤波器的相关参数，将原始信号数据和滤波器参数输入CCS进行DSP编程。最后在DSP中实现了FIR低通滤波，并通过CCS的频谱分析功能查看了最终DSP的滤波效果。 关键词:语音信号处理 FIR滤波 MATLAB CCS
目录 1.前言 (4) 2.设计需求 (4) 3.滤波器设计原理介绍 (4) 3.1数字滤波器设计原理 (4) 3.2FIR滤波器的基本结构 (5) 3.3 滤波器的特点 (5) 3.4窗函数的介绍 (6) 4.FIR滤波器的设计 (7) 4.1FIR滤波器设计 (7) 4.2窗函数设计的基本方法 (7) 4.3滤波器的1 z算法实现 (7) 5.FIR滤波器的MATLAB设计 (8) 6.FIR滤波器的DSP实现 (10) 6.1CCS设计与仿真 (10) 6.2CCS仿真结果 (13) 6.调试问题及解决办法 (16) 7.设计感想 (16) 参考文献 (17) 8.附录 (17)
目录 1 设计实验的目的及其任务要求 (2) 1.1设计实验目的 (2) 1.2设计实验要求 (2) 2 设计原理及其方案 (2) 3 单元电路的设计 (4) 3.1 话筒放大电路的设计 (4) 3.2 混合前置放大电路的设计 (4) 3.3 线路信号输入电路的设计 (5) 3.4功率放大电路的设计 (5) 3.5单元电路之间的线路连接 (6) 4整体电路原理图 (6) 5 安装调试与性能测试 (7) 5.1运放的调试 (7) 5.2功放的调试 (8) 5.3系统调节 (8) 6器件清单 (8) 6.1 集成运算放大电路LM324的管脚图及其基本参数 (8) 6.2 集成功率放大电路TDA2003的管脚图及其基本参数 (9) 6.3 语音放大电路的元件清单 (10) 7 心得体会 (10) 8 参考文献 (11)
1.设计实验的目的及其任务要求 1.1 设计实验目的 1.1.1熟悉设计电路的基本方法及其电路的制作、安装、调试 1.1.2学会运用理论知识分析电路，了解LM324TDA2003的基本方法 1.2 设计实验要求 设计并制作一个由集成电路组成的具有话筒放大电路、混合前置放大器，对其输出信号进行扩音的语音放大电路，能够对输入的声音信号进行清晰的放大。 2．设计原理及其方案 本实验是要求制作一个由集成电路组成的具有语音信号放大作用的语音放大电路，其基本原理图如下 图2.1 语音放大电路原理图 由图可知，话筒输入信号可通过两级放大电路进行放大，再通过功率放大电路放大后输入。另一方面，线路信号也可以通过混合前置放大器放大输出。 根据要求，输出功率P=2W，电阻R=4Ω，由功率公式可得U=2.8V，对TDA2003输入100mv电压时，可达到设计要求。 另外，由于话筒输入信号为5mv，放大后要求达到100mv，放大倍数需在20倍以上，使用两级放大，各级为5倍左右。两级均采用集成运算放大器，话筒放大倍数设为
语 音 录 放 系 统 设 计 报 告系别：电气工程与自动化 专业:xxxxx
摘要 目前，语音合成、语音识别、语音存储和回放技术的应用越来越广泛，尽管利用一般的单片机测控系统中都有的硬件电路（如A/D、 D/A、存储器等）能完成语音信号的数字化处理，但是功能比较单一、且效果不是很好。本文采用单片机AT89C52与语音芯片ISD2560组成的语音存储系统，实现了语音的录取、循环回放。系统硬件电路简单，调试方便，性价比高，实用性强。 关键词：语音录放系统；单片机AT89C52 ；ISD2560
第1章绪论 1.1导言 目前基于单片微机的语音系统的应用越来越广泛，如电脑语音钟、语音型数字万用表、手机话费查询系统、排队机、监控系统语音报警以及公共汽车报站器等等。本文用单片机AT89C52和录放时间达60S的数码语音芯片 ISD2560设计了一套智能语音录放系统，实现了语音的分段录取、组合回放，通过软件的修改还可以实现整段录取，循环播放，而且不必使用专门的 ISD语音开发设备。 1.2数字语音录放系统的发展 数字语音录放是指利用数字技术对语音信号进行采集、处理、并且在一定存储设备中进行存储，并可在需要时进行输出的过程。相对于模拟设备来说，数字设备易于集成、小型化、成本更低，同时更为稳定，且操作更为直接、方便，使得数字语音录放系统目前在各种领域中都得到了广泛的应用。例如监控环境中使用的语音采集系统；再如家庭或学校中使用的语音复读机等，都可看作是数字语音录放系统的典型应用。 然而目前一般的数字语音录放系统中，对语音只是进行简单的采集、存储和播放；虽然可以较大程度上保证语音的保真度，但过多的语音数据会造成对大量存储设备的需求。对于大型系统，可通过采用大容量的硬盘、甚至大规模的磁盘阵列来解决；但是对于小型的设备，例如便携式的语音复读机，由于容量有限，则不能采用同样的方法。 近年来，语音信号处理技术研究的突飞猛进，为数字语音录放系统提供了新的发展空间。对语音的采集、处理从以前简单的波形编码转变为进行参数编码、压缩，从而大大减少了存储数据。举例来说，原始语音一般都是采用8KHz抽样，16bits的线性PCM编码进行采集，在一般的系统中就直接将采集后的数据进行存储；而如果采
基于MATLAB的数字带通滤波器课程设计报告1 西安文理学院机械电子工程系 课程设计报告 专业班级08级电子信息工程1班 题目基于MATLAB的数字带通滤波器 学号 学生姓名 指导教师 2011 年12 月 西安文理学院机械电子工程系 课程设计任务书 学生姓名_______专业班级________ 学号______ 指导教师______ 职称副教授教研室电子信息工程课程数字信号处理题目 基于MATLAB 的数字带通滤波器设计任务与要求 设计任务：
要求设计一个IIR 带通滤波器，其中通带的中心频率为πω5.0=po ，通 带的截止频率πω4.01=p ，πω6.02=p ，通带最大衰减dB p 3=α；阻带最小 衰减dB s 15=α，阻带截止频率πω3.01=s ，πω7.02=s 。 设计要求： 1. 根据设计任务要求给出实现方案及实现过程。 2. 给出所实现的滤波器幅频特性及相频特性曲线并加以分析。 3. 论文要求思路清晰，结构合理，语言流畅，书写格式符合要求。 开始日期2011.12.19 完成日期2011.12.30 2011年12月18 日 一、设计任务 设计一数字带通滤波器，用IIR 来实现，其主要技术指标： 通带边缘频率：wp 1=0.4π，wp2=0.6π 通带最大衰减：Ap=3dB 阻带边缘频率：ws 1=0.3π，ws2=0.7π 阻带最小衰减：As=15dB 设计总体要求：用MATLAB 语言编程进行设计，给出IIR 数字滤波器 的参数，给出幅度和相位响应曲线，对IIR 实现形式和特点等方面进行讨
论。 二、设计方法 IIR 数字滤波器具有无限宽的冲激响应，与模拟滤波器相匹配，所以 IIR 滤波器的设计可以采取在模拟滤波器设计的基础上进一步变换的方法。比较常用的原型滤波器有巴特沃什滤波器（Butterworth ）、切比雪夫滤波 器（Chebyshev ）、椭圆滤波器（Ellipse ）和贝塞尔滤波器（Bessel ）等。他们有各自的特点，巴特沃什滤波器具有单调下降的幅频特性；切比雪夫 滤波器的幅频特性在通带和阻带里有波动，可以提高选择性；贝塞尔滤波 器通带内有较好的线性相位特性；椭圆滤波器的选择性最好。本设计IIR 数字滤波器采用巴特沃什滤波器[3]。 设计巴特沃什数字滤波器时，首先应根据参数要求设计出相应的模拟 滤波器，其步骤如下： （1）由模拟滤波器的设计指标wp ，ws ，Ap ，As 和式（1）确定滤波器 阶数N 。 )lg(2)110110lg(1.01.0w w s p As Ap N --≥ （1） （2）由式（2）确定wc 。
内容摘要 本文介绍了一种语音放大电路，它由前置放大器、带通滤波器和功率放大器组成，能对300——3000Hz的语音信号进行放大，降低外来噪声。并用Multisim 进行仿真实验，以期达到所要求的效果。 关键字：前置放大器带通滤波器功率放大器
目录 一、设计目的 (1) 二、设计题目及分析 (1) 三、概要设计 (1) 四、详细设计 (1) 五、测试分析 (6) 六、附录 (7)
一、设计目的 在电子电路中，输入语音信号往往混杂着噪声和其他不同频率成分的干扰，因此我们设计该电路，使其尽可能减小噪声，滤除300——3000Hz以为的频率成分，同时，尽可能地放大有用信号，从而得到清晰的语音信号，并将它通过扬声器输出。 二、设计题目及分析 此语音放大器由三部分组成，原理框图如图2-1。 图2-1 语音放大器原理框图 其中，各级要求如下。 ①前置放大器的输入信号≤5mV，输入阻抗为10KΩ，可用元件741运算放大器。 ②带通滤波器3dB带通范围：300——3000Hz。 ③功率放大器输出功率Po≥0.5W，输出阻抗Ro=4Ω，输出功率连续可调，可用元件 LM386功率放大器。 ④电源电压为±12V。 三、概要设计 （1）假设带通滤波器通带增益为0dB，且功率放大器采用LM386的20倍接法，若要提供足够的功率（扬声器8Ω，输出功率≥0.5W），则可设功率放大器的输入信号有效值为100mV，此时8Ω的扬声器获得功率为0.5W，故在此前置放大器级，假设输入信号为5mV，至少需要对其放大30倍。在此前置放大器放大倍数选为50倍，若采用运算放大器的反向组态，则反馈电阻采用500KΩ的电阻，此时输入阻抗为10KΩ。（2）带通滤波器可由低通滤波器和高通滤波器串联组成。其中，低通滤波器截止频率为3KHz，高通滤波器截止频率为300Hz。为了确保通带增益为0dB，此处高通滤波器和低通滤波器均采用有源滤波器，由于运放数量的限制，此电路中仅使用二阶滤波器，相对于一阶滤波器，它能较快的收敛，滤波器设计可由Filter Solution软件辅助完成。 （3）该功率放大器可直接采用20倍放大的接法，为了能够达到输出功率连续可调，可在信号输入端与地之间接入可调电阻，输出阻抗可在电路正常工作后，能够输出不失真的情况下，通过在输出端串接电阻使输出阻抗Ro=4Ω。 四、详细设计 （1）前置放大器 前置放大器亦为小信号放大器。语音信号属于低频信号，多采用单端方式传输，其中混有噪声和其他频率分量，在此级应尽量一致低频分量和噪声等，放大有用信号。故在信号输入放大器前，接入一隔直电阻，去掉直流成分，由3中分析，放大器采用741的反相组态，放大倍数为50倍，反馈电阻为500KΩ，输入阻抗10KΩ。具体电路如图4-1所示。
DSP技术及应用课程设计 语音滤波处理 院系：机电工程学院 专业（班级）：电子信息工程2班 姓名：洪育钦 学号: 20134082033 指导教师：韩杨杨 职称：助教 完成日期： 2016年 6月 16日 成绩：
目录 1.引言 (1) 1.2 设计的目的 (1) 1.3设计指标要求 (2) 2滤波器的基础知识 (2) 2.1 滤波器的定义 (2) 2.2 滤波器的功能 (3) 2.3滤波器的特点 (3) 2.4 FIR数字滤波器的窗函数设计 (4) 3.FIR滤波器设计与实现过程 (5) 3.1 FIR滤波器设计指标 (5) 3.2 FIR滤波器设计过程 (6) 3.2.2 FIR滤波器的matlab实现 (6) 3.2.3 FIR滤波器的CCS实现 (8) 3.3 FIR滤波器设计结果 (9) 4.设计过程中遇到的问题及解决的办法 (11) 参考文献 (12) 附录 (12)
语音信号的FIR滤波器处理 1.引言 随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理已成为如今一门极其重要的学科和技术领域。数字信号处理在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。 数字信号处理器，也称DSP芯片，是针对数字信号处理需要而设计的一种具有特殊结构的微处理器，它是现代电子技术、相结合的产物。一门主流技术，随着信息处理技术的飞速发展，计算机技术和数字信号处理技术逐渐发展成为使它在电子信息、通信、软件无线电、自动控制、仪表技术、信息家电等高科技领域得到了越来越广泛的应用。 数字滤波是语音处理、图像处理、频谱分析等应用中的基本处理算法。DSP 是一种处理数字信号的专用微处理器, 主要应用于实时快速地实现各种信号的数字处理算法。用 DSP 芯片实现数字滤波具有稳定性好、精确度高、不受环境影响等优点。 数字滤波器分为有限冲激响应滤波器（FIR滤波器）和无限冲激响应滤波器（IIR滤波器）。FIR 滤波器属于经典滤波器，优点就是由于不存在系统极点，FIR 滤波器是绝对稳定的系统，FIR 滤波器还确保了线性相位，在信号处理中占有极其重要的地位。数字滤波器一直以来就是数字信号处理器（DSP）最广为人知的应用，FIR 滤波器的单位冲激响应 b(n)为有限长序列,若 b(n)为实数, 且满足偶对称:b(n)= b(N- 1- n)的条件, 称为系数对称FIR 滤波器。系数对称 FIR 滤波器在数字信号处理中应用十分广泛。 1.2 设计的目的
目录 1、课程设计目的 (1) 2、课程设计内容和要求 (1) 2.1、设计内容 (1) 2.2、设计要求 (1) 3、设计方案 (2) 3.1、设计思路 (2) 3.2、工作原理及硬件框图 (3) 3.3、硬件电路原理图 (6) 4、课程设计总结 (7) 5、参考文献 (8)
1、设计目的： ①掌握电子电路的一般设计方法和设计流程； ②学习使用PROTEL软件绘制电路原理图及印刷板图； 2、设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：2.1、设计内容 在电子电路中，输入信号常常受各种因素的影响而含有一些不必要的成份（即干扰），或者输入信号是不同频率信号混合在一起的信号，对前者应设法将不必要的成份衰减到足够小，而后者应设法将需要的信号提取出来。而且随着社会的发展，在我们的日常生活中也经常会出现一系列的问题：如在检修各种机器设备的时候，我们要根据故障设备的异常声来寻找故障，这种异常的声响的频谱覆盖面往往很广；同时另外的一种情况我们在打电话的时候，有时往往因声音或干扰太大而难以听清对方的声音，这时我们就需要一种既能放大语音信号又能降低外来噪声的仪器。而且语音放大电路目前的运用很广泛：适用于很多的家用电器上面的运用。例如：便携式收音机、对讲机等很多方面的运用。为了达到这样的一个目的，我们就要考虑到设计一个能识别300~3000HZ频率范围内的小信号放大系统，我们可以用设计一个集成运算放大器组成的语音放大电路。 2.2、设计要求 查阅语音识别的相关资料，掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法，设计一个由集成运算放大器组成的语音放大电路。 电路要求： （1）前置放大器 输入信号：Uid <=10mv, 输入阻抗：Ri>=10k. （2）有源带通滤波器 带通频率范围：300~3000Hz （3）功率放大器 最大不失真输出功率:Pom>=5w 负载阻抗:RL==4. 根据设计要求和已知条件进行下面的分析，并计算和选取单电路的元件数：