語音放大電路設(shè)計

電子電工教學(xué)基地實驗報告實驗課程：實驗名稱：

模電子術(shù)實驗語放大路的設(shè)班

級：實驗人員:指導(dǎo)教師：日

期：

語音放大路的設(shè)計一實目

：（1）掌握分離或者集成運算放大器的工作原理及其應(yīng)用；（2）掌握低頻小信號放大器電路和功放電路的設(shè)計方法；（3）通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的市場素質(zhì)、工藝素質(zhì)、自主學(xué)習(xí)的能力、分析問題解決問題的能力以及團隊精神；（4）通過實驗總結(jié)回顧所學(xué)的模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)實驗，掌握低頻小信號放大電路和功放電路的設(shè)計方法。二設(shè)任與求在實際生活的很多問題中們都需要這樣一種儀器它既能放大語音信號又能降低外來噪聲，實現(xiàn)這種儀器的電路實際上是一個能識別不同頻率范圍的小信號放大系統(tǒng)。語音放大電路由“前置放大器波器器幾部分構(gòu)成。如圖所示，并且可以采用前幾個實驗的設(shè)計結(jié)果，或作適當(dāng)?shù)膮?shù)調(diào)整來實現(xiàn)本實驗的要求。性能指各基本單元電路的設(shè)計條件分別為：1.前置放大器：輸入信號：Uid≤10mV輸入阻抗：Ri≥100k2.有源帶通濾波器：頻率范圍：300Hz～3kHz增益：Au=13.功率放大器：最大不失真輸出功率：Pomax≥1W負載阻抗：RL=84）電源電壓：+5V，+12V，-12V4.輸出功率連續(xù)可調(diào)直流輸出電壓≤50mV靜態(tài)電源電流≤100mA實驗要(1)選取單元電路及元件根據(jù)設(shè)計要求和已知條件確定前置放大電路、有源帶通濾波電路、功率放大電路的方案算和選取單元電路的元件參數(shù)。(2)前置放大電路的組裝與調(diào)試測量前置放大電路的差模電壓增益A、共模電壓增益A、共模抑制比K、帶寬BW、輸入電UdUcCMR1阻R各項技術(shù)指標(biāo)，并與設(shè)計要求值行比較。i(3)有源帶通濾波電路的組裝與調(diào)試測量有源帶通濾波電路的差模電壓增益A、帶通BW，并與設(shè)計要求進行比較。Ud1(4)功率放大電路的組裝與調(diào)試測量功率放大電路的最大不失真輸出功率P、電源供給功率P、輸出效率η、直流輸出電o,maxDC壓、靜態(tài)電源電流等技術(shù)指標(biāo)。(5)整體電路的聯(lián)調(diào)與試聽(6)應(yīng)用Multisim軟件對電路進行仿真分析三設(shè)思基理析1麥風(fēng)

使用駐極體的麥克風(fēng)，為有源麥克風(fēng)置電壓為5V，使3.9K歐姆的電阻和220uF的電容電路圖如下：2、前置放電路前置放大電路可采用兩級負反饋放大器分放大電路可以用集成運放構(gòu)成的測量用小信號放大電路等。放大器輸入漂移和噪聲等因素對于總的精度至關(guān)重要本身的共模抑制特性也是同等重要的問題。因此前置放大電路應(yīng)該是一個高輸入阻抗、高共模抑制比、低漂移的小信號放大電路。方案設(shè)：一個同向大器和個差動放大構(gòu)成的量放大電路方案把方案二的二級同向放大器換成了一個同向放大電路路簡單測試更方便且一個可調(diào)電位器，可以調(diào)節(jié)前置放大的倍數(shù)，集成運放構(gòu)成的測量用小信號放大電路。參數(shù)設(shè):電路差模輸入電阻Rid=2R差模電壓增益：Au=(1+Ro/R20)*R5/R3為了提高信噪比，前置放大電路增益可適當(dāng)取大，令Ro=200R2022kR3=10kR4=9.1kR5=100k放大倍數(shù)為至150.將R5設(shè)為滑動變阻器使放大倍數(shù)實現(xiàn)動態(tài)可調(diào)。3有源濾波器原理：有源濾波電路是由有源器件與RC網(wǎng)絡(luò)組成的濾波電路。有源帶通濾波器能通過規(guī)定范圍的頻率，這個頻率范圍就是電路的帶BW，濾波器的最大輸出電壓峰值出現(xiàn)在中心頻fo的頻率點上。帶通濾波器的帶寬越窄擇性越好也就是電路的品質(zhì)Q越高。電路Q值可用公式求出Q＝fo/BW?？梢?，Q值波器有窄的帶寬，大的電壓輸出值；反之，低的Q值濾波器有較寬的帶寬，勢必輸出電壓較小。思路：要實現(xiàn)這么一個功能，我們可以將一個二階有源低通濾波器（）與一個二階有源高通濾波器（HPF）串聯(lián)起來，有二階有源低通濾波器來對高頻信號進行抑制，有二階有源高通濾波器對低頻信號進行抑制，最終達到對信號進行一定頻率范圍的抑制作用。按照上述的電路方案一個二階有源與一個二階有源LPF串聯(lián)起來是實驗所需要的實驗電路。再經(jīng)過仿真軟件的仿真可以基本確定所設(shè)計的電路。方案設(shè)：功放電路是具有Butterworth性的典型的二階有源濾波器滿足的通帶截止頻率高于HPF的通帶截止頻率的條件下，把相同元件的壓控電壓源濾波器的和HPF串聯(lián)起來，可以實現(xiàn)Butterworth通帶響應(yīng)。用該方法構(gòu)成的濾波器的通帶較寬，通帶截止頻率易于調(diào)整，多用作測量信號噪聲比的音頻帶通濾波器，電路圖如下圖所示，能抑制低于和高于的信號。設(shè)計的參數(shù)按書中的方法一計算，數(shù)值如圖所示。

4功率放大器功率放大的主要作用是向負載提供功率求輸出功率盡可能大轉(zhuǎn)換功率盡可能高線形失真盡可能小。方案設(shè)計：五端集成功放TDA2030比較：設(shè)計可以采用五端集成功放TDA2030也可以LM386的典型應(yīng)用電路，但前者芯片性能不是很好，所以實驗選用五端集成功放TDA2030其為單片集成功放器件，性能優(yōu)良，功能齊全，并附加有各種保護、消噪聲電路，外接元件大大減小，僅有五個引出端，易于安裝。集成運放都工作在甲乙類狀態(tài)，靜態(tài)電流大都10mA50mA以，因此靜態(tài)功耗很小，但動態(tài)功耗很大，且隨輸出的變化而變化，參數(shù)如圖所示。5喇叭使用的是8歐姆，2瓦特的喇叭。四仿結(jié)分：1、前置放大電路：分析：輸入Vpp=1伏1千赫茲的正弦波，輸出電壓峰峰值為伏,增益為117.15。符合實驗要求和原理分析，且還具有很大的調(diào)節(jié)空間。2、仿真結(jié)果如下：分析）增益：輸入f=1kHz，Vpp=1V的正弦波，輸出為Vpp=989.6mV正弦波，放大倍數(shù)為0.99，與理論分析基本相符合。（2）通頻帶:當(dāng)f=3kHz時，輸出為Vp=695mV。當(dāng)f=300Hz時，輸出為Vp=682mV?；緷M足實驗對通頻帶的要求。3、功率放大器分析

增益：輸f=1kHzVpp=10mv的正弦波，輸出Vpp=192mV的正弦波，放大倍數(shù)為19.2，與理論分析基本相符合，且放大倍數(shù)可根據(jù)調(diào)節(jié)。總電圖

五、測試結(jié)1.第一級為前級放大電路。輸入10毫伏1千赫茲的正旋波，輸出電壓峰峰值為1.172伏，放大了117.2倍。2.第二級為濾波器。增益：輸f=1kHzVpp=1V的正弦波，輸出Vpp=989.6mV正弦波，放大倍數(shù)約為1，與理論分析基本相符合。通頻帶當(dāng)f=3kHz時，輸出為。當(dāng)f=300Hz時，輸出為Vpp=682mV，基本滿足實驗對通頻帶的要求。3.第三級為功率放大器。增益：輸入，Vpp=10mV的正弦波，輸出為Vpp=190mV的正弦波，放大倍數(shù)為19，與理論分析基本相符合,數(shù)值與試驗要求相符合。六元清：元件電阻電容滑線變阻器NE5532LM324TM2030喇叭散熱片D1N4007板子

元件參數(shù)1kOhm_10kOhm_100kOhm_22kOhm_9.1kOhm_3.3kOhm_6.8kOhm_3.9kOhm_100nF20nF10nF10uF47uF220uF100kOhm_

元件個數(shù)2321111251121212111121七、遇到的題1、我們對芯片的了解程度不夠，每接一個芯片都得查好多資料。2.一些阻值的電阻無法在市場上買到，最終我們決定采用變阻器調(diào)出相應(yīng)阻值，同時使用變阻

器也方便了焊接后的調(diào)試，以及一些采用多個電阻的串聯(lián)組成。3.焊接時不能焊太久，以免燙壞元器件；也不能停留的太短，造成虛焊。4.在布線時選在正面布線而我們沒有注意的是布的線沒有好好考慮導(dǎo)致板子