語音放大電路課程設計

1、遼寧工業(yè)大學電子技術基礎課程設計（論文）題目： 語音放大電路 課程設計（論文）任務及評語院（系）：電氣工程學院教研室：電子信息工程、課程設計（論文）題目語音放大電路課 程 設 計（ 論 文） 任 務設計參數(shù)：1. 采用全部或部分分立元件設計一種語音放大電路。2. 額定輸出功率 P0 ³ 5W3. 負載阻抗 RL = 4W 。4. 頻率響應 300HZ-3KHZ設計要求：1 .分析設計要求，明確性能指標。必須仔細分析課題要求、性能、指標及應用環(huán)境等，廣開思路，構思出各種總體方案，繪制結構框圖。2 .確定合理的總體方案。對各種方案進行比較，以電路的先進性、結構的繁簡成本的高低及制作的難易

2、等方面作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行方案3 .設計各單元電路。總體方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個設計。4.組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號的流向，采用左進右出的規(guī)律擺放各電路，并標出必要的說明。指 導 教 師 評 語 及 成 績成績：指導教師簽字： 年月日。1第 1 章 語音放大電路設計方案論證 . 11.1 語音放大電路的應用意義 . 11.2 語音放大電路設計的要求及技術指標 . 11.3 設計方案論證 . 11.4 總體設計方案框圖及分析 . 2 第 2 章 語音放大電路各單元電路設計 . 32.1 前置放大電路的設計. 32.2 濾波電路的設計

3、 . 42.3 功率放大電路的設計. 5 第 3 章 語音放大電路整體電路設計 . 73.1 整體電路圖及工作原理 . 73.2 電路參數(shù)計算及整機電路性能分析 . 9 第 4 章 設計總結 . 9 參考文獻 . 9 附錄：器件清單 . 102第 1 章 語音放大電路設計方案論證1.1 語音放大電路的應用意義在電子電路中，輸入信號常常受各種因素的影響。即含有一些不必要的成分（即干 擾），或者輸入信號是不同頻率信號混合在一起的信號，對前者應設法將不必要的成份衰 減到足夠小，而后者應設法將需要的信號提取出來。這時我們就需要一種技能放大語音 信號又能降低外來噪聲的儀器。1.2 語音放大電路設計的要求

4、及技術指標設計要求：1. 分析設計要求，明確性能指標。必須仔細分析課題要求、性能、指標及應用環(huán)境 等，廣開思路，構思出各種總體方案，繪制結構框圖。2. 確定合理的總體方案。對各種方案進行比較，以電路的先進性、結構的繁簡、成 本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行方案。3. 設計各單元電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個設計。4. 組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號的流向，采用左進右出 的規(guī)律擺放各電路，并標出必要的說明。技術指標： 采用全部或部分分立元件設計一種語音放大電路 額定輸出功率 Po5W負載阻抗 RL=4 頻率響應：300

5、HZ3KHZ1.3 設計方案論證語音放大電路主要有信號輸入、前置放大電路、有源帶通濾波電路、功率放大電路 和輸出組成。1.3.1 前置放大電路前置放大電路以為測量用小信號放大電路。在測量用的放大電路中，一般傳感器送1來的直流或低頻信號，經(jīng)放大后多用單端方式傳輸。在典型情況下，有用信號的最大幅度可能僅有若干毫伏，而共模噪聲可能高到幾伏，故放大器輸入漂移和噪聲等因素對于 總精度至關重要，放大器本身的共模抑制特性也是同等重要的。因此前置放大電路是一 個高輸入阻抗，高共模抑制比，低漂移的小信號放大電路。 有源帶通濾波電路二階有源帶通濾波電路基本原理：當?shù)屯V波電路的通帶截止頻率高于高通濾波電 路的通帶

6、截止頻率時，串聯(lián)高、低通濾波電路，即獲得帶通濾波電路。它是為了允許某 一頻帶內(nèi)的信號通過，而將此頻帶以外的信號阻斷，為了干擾以便接收某一頻帶范圍內(nèi) 的有效信號消除高低頻段的干擾和噪聲。電路的帶通 BW 即為帶通濾波電路能通過的規(guī)定范圍的頻率，濾波電路的最大輸出電 壓峰值出現(xiàn)在中心頻率 fo 的點上。帶通濾波電路的帶寬越窄，電路品質 Q（選擇性能）越高，輸出電壓越大；反之低 Q 值，濾波 電路有較寬的帶寬，勢必輸出電壓小。1.3.3 功率放大電路功率放大電路的主要作用是向負載提供功率，要求輸出功率盡可能大，非線性失真 盡可能小，效率盡可能高。功率放大器常見電路形式有 OTL 電路和 OCL 電路

7、。有用集成 運算放大器和晶體管組成的功率放大器，也有專用集成功率放大器。因集成功率放大器性能好，安裝方便，這里運用集成功率放大器。 功率放大器設計條件：額定輸出功率 Po5W，負載阻抗 RL=41.4 總體設計方案框圖及分析語音放大電路主要有信號輸入、前置放大電路、有源帶通濾波電路、功率放大電路 和輸出組成。信 號 輸 入前 置 放 大 電 路有 源 帶 通 濾 波 電 路功 率 放 大 電 路圖 1-1 總體設計方案框圖2第 2 章 語音放大電路各單元電路設計2.1 前置放大電路的設計用兩個同相放大電路的簡單串聯(lián)組合進行設計。信號從兩個放大器同相端輸入，可 以有效的消除兩輸入端共模分量，獲得

8、很高的共模抑制比和極高的輸入電阻。輸出電阻（不考慮可調電阻 Rp）（2.1-1）應滿足：（2.1-2） 即（2.1-3） 差模閉環(huán)增益為：（2.1-4） 可見這個電路有較高的差模增益且能提高有效的共模抑制能力，并聯(lián) A1，反饋回路中的可調電阻 Rp 能調節(jié)增益且不影響共模抑制比。如圖 2-1 前置放大電路：LM324LM324圖 2-1 前置放大電路3由（-1）（-4）選定則2.2 濾波電路的設計要求帶通頻率范圍：300Hz3KHz電路 Q 值：（2.2-5） 電路在滿足 的條件下，Q 值與中心頻率 fo 分別為： （2.2-6）（2.2-7）式中：（2.2-8）電壓增益：（2.2-9）如圖

9、2-2 帶通濾波電路：圖 2-2 帶通濾波電路41、靜態(tài)調試：調零和消除自激振蕩2、動態(tài)調試：(1) 在兩端加差模輸入電壓 uid（正弦信號：幅值為 10mV，頻率為 100Hz），測的 輸出電壓 Uod 為 24.44V，則差模抑制比 Aud1 為：（2.2-10）(2) 在兩端加差模電壓 uid（正弦信號：幅值為 10mV，頻率為 1000Hz），測得輸出電壓 uod 為 18.4mV，則差模抑制比 Aud1 為：（2.2-11）(3) 共模抑制比 ：（2.2-12）(4) 測量幅頻特性，求得的帶通濾波電路帶寬為 300HZ3KHZ2.3 功率放大電路的設計電路輸出功率： (2.3-1)

10、當輸入信號足夠大，輸出電壓峰值 Uom 達到 VccUces 時，此時的最大不失真功率為：（2.3-2）直流電源提供的功率：（2.3-3）電路效率： （2.3-4）在選擇輸出晶體管時，應注意：每只晶體管的最大允許管耗5最大集電極電流 反向擊穿電壓 如圖 2-3 功率放大電路：圖 2-3 功率放大電路1、 靜態(tài)調試：消除振蕩和減小交越失真，一般取 為 宜。2、 參數(shù)測試（在輸出信號不失真的條件下進行）電路輸入 f = 1KHz 的正弦信號，輸出電壓不失真的最大值為 38mV，因此測試中必須用示波器監(jiān)視輸出波形。1) 測試輸出功率 輸入 f=1000Hz 的正弦輸入信號，并逐漸增大輸入電壓的幅值，

11、至輸出電 壓波形出現(xiàn)臨界，測量此時兩端輸出電壓的最大值或有效值，則2) 測量電源供給的平均功率在供電回路串入一只直流電流表測出直流電源提供的平均電流 ，即可求出。63) 計算效率4) 計算電壓增益第 3 章 語音放大電路整體電路設計3.1 整體電路圖及工作原理語音放大電路主要有信號輸入、前置放大電路、有元代通濾波電路、功率放大電路 和輸出組成。如圖（3.3-1）前置放大電路以為測量用小信號放大電路。在測量用的放大電路中，一般傳感器送 來的直流或低頻信號，經(jīng)放大后多用單端方式傳輸。本設計方案用兩個同相放大電路的 簡單串聯(lián)組合進行設計。信號從兩個放大器同相端輸入，可以有效的消除兩輸入端共模 分量，

12、獲得很高的共模抑制比和極高的輸入電阻。有源帶通濾波電路，是通過低通濾波電路的通帶截止頻率高于高通濾波電路的通帶 截止頻率時，串聯(lián)高、低通濾波電路，即獲得帶通濾波電路。以允許某一頻帶內(nèi)的信號 通過，而將此頻帶以外的信號阻斷，為了干擾以便接收某一頻帶范圍內(nèi)的有效信號消除 高低頻段的干擾和噪聲。功率放大電路的主要作用是向負載提供功率，要求輸出功率盡可能大，非線性失真 盡可能小，效率盡可能高。因集成功率放大器性能好，安裝方便，這里選用集成功率放大器。78圖 3-1 語音放大電路整體電路圖3.2 電路參數(shù)計算及整機電路性能分析1、 令輸入信號，測得輸出地直流輸出電壓為 3mV2、 輸入 f = 1KHz

13、 的正弦信號，輸出電壓不失真時，輸入電壓變化范圍為 0.050.5mV使用示波器觀察對應的輸出電壓變化情況，范圍 125mV800mV3、 輸入為 0.5mV 的正弦信號時，在 300Hz3KHz 范圍內(nèi)改變輸入信號頻率，則輸出電壓變化范圍為 0.5V0.8V4、 計算總的電壓放大倍數(shù)：第 4 章 設計總結語音傳輸系統(tǒng)在當今社會起著非常重要的信息傳輸媒介作用。本設計時對不同頻率 的聲音信號進行檢測，最后得到一個不帶干擾的放大信號。該電路可以在很多語音傳輸 電路中得到廣泛應用。另外用該方法設計電路簡單，成本低，性能穩(wěn)定，并在 300Hz3KHz 聲段的信號進行放大。參考文獻1 康光華 主編電子技術基礎（模擬部分）第五版 高等教育出版社2 黃義源、林俊昌、陳達章、林杰才 編著電子線路基礎1995 年 10 月 汕頭大學出版社 3 王振紅、張常年 編著電子技術基礎實驗及綜合設計2007 年 3 月 機械工業(yè)出版社4 朱定華、陳林、吳建新 編著電子電路測試與實驗2004 年 4 月 清華大學出版社5