語(yǔ)音放大電路設(shè)計(jì)

電子電工教學(xué)基地實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)課程：實(shí)驗(yàn)名稱：

模電子術(shù)實(shí)驗(yàn)語(yǔ)放大路的設(shè)班

級(jí)：實(shí)驗(yàn)人員:指導(dǎo)教師：日

期：

語(yǔ)音放大路的設(shè)計(jì)一實(shí)目

：（1）掌握分離或者集成運(yùn)算放大器的工作原理及其應(yīng)用；（2）掌握低頻小信號(hào)放大器電路和功放電路的設(shè)計(jì)方法；（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的市場(chǎng)素質(zhì)、工藝素質(zhì)、自主學(xué)習(xí)的能力、分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力以及團(tuán)隊(duì)精神；（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，掌握低頻小信號(hào)放大電路和功放電路的設(shè)計(jì)方法。二設(shè)任與求在實(shí)際生活的很多問(wèn)題中們都需要這樣一種儀器它既能放大語(yǔ)音信號(hào)又能降低外來(lái)噪聲，實(shí)現(xiàn)這種儀器的電路實(shí)際上是一個(gè)能識(shí)別不同頻率范圍的小信號(hào)放大系統(tǒng)。語(yǔ)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(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)結(jié)果，或作適當(dāng)?shù)膮?shù)調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)的要求。性能指各基本單元電路的設(shè)計(jì)條件分別為：1.前置放大器：輸入信號(hào)：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(fù)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(shí)驗(yàn)要(1)選取單元電路及元件根據(jù)設(shè)計(jì)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(cè)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(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，并與設(shè)計(jì)要求值行比較。i(3)有源帶通濾波電路的組裝與調(diào)試測(cè)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(jì)要求進(jìn)行比較。Ud1(4)功率放大電路的組裝與調(diào)試測(cè)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(tīng)(6)應(yīng)用Multisim軟件對(duì)電路進(jìn)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(jí)負(fù)反饋放大器分放大電路可以用集成運(yùn)放構(gòu)成的測(cè)量用小信號(hào)放大電路等。放大器輸入漂移和噪聲等因素對(duì)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(wèn)題。因此前置放大電路應(yīng)該是一個(gè)高輸入阻抗、高共模抑制比、低漂移的小信號(hào)放大電路。方案設(shè)：一個(gè)同向大器和個(gè)差動(dòng)放大構(gòu)成的量放大電路方案把方案二的二級(jí)同向放大器換成了一個(gè)同向放大電路路簡(jiǎn)單測(cè)試更方便且一個(gè)可調(diào)電位器，可以調(diào)節(jié)前置放大的倍數(shù)，集成運(yùn)放構(gòu)成的測(cè)量用小信號(hào)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(dòng)變阻器使放大倍數(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)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(guò)規(guī)定范圍的頻率，這個(gè)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(diǎn)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?jiàn)，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(shì)必輸出電壓較小。思路：要實(shí)現(xiàn)這么一個(gè)功能，我們可以將一個(gè)二階有源低通濾波器（）與一個(gè)二階有源高通濾波器（HPF）串聯(lián)起來(lái)，有二階有源低通濾波器來(lái)對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行抑制，有二階有源高通濾波器對(duì)低頻信號(hào)進(jìn)行抑制，最終達(dá)到對(duì)信號(hào)進(jìn)行一定頻率范圍的抑制作用。按照上述的電路方案一個(gè)二階有源與一個(gè)二階有源LPF串聯(lián)起來(lái)是實(shí)驗(yàn)所需要的實(shí)驗(yàn)電路。再經(jīng)過(guò)仿真軟件的仿真可以基本確定所設(shè)計(jì)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(lái)，可以實(shí)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(cè)量信號(hào)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(hào)。設(shè)計(jì)的參數(shù)按書中的方法一計(jì)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(fù)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(jì)：五端集成功放TDA2030比較：設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)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(hù)、消噪聲電路，外接元件大大減小，僅有五個(gè)引出端，易于安裝。集成運(yùn)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(dòng)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(shí)驗(yàn)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(shí)，輸出為Vp=695mV。當(dāng)f=300Hz時(shí)，輸出為Vp=682mV?；緷M足實(shí)驗(yàn)對(duì)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)?？傠妶D

五、測(cè)試結(jié)1.第一級(jí)為前級(jí)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(jí)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(shí)，輸出為。當(dāng)f=300Hz時(shí)，輸出為Vpp=682mV，基本滿足實(shí)驗(yàn)對(duì)通頻帶的要求。3.第三級(jí)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(yàn)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(gè)數(shù)2321111251121212111121七、遇到的題1、我們對(duì)芯片的了解程度不夠，每接一個(gè)芯片都得查好多資料。2.一些阻值的電阻無(wú)法在市場(chǎng)上買到，最終我們決定采用變阻器調(diào)出相應(yīng)阻值，同時(shí)使用變阻

器也方便了焊接后的調(diào)試，以及一些采用多個(gè)電阻的串聯(lián)組成。3.焊接時(shí)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(shí)選在正面布線而我們沒(méi)有注意的是布的線沒(méi)有好好考慮導(dǎo)致板子