语音放大器的设计[优秀作品].docx

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
撰写人: 章叶满
组员:朱超
杨硕
一、设计目的及要求
【设计目的】
,工艺素质,自主学****的能力,分析问题解决问题的能力以及团队精神。
,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
【性能指标】
1. 前置放大器:输入信号:Uid ≤ 10 mV
输入阻抗:Ri ≥ 100 kW
2. 有源带通滤波器:频率范围:300 Hz ~ 3 kHz
增益:Au = 1。
3. 功率放大器:最大不失真输出功率:Pomax≥1W
负载阻抗:RL= 8 W( 4 W )
电源电压:+ 5 V,+ 12V,- 12V
4. 输出功率连续可调
直流输出电压≤ 50 mV
静态电源电流≤ 100 mA
二、总原理框图及总电路图
“输入电路”、“前置放大器”、“有源带通滤波器”、“功率放大器”、“扬声器”几部分构成:
:
三、设计思想及基本原理分析。
【设计思想】
输入端采用麦克风形式,声音通过麦克风输入前置放大电路,进行一次放大后输入二阶有源带通滤波电路,对通频带(300Hz-3000Hz)以外的信号进行滤波,以
消除杂音,最后将经过放大和滤波的信号输入功率放大电路,进行功率放大后将声音通过扬声器输出。
【基本原理】

前置放大电路可采用两级负反馈放大器、差分放大电路,也可以用集成运放构成的测量用小信号放大电路等。在测量用的放大电路中,一般传感器送来的直流或低频信号,经放大后多用单端方式传输。一般来说,信号的最大幅度可能仅有几毫伏,共模噪声可能高达几伏。放大器输入漂移和噪声等因素对于总的精度至关重要,放大器本身的共模抑制特性也是同等重要的问题。因此前置放大电路应该是一个高输入阻抗、高共模抑制比、低漂移的小信号放大电路。在设计前置小信号放大电路时,可参考运算放大器应用的相关;

有源滤波电路是用有源器件与RC网络组成的滤波电路。有源滤波电路的种类有低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)、带阻(BEF)滤波器,本实验着重讨论典型的二阶有源滤波器。

功率放大的主要作用是向负载提供功率,要求输出功率尽可能大,转换功率尽可能高,非线性失真尽可能小。
四、单元电路分析,元件介绍和元件参数计算。
【前置放大电路】
方案一: 方案二:
方案一是一级放大,其增益过小,且不够稳定,带动不起后级电路。因此,在前置放大器的选择上,我们采用方案二的两级放大。
运算放大器使用LM324。通过第二级放大电路中的电位器来调节放大的倍数。这个电路非常简单,而且原理清晰。通过仿真可知,输出很完整,基本上没有噪声。在第一级放大电路中,AU1=1+R3/R1=1+10≈10。在第二级放大电路中,AU2=1+(R10+R5)/R6 ≈ 1~100。所以总的放大倍数为:AU= ≈100~200。前级放大部分最终设计电路如下:
【带通滤波器设计】
方案一:
方案二:
方案二高通与低通是分开做的,在满足LPF的通带截止频率高于HPF的通带截止频率的条件下,把相同元件压控电压源滤波器的LPF和HPF串联起来可以实现带通滤波器的功能,而且带通滤波器的低频截止频率fL由HPF的截止频率决定,高频截止频率fH有LPF的截止频率决定。与方案一相比较,方案二的通带较宽,通带截止频率易于调整。因此,我们采用的带通滤波器是方案二,电路图如下图所示,能抑制低于300Hz和高于3000Hz的信号。带通滤波器最终设计电路如下:
高通部分:令C2=C3=C=µF,R12=2R8,
由已知条件:fH=1/(2лCR12R8)=3000Hz,