语音放大器.doc

1 语音放大器设计摘要:本项目设计的话音放大器是将输入的音频信号不失真地放大并用扬声器输出的一个简易装置。语音放大器电路主要由驻极体话筒,前置放大电路,带通滤波器电路,功率放大电路和负载为 8Ω的扬声器组成。人的声音信号频率一般在 300HZ 到 之间,语音信号通过前置放大将信号放大(前置放大电路的增益为 40dB ),然后通过带通滤波器将低于 300HZ ,高于 3400Hz 的信号滤掉,得到合适频率的声音信号,功率放大电路放大信号的电流,使得滤波后的语音信号能够驱动负载,通过喇叭输出信号,得到所需要的不失真的放大的声音。本项目设计的语音放大器使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。具有失真度小( σ=% ),输入灵敏度高( U i =5mv ),噪声电压小( U= ),输入阻抗大( R i = Ω)的特点。关键字:语音放大器;前置放大;带通滤波;功率放大 2 目录 设计任务 设计要求 技术指标 前置放大电路方案的论证与比较 方案一 方案二 方案论证与选定 带通滤波电路方案的论证与比较 方案一 方案二 方案三 方案论证与选定 系统总体设计 单元电路设计原理 驻极体话筒 前置放大电路 带通滤波器 功率放大电路 电路的测试方案 语音放大器的测试指标 调试数据 单元电路的调试数据 整体电路的调试数据 3 测试数据 单元电路的测试数据 系统的测试数据 话音放大器整体指标测试 使用的仪器型号 型号 LM386 集成运放芯片的相关资料 型号 LM386 集成运放芯片的相关资料 有源滤波器设计原理 4 1 、设计任务与要求 设计任务设计并制作有一定输出功率的话音放大电路。 基本要求( 1)、电路采用 9V 单电源供电; ( 2)、前置放大器由两级放大器构成,其中放大器 1的增益为 20dB ,放大器 2 的增益为 20dB ;放大器 2的增益可调; ( 3)、带通滤波器:通带为 300Hz ~ ; ( 4)、输出额定功率 P> ,失真度<10% ;负载额定阻抗为 8Ω。 设计技术指标( 1)、额定功率:在电路输出失真度小于某一个规定值时所对应的最大的输出功率。 P O =V o 2 /R L( 2)、频率响应:主要是指幅频特性,即 f L~ f H。( 3)、输入阻抗( 4)、输入灵敏度:话音放大器输出额定功率时所需的输入电压(有效值)。( 5)、噪声电压:输入为零时,输出负载上的电压。( 6)、失真度 2. 系统方案论证 、前置放大电路方案的论证与比较 方案一:一级放大电路如下图 1所示,该放大电路为一级反相放大,其放大倍数为 100 1 2???R RA u5 图1 一级放大电路图 方案二:二级放大电路如下图 2 二所示,该放大电路为二级反相放大,放大倍数为 100 * 3 51 2????R RR RA u图2 二级放大电路图 方案论证与选定由上述方案一,方案二比较得到,两者的采用集成运放构成的放大电路增益是一样,但是方案一是一级放大,电路不够稳定,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。 、带通滤波电路方案的论证与比较 方案一单运放构成的压控电压源二阶带通滤波电路,电路简单。 6 图3 单运放压控电压源二阶带通滤波电路图 方案二压控高通滤波电路与低通滤波电路级联构成带通滤波电路,电路的频带宽, 且容易控制。图4 压控高通滤波电路与低通滤波电路级联构成带通滤波电路 方案三多阶滤波电路,电路的滤波特性好,但是电路复杂。 方案论证与选定由上述三个方案比较得到: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由 HPF 的截止频率决定, 高频截止频率有 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。虽然方案三的滤波特性要比方案一,方案二的好,但是电路要复杂的多,在本项目的条件下,方案二即可满足实验要求。因此,我们采用的带通滤波器是方案二 7 3. 系统硬件设计