助聽器放大電路的設(shè)計 [文檔在線提供]

1、本次設(shè)計助聽器放大電路，要求有音頻的的前置放大，低通濾波，音頻功率放大幾個部分組成。技術(shù)指標(biāo)如下：1， 已知：話筒（低電阻20 ）的輸出電壓為5mV；8|2W負(fù)載電阻1只；8|0。25耳機(jī)一只。2， 額定功率P.>=0.3W (y<3%.3， 負(fù)載阻抗：Rl=8.4， 截止頻率 fL=40Hz , fH=10kHz.(二方案論證及步驟1、方框圖如下?lián)P聲器設(shè)計助聽器放大電路，要求有音頻的前置放大、低通濾波、音頻功率放大幾部分組成。放大器原理是將聲信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并將電信號放大且不失真，助聽器放大電路的基本組成框圖如圖 1 所示。 2、功能解釋前置放大器主要實現(xiàn)信號的放大，在此，有效

2、信號與噪音同時放大；低通濾波器主要實現(xiàn)濾掉噪音，是一個二階前級RC帶通濾波器；功率放大器實現(xiàn)功率放大，帶動揚(yáng)聲器工作。（三）電路工作原理說明首先接入麥克風(fēng)（5毫伏信號源代替）介入運(yùn)算放大器中，使輸入信號放大1000倍（正常信號高于噪音分貝），再接入二階前級RC帶通濾波器（通頻帶Fl=40HzFh=10KHZ）過濾掉噪音（Fl=40HzFh=10KHZ之外的信號）,最后接入功率放大器，使其功率放大獲得大的功率（AL4102）。（四）電路設(shè)計圖2 助聽器仿真電路 （五）參數(shù)計算1、 運(yùn)算放大器的參數(shù)：由公式：Au1=1+=1+=1000 (倍 同理：Au2=1000 (倍由于在濾波中有衰減，所以實

3、際放大倍數(shù)并不是兩者之積。2、二階前級RC帶通濾波器：由技術(shù)指標(biāo)知：fl=40Hz fH=10kHz 由二階前級RC帶通濾波器設(shè)計要求 C1、C2取0.0010.1uF取C1=C2=0.1uF C3=C4=0.01uF 由公式：R3=R5= R7=R11=可得：R3=R5=39789 R7=R11=159153、元件選擇:1.麥克風(fēng)電路圖的選擇麥克風(fēng)電路主要是怎樣用傳感器將聲信號變?yōu)殡娦盘?，其低頻下限頻率取決于傳感器的內(nèi)部電阻和電容，通常取決于電壓前置器的輸入阻抗，其下限頻率為0.1Hz，電路如圖：圖3 麥克風(fēng)電路圖2.前置放大電路路圖的選擇前置放大電路主要對麥克風(fēng)的信號進(jìn)一步放大，設(shè)計中采用

4、同相比例放大電路，如圖：圖4 前置放大電路圖3.頻率選擇電路的選擇二階前級RC帶通濾波器采用兩極濾波分頻的方式，分別完成頻中音通道上限頻率信號以下和下限頻率以上的選擇，讓fL 頻段的信號通過。電路如圖： 圖5 二階前級RC帶通濾波器電路圖4. 功率放大器由于LA4102為OTL電路，其輸入端“1”與負(fù)載之間接了一個大電容Cl ，其容量大小不僅影響著放大器下限頻率還影響著信號負(fù)半周能否正常工作。它有兩個輸入端，信號從同相輸入端輸入，反向輸入端接了電阻Rf, 因輸出端“1”與反相輸入端“6”之間在內(nèi)部已集成了20K的電阻，故改變Rf可以改變放大器的放大倍數(shù)。在電路仿真中用了一個放大器代替。(六 性

5、能的測試方法及實驗數(shù)據(jù)1、 前置放大電路：由于輸入3.54mV電壓，放大1000后為3.54V，其為前置放大電路的輸出電壓，也為二階前級RC帶通濾波器的輸入電壓。圖6 前置放大電路的電壓圖7 前置放大電路的波形2、二階前級RC帶通濾波器：由于設(shè)計為Fl=40HzFh=10KHZ的帶通濾波器，通頻帶為幅頻特性最大值減3dB后對應(yīng)的頻率范圍。其輸出電壓為功率放大器的輸入電壓。圖8 濾波器通頻帶及其最大值圖9 濾波器通頻帶及其下限技術(shù)指標(biāo)40Hz圖10 濾波器通頻帶及其上限技術(shù)指標(biāo)10KHz圖11 二階前級RC帶通濾波器的輸出電壓圖12 二階前級RC帶通濾波器的輸出信號波形3、功率放大器：由于LA4

6、102在未仿真庫中，故用一放大電路代替。其輸出帶動負(fù)載工作。圖13 功率放大器輸出電壓圖14 功率放大器輸出電壓與波形(七 數(shù)據(jù)分析與處理對于濾波器,根據(jù)公式算出的各值在實際仿真中有所變動，因為理論和實際存在一定偏差，這是理所當(dāng)然的。.Pom=1.9WPo=0.3W 所以滿足額定功率要求又因為喇叭的額定功率是0.25,所以可以存在一定的誤差。(八 結(jié)論.性價比,課設(shè)體會,及合理化建議1、 結(jié)論:助聽器的作用是將聲音信號放大。因此,助聽器的本質(zhì)是放大器。助聽器對聲音信號的放大是通過放大電路完成的。助聽器的工作原理其實就是將聲信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柦?jīng)出噪放再轉(zhuǎn)化為聲信號的過程。本次仿真以一個信號源代替聲

7、信號，電壓最大值為5mv，輸出電壓是5.57V。前置放大器主要實現(xiàn)信號的放大，在此，有效信號與噪音同時放大；低通濾波器主要實現(xiàn)濾掉噪音，是一個二階前級RC帶通濾波器；功率放大器實現(xiàn)功率放大，帶動揚(yáng)聲器工作。2、 性價比:第一，運(yùn)用運(yùn)放放大器而不用差放既簡單又省電阻。第二，運(yùn)用AL4102功放效果好，且可調(diào)性好，但價格不匪。第三，運(yùn)用二階前級RC帶通濾波器，通頻帶比較穩(wěn)定，但幅值衰減較大。3、課設(shè)體會:忙了一周的課設(shè)早上終于完成了。這是大學(xué)里比較認(rèn)真做的一件事情。不管自己最后成績?nèi)绾?，我可以說我收獲頗多，自己做到了最好。下面我就這個星期的感想做如下總結(jié)吧：在張老師的指導(dǎo)下，終于順利的完成了大學(xué)第

8、一個專業(yè)課課程設(shè)計。我的題目是助聽器放大電路的設(shè)計。這是一個艱難的過程。也是一個磨練人意志的過程。從課題的選擇開始，執(zhí)行電路的設(shè)計、仿真的設(shè)，最后完成一個課程設(shè)計說明書，經(jīng)歷了很多困難，但是更重要的是在這個過程中我得到了很大的鍛煉。一方面通過在電路設(shè)計校核中讓我學(xué)習(xí)和掌握了電路設(shè)計的基礎(chǔ)知識和技術(shù)要點(diǎn)，也使以前學(xué)的很多知識都得到了運(yùn)用；另一方面在圖書館查找資料時懂得了如何學(xué)習(xí)和運(yùn)用課本之外的新知識；再一個讓我了解到了如何使用Multisim,為以后深入電路設(shè)計打下基礎(chǔ)，使現(xiàn)代學(xué)習(xí)軟件幫助自己學(xué)習(xí)。當(dāng)然，這是一個需要不斷的嘗試，不斷的校核，不斷的修改，最后完成一個合理的設(shè)計的過程。需要的是我們的

9、細(xì)心和耐心。因此在課設(shè)這個實踐中也磨練了我的意志。很大程度上培養(yǎng)了我的拼搏的工作精神?？傊谶@個過程里我受益匪淺，讓我更加明了了自己專業(yè)的方向。這一周之后，我已經(jīng)初步的掌握了一個簡單產(chǎn)品的設(shè)計與分析的過程。但是由于經(jīng)驗的不足以及掌握的知識有限，我的設(shè)計中存在很多缺點(diǎn)和不足，懇請老師給予批評和指正，我將不斷的總結(jié)經(jīng)驗，在以后的工作中不斷完善，努力使自己在電路設(shè)計方面能夠有更大的長進(jìn)！4、合理化建議:課設(shè)是每個學(xué)校培養(yǎng)人才的教學(xué)方法，是理論聯(lián)系實際的橋梁，從中可以看出它的重要性。希望學(xué)校以后多組織這樣的課程設(shè)計，并叫老師出些與時代相關(guān)的題目，使同學(xué)把握時代的脈搏，找到學(xué)習(xí)的方向。這樣不僅有利于我們的理論知識掌握和運(yùn)用，還提高了我的動手能力，而且更重要的是使學(xué)生可以在學(xué)校聽到社會發(fā)展的腳步！（九） 參考文獻(xiàn)1.譚博學(xué)主編.集成電路原理與應(yīng)用，M北京：電子工業(yè)出版社，2003年2.張慶雙主編.全新實用電路集粹 下冊，M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006年3李萬臣主編.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計，M 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001年4張學(xué)福主編.現(xiàn)代實用傳感器電路，M北京：北京計量出版社 1997年5鄒天漢主編.數(shù)字功放和音箱設(shè)計與制作，M北京：人民郵電出版社 出版年：2004年附錄I圖15