語音放大電路的設(shè)計(jì)

1、皖西學(xué)院電子線路課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)課題：語音放大電路的設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：電信1004班學(xué)生姓名：許國(guó)昂學(xué)號(hào)：2010010891指導(dǎo)教師：余平設(shè)計(jì)時(shí)間：2012.12.1012.23目錄1， 設(shè)計(jì)方案討論及分析.4 1.1 總述.4 1.2 設(shè)計(jì)目的.4 2，課程設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求.4 3，方案設(shè)計(jì)與論證.4 3.1原理圖4 3.2前置放大電路.6 3.3通帶濾波電路.7 3.4集成放大電路.7 3.5 LM324原理及應(yīng)用.8 3.6 LM386原理及應(yīng)用.10 3.7元件清單124.電路調(diào)試及測(cè)試結(jié)果.12 4.1電路調(diào)試及測(cè)量.124.2回答問題.124.3電路參數(shù)圖.135，結(jié)與心得論.1

2、55.1心得體會(huì).155.2 感謝.166，附件.167，參考文獻(xiàn).17語音放大電路的設(shè)計(jì) 總述 語音放大器由前置放大電路，通帶濾波電路，功率放大電路共同組成，用來對(duì)輸入的聲音信號(hào)進(jìn)行放大處理。1、 本課程設(shè)計(jì)的目的：1.采用集成運(yùn)算放大器LM324和集成功放LM386N-4設(shè)計(jì)一個(gè)路；2、 本課程設(shè)計(jì)主技術(shù)要求：1.輸入信號(hào)的峰峰將值固定在5mV，分別在頻率100Hz和1KHz的條件下測(cè)試前置放大到輸出和通帶濾波器的輸出電壓值，計(jì)算其增益。2，通過改變10K歐的的可調(diào)電阻，得到不同的輸出，在波形不是真的條件下，測(cè)試集成運(yùn)放LM386的增益3、 方案設(shè)計(jì)與論證：1、 原理圖：語音放大器亦為測(cè)量

3、用小信號(hào)放大電路，在測(cè)量用的放大電路中，一般傳感器送來的直流或低頻信號(hào)，經(jīng)放大后多用單端輸出，在典型情況下，有用信號(hào)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(duì)于總的精度至關(guān)重要，放大器本身的共模抑制特性也同等重要。因此前置放大電路應(yīng)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。濾波器是一種選頻電路，它是一種能使有用頻率信號(hào)通過，而同時(shí)抑制或衰減無用頻率信號(hào)的裝置。功率放大器的主要作用是向負(fù)載提供功率，要求輸出功率盡可能大，轉(zhuǎn)換效率盡可能高，非線性失真盡可能小。3、 電路原理圖及元件：1，電路原理圖：由圖可知，輸入信號(hào)可通過兩級(jí)放大電路進(jìn)行放大，

4、再通過有源帶通濾波器，最后通過功率放大電路放大后輸出。輸入信號(hào)為5mv，放大后要求波形不失真，所以使用兩級(jí)放大，兩級(jí)均采用集成運(yùn)算放大器，第一級(jí)放大倍數(shù)設(shè)為A1，第二節(jié)級(jí)放大倍數(shù)設(shè)為A2，即放大倍數(shù)A=A1*A2。本設(shè)計(jì)中A1=10，A2=0.61，A=A1*A2=6.1，再通過帶通濾波器放大了2倍左右，再通過電位器來調(diào)節(jié)，使其達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，電位器為10K，其放大電路的示意圖如下前置放大電路通帶濾波電路集成放大電路2、LM324原理及應(yīng)用：LM324是四運(yùn)放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝,外形如圖所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器, 除電源共用外,四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組

5、運(yùn)算放大器可用左圖所示的符號(hào)來表示,它有5個(gè)引出腳,其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端,“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端,“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中,Vi-（-）為反相輸入端,表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的位相反;Vi+（+）為同相輸入端,表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。LM324的 引腳排列見圖由于LM324四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬,靜態(tài)功耗小,可單電源使用,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。 (1)LM324作反相交流放大器：電路見附圖。此放大器可代替晶體管進(jìn)行交流放大,可用于擴(kuò)音機(jī)前置放大等。電路無需調(diào)試。放大器采用單電源供電, 由R1、R2組成

6、1/2V+偏置,C1是消振電容。放大器電壓放大倍數(shù)Av僅由外接電阻Ri、Rf決定：Av=-Rf/Ri。負(fù)號(hào)表示輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反。按圖中所給數(shù)值, Av=-10。此電路輸入電阻為Ri。一般情況下先取Ri與信號(hào)源內(nèi)阻相等,然后根據(jù)要求的放大倍數(shù)在選定Rf。Co和Ci為耦合電容。(2)LM324作反反向交流放大器：見附圖。同相交流放大器的特點(diǎn)是輸入阻抗高。其中的R1、R2組成1/2V+分壓電路,通過R3對(duì)運(yùn)放進(jìn)行偏置。電路的電壓放大倍數(shù)Av也僅由外接電阻決定：Av=1+Rf/R4,電路輸入電阻為R3。R4的阻值范圍為幾千歐姆到幾十千歐姆。(3)LM324作有源帶通濾波器：許多音響裝置的頻譜

7、分析器均使用此電路作為帶通濾波器,以選出各個(gè)不同頻段的信號(hào),在顯示上利用發(fā)光二極管點(diǎn)亮的多少來指示出信號(hào)幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率 ,在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1,品質(zhì)因數(shù) ,3dB帶 寬B=1/（*R3*C）也可根據(jù)設(shè)計(jì)確定的Q、fo、Ao值,去求出帶通濾波器的各元件參數(shù)值。 R1=Q/（2foAoC）,R2=Q/（2Q2-Ao）*2foC）,R3=2Q/（2foC）。上式中,當(dāng)fo=1KHz時(shí),C取0.01Uf。此電路亦可用 于一般的選頻放大。(4) LM324主要參數(shù)：電壓增益 100dB單位增益帶寬 1MHz單電源工作范圍 3V30VDC每個(gè)運(yùn)放功耗（V=

8、+5V） 1mV/op.Amp輸入失調(diào)電壓 2mV(最大7mV)輸入偏置電流 50150nA輸入失調(diào)電流 550nA共模抑制比 7090dB輸出電壓幅度 01.5VDC（單電源時(shí)）輸出電流 40mA放大器間隔離度 120dB（fo:120KHz）3、 LM386原理及應(yīng)用： LM386是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器,主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn)品。為使外圍元件最少,電壓增益內(nèi)置為20。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容,便可將電壓增益調(diào)為任意值,直至 200。輸入端以地位參考,同時(shí)輸出端被自動(dòng)偏置到電源電壓的一半,在6V電源電壓下,它的靜態(tài)功耗僅為24mW,使得LM386特別適用于

9、電池供電的場(chǎng)合。 LM386的封裝形式有塑封8引線雙列直插式。LM386N-4內(nèi)部原理圖LM386N-4主要參數(shù)電路類型 OTL電源電壓范圍 5.018V靜態(tài)電源電流 4mA輸入阻抗 50K ohm輸出功率 1W（Vcc=16V,RL=32）電壓增壓 2646dB頻帶寬 300KHz（1,8開路）總諧波失真 0.2%4、 元件清單： 1、通用版 1個(gè) （?。?2、電阻：9.1K 1個(gè)， 10K 1個(gè)， 15K 4個(gè)， 27K 2個(gè)，100K 3個(gè)，10ohm 1個(gè)。 3、電容：103uF 2個(gè)，104uF 2個(gè)，503uF 1個(gè)， 10uF 2個(gè)， 1000uF 2個(gè)。 4、芯片：集成運(yùn)算放大

10、器LM324 1個(gè)，集成功放LM386-4 1個(gè)。 5、電位器：010K 1個(gè) 6、其他：8ohm 0.5W 揚(yáng)聲器 1個(gè)，導(dǎo)線2根。 4、 電路調(diào)試及測(cè)試結(jié)果：1，電路調(diào)試及測(cè)量結(jié)果調(diào)試時(shí)首先安原理圖連接好電路，在選用信號(hào)源產(chǎn)生頻率為1KHz，幅值為5mv的正弦波作為輸入信號(hào)，通過示波器檢測(cè)輸出信號(hào)，電路可輸出7V左右的正弦波，且結(jié)果與電位器的調(diào)節(jié)有關(guān)，所以結(jié)果與預(yù)測(cè)較為一致。2，回答問題前置放大增益實(shí)際為6.1通帶濾波器實(shí)際值為2經(jīng)測(cè)量前置放大增益 10通帶濾波器增益為2.99集成功放LM386的增益為61.43，數(shù)據(jù)參數(shù)圖失真波形調(diào)節(jié)10K的滑動(dòng)變阻器得到不失真正弦波從而測(cè)量此時(shí)電壓值，

11、計(jì)算出LM386的增益5、 結(jié)論與心得：1，過這次課程設(shè)計(jì)，讓我深刻地體會(huì)到了在模電設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該十分細(xì)心，而且應(yīng)該有全局觀。我在設(shè)計(jì)時(shí)因?yàn)闆]有考慮到后面的電路，只看眼前，不顧后面。結(jié)果搞的后面布線布得一團(tuán)糟。這句話應(yīng)該是我以后在做設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該牢記的。首先，應(yīng)該對(duì)電路的布局有一個(gè)整體的考慮，做到元件的布置合理，避免出現(xiàn)短路，斷路等情況，而且應(yīng)盡量使元件均勻地分布在整個(gè)電路板上，注意對(duì)稱。其次，在焊接過程要謹(jǐn)慎，避免出現(xiàn)接點(diǎn)之間的粘連和虛焊等情況。最后，要認(rèn)真檢查電路，在確認(rèn)準(zhǔn)確無誤后接通電源進(jìn)行調(diào)試。在調(diào)試過程中，會(huì)遇到許多麻煩。我發(fā)現(xiàn)電位器的調(diào)節(jié)作用有問題，原來是接線接反了。還有，應(yīng)該接在同一

12、個(gè)點(diǎn)的線沒有接在一起，但是這樣還是不行，經(jīng)過仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)，問題是兩排接地線沒有連在一起。但是，結(jié)果還是沒有想象中的那么完美。焊接是最困難的，參考實(shí)驗(yàn)書最后講的電子線路組裝焊接知識(shí)（附錄六）很多零件買不到，臨時(shí)改了很多，或許造成電路有瑕疵。語音放大器的最大缺點(diǎn)是噪音太大，可以多增加幾級(jí)濾波電路來濾除紋波，還可以通過改進(jìn)元器件的性能還減少噪音。相信通過這些改進(jìn)，這是自己的第一次課程設(shè)計(jì)，由于缺少經(jīng)驗(yàn)。整個(gè)焊接實(shí)驗(yàn)過程中，也發(fā)現(xiàn)自己的不足，未能簡(jiǎn)化導(dǎo)線連接，元器件的安排欠妥。最后給這次設(shè)計(jì)畫上一個(gè)句號(hào)，期待下次能做出滿意的電路設(shè)計(jì)。,2，感謝在此特別感謝在此課程設(shè)計(jì)中的指導(dǎo)老師，和幫助過我的同學(xué)。六， 附件及參考文獻(xiàn)1，附件課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排：為兩周12月10日12月23日課程設(shè)計(jì)各階段名稱 各階段起止時(shí)間進(jìn)度安排1課程設(shè)計(jì)準(zhǔn)備查資料12月13日12月16日2方案論證，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，列元器件清單12月1