2 音頻放大器的仿真方法

1、實(shí)踐2：音頻功率放大器分析音頻功率放大器是音響系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，其作用是將傳聲器件獲得的微弱信號放大到足夠的強(qiáng) 度去推動放聲系統(tǒng)中的揚(yáng)聲器或其他電聲器件，使原生響重現(xiàn)。一個音頻放大器一般包括兩部分，虛框部分就是音頻放大部分。由于信號源輸出幅度往往很好，不足以激勵功率放大器輸出額定功率，因此常在信號功率放大器 之間插入一個前置放大器將信號源輸出信號加以放大，同時對信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊羯幚怼?.1音頻功率放大器前置放大電路2.1.1前置放大器運(yùn)放介紹op07高精度運(yùn)算放大器具有極低的輸入失調(diào)電壓，極低的失調(diào)電壓溫漂，非常低的輸入噪聲電 壓幅度及長期穩(wěn)定等特點(diǎn)。可廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定積分、精密絕對值電路、比

2、較器及微弱信號的精確放大， 尤其適應(yīng)于宇航、軍工及要求微型化、高可靠的精密儀器儀表中。N2 0PD7泠郵OPOf郭片引腳功能說明11*舊為偏：學(xué).，句?？?，2為反向輸3為輸2：- 4拉地,5七腳6為輸出、7推咆 薄十Non-iir也血g InputOulpLJtN.C.Offesi Null 1In/ertrng InputCHfsetNull 2圖OP07外型圖片圖OP07原理圖片2.1.2前置放大電路仿真圖編輯（1）點(diǎn)擊元件模式（Component Mode） ，點(diǎn)擊元件選取按鈕（Pick From Library） 一I，選擇元件，OP07（運(yùn)算放大器）、RES （電阻）、CAP-ELE

3、C （電解電容）（2）點(diǎn)擊終端模式（Terminals Mode） J加載電源（POWER）圖標(biāo)。（3）繪制電路圖并設(shè)置電路圖參數(shù)，如圖所示圖音頻功率放大電路前置放大電路（含參數(shù)）(4)點(diǎn)擊終端模式(Terminals Mode)匚-，加入INPUT和OUTPUT信號，并把終端名設(shè)置成分別設(shè)置成INPUT和OUTPUT1,設(shè)置對話框如圖所示完成電路如圖所示圖 連接INPUT終端、OUTPUT終端2.1.3首頻功率放大器前置放大電路分析添加輸入信號源，點(diǎn)擊信號源模式(Generator Mode)明，添加正弦信號源SINE，放置到輸入端，并設(shè)置參數(shù)如下面的對話框所示。童 Sine Generat

4、or PropertiiesGenerator Name:inputAnalogue TypesDCSinePulsePwlinSFFMHDLDigital Types z Steady State z Single Edge / Single Pulse Clock / Pattern / Easy HDLCurrent Source?Isolate Before?Manual Edits?3 Hide Properties?OKCancel放置測量探針。點(diǎn)擊工具箱中的Voltage probe圖標(biāo)，實(shí)用旋轉(zhuǎn)或鏡像按鈕調(diào)整探針的方向后，在編輯口期點(diǎn)擊工具箱中的圖表模式(Graph Mode)

5、，在對象選擇器中選擇模擬虛擬儀器圖標(biāo)(ANALOGUE )o在模擬虛擬儀器中放入正弦波信號探針及電壓探針。選中電路中的正弦波信號源INPUT,按下左鍵拖動其到圖表中，松開左鍵即可放置信號源探針到圖表。按照上述方法添加電壓探針OUTPUT1到模擬圖表，如圖所示由仿真圖可以看出，當(dāng)輸入信號為 9.96mV時，輸出信號為201mV，放大倍數(shù)約為20倍，與計算結(jié)果 R3/R1=100k/5k=20 相吻合。2.1.4電路頻率響應(yīng)分析頻率分析的作用是分析電路在不同頻率工作狀態(tài)下的運(yùn)行情況。但不像頻譜分析儀，所有頻率一起被考慮，而 每次只可分析一個頻率。所以，頻率特性分析相當(dāng)于在輸入端接一可改變頻率的測試

6、信號，在輸出端接一交流電表 測量不同頻率所對應(yīng)的輸出，同時可得到輸出信號的的相位變化情況。頻率特性分析還可以用來分析不同頻率下的 輸入、輸出阻抗。此功能在非線性電路中使用時是沒有實(shí)際意義的。因?yàn)轭l率特性分析的前提是假設(shè)電路為線性的。就是說，如 果在輸入端加一標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，在輸出端也相應(yīng)地得到一個標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。實(shí)際中完全線性的電路是不存在的，但 是大多數(shù)我們認(rèn)為線性的電路是在此分析允許范圍內(nèi)的。另外，由于系統(tǒng)是在線性情況下，且引入復(fù)數(shù)算法（矩陣 算法）進(jìn)行的運(yùn)算，其分析速度要比瞬態(tài)分析快許多。PROTEUS ISIS的頻率分析用于繪制小信號電壓增益或電流增益隨頻率變化的曲線，即繪制波特圖，可描述

7、電 路的幅頻特性和相頻特性。但它們都是以指定的輸入發(fā)生器為參考。在進(jìn)行頻率分析時，圖表皎軸表示頻率，兩 個縱軸可分別顯示幅值和相位。放置頻率分析表點(diǎn)擊工具箱中的圖表模式(Graph Mode)，在對象選擇器中選擇頻率分析圖標(biāo)(FREQUENCY)o在編輯區(qū)域放置該圖表。并且把電壓探針OUTPUT1放置到該圖表中的橫縱坐標(biāo)中，如圖所示。雙擊該圖標(biāo)設(shè)置圖表參數(shù)如下:仿真電路。點(diǎn)擊右鍵選擇仿真(Simulate Graph)開始進(jìn)行仿真。甌 AUDIO-pre-amplifiersignal amplify - ISIS ProfessionalFile View Edit Tools Design

8、 Graph Source Debug Library Template System HelpGRAPHS ANALOGUE DIGITAL MIMEDFFiEGjLIENCTTRANSFER NOISE DISTORTION FOURIER AUDIO INTERACTIVE CONFORMANCE DC SWEEP AC SWEEPIINPUT zr I1 1+ Drag ObjectEdit Properties X Delete ObjectCtrl+EGMN tdBlIXITPLIT110.0C Rotate ClockwiseO Rotate Anti-Clockwise e R

9、otate 180 degrees , X-Mirror 方 Y-Mirror廬 Decompose座 Edit Graph.盅 Add Traces.埸 View Simulation LogSimulate GraphExport Graph Data. Clear Graph Data.Num-Num-4-Ctrl+MCtrl+TSpaceCtrl+VMaximize (Show Window)X Restore (Close Window)Play AudioCtrl+Space100OUTPUT1FHPiBE1B.0kLU17OUTPUT1X61 n1JT1ULIR4mniz7cvV

10、-1000.0-600.0th仿真結(jié)果如下，由圖可以看出，測量電路的最大頻率增益為26.0dB，截止處的頻率為26*0.707=18.38dB。如下測量點(diǎn)分別是低頻和高頻測量點(diǎn)從兩圖中可以看出，系統(tǒng)通帶頻率范圍是1464kHz2.1.5電路音頻放大效果演示為了能夠通過音頻文件觀察到音頻放大的效果，特把本電路的電阻參數(shù)值加大，如圖所示INPUT（1） 雙擊輸入信號，對對話框內(nèi)容進(jìn)行修改如下圖所示，并且在紅色圈處加入頻文件（.wav）（注意此文件不要太大，否則會造成死機(jī)）Audio File:NPLIT函 Sine Generator Properties澈勵源名稱:模概類型 DC 4正弦 脈沖

11、分段線型脈沖 文件 音頻 指數(shù) 單頻南 。Easy HDL數(shù)字類型穩(wěn)態(tài)單邊沿單脈沖時鐘圖案。Easv HDL電流源？隔離前面山？手動端輯（M?v隱藏屬性（H？Audio Generator Properties時間：4 頻率（Hz）:1周期秒：/ Cycles/Graph:延時延時秒：4相位（1）：阻尼因數(shù)ME0 g電流源？隔離前面（D?手動編輯圈?/隱藏屬性tu?Offset (Volts):LlAmplitude (Volts):4幅度：1峰值：有效值:確定（Q取消地Offset |VoHs）:0囹聲道：|單聲道工忽略單聲道WW吠件.澈勵源名稱:INPUT模嘏類型 DC&正弦?脈沖|的段線型脈沖3件 嫉音頻 。指數(shù) 。單頻FM EasyHDL4幅度:O雌值:確定回取消咽數(shù)字類型。穗態(tài) 。單邊沿 3單脈沖 個時鐘 。圖案 EasyHDL（2）點(diǎn)擊3 （圖表模式），進(jìn)行如下選擇，如圖所示=二I回AUDIOGRAPHSANALOGUE DIGITAL MIXED FREQUENCY TRANSFER NOISE DISTORTION FOURIERINTERACTIVE CONFORMANCE DC SWEEP AC S