语音放大器设计实验报告
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1、模拟电子技术课程设计语音放大器姓名：伍慧兰学号：2015550828班级：15通信工程1班指导老师：罗光明目录一、 设计目的1二、 知识点和设计内容2三、 设计方案2四、 实验原理与参考电路4（一） 实验原理图如图1-24（二） 实验原理41) 前置放大器42) 有源带通滤波器53) 功率放大器6五、 实验的主要元器件7（一） 元器件清单7（二） 部分器件的使用介绍81) LM324芯片82) TDA2030引脚图与应用电路参数12六、 实验步骤13（一） 电路仿真实验13（二） 硬件实物实验201) 前置放大器的焊接与调试202) 有源带通滤波器22七、 实验中的问题提出与解决方法25八、
2、注意事项26九、 实验感想27参考资料28语音放大器设计1、 设计目的1、了解语音识别知识；2、掌握集成运算放大器的工作原理及其应用；3、掌握低频小信号放大电路、带通滤波器和功放电路的设计方法；4、培养应用现代工具对模拟电子系统进行仿真测试、制作调试、故障检查及分析的能力；5、培养市场素质、工艺素质、自主学习能力、分析问题解决问题的能力以及团队精神；6、培养文献查阅与综述和撰写课程设计报告的能力。2、 知识点和设计内容本实验的知识点为分立元件放大器或集成运放、有源滤波器、集成功率放大器；涉及电子电路各个模块之间的联合调试技术。3、 设计方案语音放大器设计的基本设计思路分析可知本语音放大器应包括
3、输入电路、前置放大器、有源带通滤波器、功率放大器、扬声器等几部分组成，如图1-1所示。输入电路前置放大带通滤波功率放大图1-1 语音放大电路原理框图前置放大器可采用集成运算放大器，有源带通滤波器可采用LPF和HPF串联构成，功率放大电路选用集成功放。设计的性能指标通常语音信号非常微弱，需要经过放大、滤波、功率放大后才能驱动扬声器发声。假设语音信号为峰峰值不大于10mV频率范围100Hz3kHz的正弦波，要求驱动81W的扬声器。具体性能指标如下：1、前置放大器：输入信号Uid10mV；输入阻抗Ri100k2、有源带通滤波器：通带100Hz3kHz；增益Au=13、功放：最大不失真输出功率Poma
4、x1W；负载阻抗RL=84、输出功率连续可调；直流输出电压50mV；静态电源电流100mA5、电源电压：+5V，+12V，-12V4、 实验原理与参考电路（1） 实验原理图如图1-2图1-2 实验原理图（2） 实验原理1) 前置放大器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。典型情况下，音频信号的最大幅度可能仅有若干毫伏，共模噪声可能高达几伏。所以放大器输入漂移和噪声等因素对于总的精度致关重要，放大器本身的共模抑制比特性也相当重要。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。图1-3是前置放大电路的原理图图1-3 前置放大电
5、路的原理图前置放大电路的仿真效果图见图1-11,1-12,1-13，1-14，1-15。2) 有源带通滤波器有源滤波电路是用有源器件与RC网络组成的滤波电路。按通带的性能可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。用低通滤波器和高通滤波器串接起来也可以组成带通滤波器。 图1-4为有源带通滤波器的原理图 图1-4 有源带通滤波器原理图 3) 功率放大器功率放大的主要作用是向负荷提供功率，要求输出功率尽可能大，转换效率尽可能高，非线性失真尽可能小。功率放大器的形式很多,有OCL互补对称功率放大电路，OTL功率放大电路，BTL桥式推挽功率放大电路和变压器耦合功率放大电路等。这些电路各有优点，可以根据
6、设计要求和设备条件综合考虑选用。本次在语音放大器的设计中本人选用五端功放TDA2030应用的电路。图1-5是功率放大器的原理图图1-5 功率放大器原理图5、 实验的主要元器件（1） 元器件清单实验所需的元器件清单如表1-1表1-1 语音放大器器件清单编 号物 资 名 称型 号 或 规 格（或代用规格）单位数量1集成运放LM324块12集成功放TDA2030块13电解电容220uF/25V只24电解电容22uF/25V只25瓷片电容220nF（224）只16瓷片电容150nF（154）只27瓷片电容100nF（104）只28瓷片电容22nF（103）只29可调电阻10k 1/8W只110色环电阻
7、1.2M 1/8W只111色环电阻120k 1/8W只112色环电阻110k 1/8W只113色环电阻20k 1/8W只114色环电阻10k 1/8W只215色环电阻9k 1/8W只116色环电阻2.4k 1/8W只217色环电阻1k 1/8W只118色环电阻900 1/8W只119色环电阻100 1/8W只220色环电阻1 1/8W只121扬声器8 2W只1本实验在实验前由于部分器件实验室没有提供，所以采取了性能和量值都相差不大的元器件来替代，比如9K的色环电阻未提供，实验采取1K的色环电阻替换。（2） 部分器件的使用介绍1) LM324芯片LM324系列器件带有真差动输入的四运算放大器。其
8、芯片引脚图如图1-6所示。它每一组运算放大器可用图1-7所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-(-)为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+(+)为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。图1-6 LM324芯片引脚图图1-7 运算放大器端口图基于本实验，需知的一部分关于LM324芯片的知识：运放类型:低功率放大器数目:4带宽:1.2MHz针脚数:14工作温度范围:0C to +70C芯片引脚的功能：1. 反相交流放大器 电路如图1-8。此放大器
9、可代替晶体管进行交流放大，可用于扩音机前置放大等。电路无需调试。放大器采用单电源供电，由R1、R2组成1/2V+偏置，C1是消振电容。图1-8 反相交流放大器原理图放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定：Av=-Rf/Ri。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数值，Av=-10。此电路输入电阻为Ri。一般情况下先取Ri与信号源内阻相等，然后根据要求的放大倍数在选定Rf。Co和Ci为耦合电容。 2. 同相交流放大器电路如图1-9。同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的R1、R2组成1/2V+分压电路，通过R3对运放进行偏置。 图1-9 同向交流放大器原理图电路的电压放大倍数
10、Av也仅由外接电阻决定：Av=1+Rf/R4，电路输入电阻为R3。R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。3. 有源带通滤波器许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器，以选出各个不同频段的信号，在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。这种有源带通滤波器的中心频率 ，在中心频率fo处的电压增益Ao=B3/2B1，品质因数 ，3dB带宽B=1/（*R3*C）也可根据设计确定的Q、fo、Ao值，去求出带通滤波器的各元件参数值。R1=Q/（2foAoC），R2=Q/（2Q2-Ao）*2foC），R3=2Q/（2foC）。上式中，当fo=1KHz时，C取0.01Uf。此电路亦可用
