語音放大電路課程設計

1、<p>　　電子技術基礎課程設計（論文）</p><p>　　題目： 語音放大電路 </p><p>　　課程設計（論文）任務及評語</p><p>　　院（系）：電氣工程學院教研室：電子信息工程</p><p><b>　　、</b></p><p><b>　　。&l

2、t;/b></p><p><b>　　1</b></p><p>　　第 1 章 語音放大電路設計方案論證 ........................................... 1</p><p>　　1.1 語音放大電路的應用意義 ...........................................

3、.. 1</p><p>　　1.2 語音放大電路設計的要求及技術指標 ................................... 1</p><p>　　1.3 設計方案論證 ...................................................... 1</p><p>　　1.4 總體設計方案框圖及分析 ......

4、....................................... 2 第 2 章 語音放大電路各單元電路設計 ......................................... 3</p><p>　　2.1 前置放大電路的設計................................................. 3</p><p>　　2.2

5、濾波電路的設計 .................................................... 4</p><p>　　2.3 功率放大電路的設計................................................. 5 第 3 章 語音放大電路整體電路設計 ........................................... 7</

6、p><p>　　3.1 整體電路圖及工作原理 ............................................... 7</p><p>　　3.2 電路參數計算及整機電路性能分析 ..................................... 9 第 4 章 設計總結 ............................................

7、............... 9 參考文獻 ................................................................. 9 附錄：器件清單 ........................................................... 10</p><p><b>　　2</b></p><

8、p>　　第 1 章 語音放大電路設計方案論證</p><p>　　1.1 語音放大電路的應用意義</p><p>　　在電子電路中，輸入信號常常受各種因素的影響。即含有一些不必要的成分（即干 擾），或者輸入信號是不同頻率信號混合在一起的信號，對前者應設法將不必要的成份衰 減到足夠小，而后者應設法將需要的信號提取出來。這時我們就需要一種技能放大語音 信號又能降低外來噪聲的儀器。<

9、/p><p>　　1.2 語音放大電路設計的要求及技術指標</p><p><b>　　設計要求：</b></p><p>　　1. 分析設計要求，明確性能指標。必須仔細分析課題要求、性能、指標及應用環(huán)境 等，廣開思路，構思出各種總體方案，繪制結構框圖。</p><p>　　2. 確定合理的總體方案。對各種方案進行比較，以電

10、路的先進性、結構的繁簡、成 本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行方案。</p><p>　　3. 設計各單元電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統或單元電路，逐個設計。</p><p>　　4. 組成系統。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號的流向，采用左進右出 的規(guī)律擺放各電路，并標出必要的說明。</p><p>　　技術指標：

11、采用全部或部分分立元件設計一種語音放大電路 額定輸出功率 Po≥5W</p><p>　　負載阻抗 RL=4Ω 頻率響應：300HZ～3KHZ</p><p>　　1.3 設計方案論證</p><p>　　語音放大電路主要有信號輸入、前置放大電路、有源帶通濾波電路、功率放大電路 和輸出組成。</p><p>　　1.3.1 前置放大電路&l

12、t;/p><p>　　前置放大電路以為測量用小信號放大電路。在測量用的放大電路中，一般傳感器送</p><p><b>　　1</b></p><p>　　來的直流或低頻信號，經放大后多用單端方式傳輸。在典型情況下，有用信號的最大幅</p><p>　　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

13、對于 總精度至關重要，放大器本身的共模抑制特性也是同等重要的。因此前置放大電路是一 個高輸入阻抗，高共模抑制比，低漂移的小信號放大電路。</p><p>　　1.3.2 有源帶通濾波電路</p><p>　　二階有源帶通濾波電路基本原理：當低通濾波電路的通帶截止頻率高于高通濾波電 路的通帶截止頻率時，串聯高、低通濾波電路，即獲得帶通濾波電路。它是為了允許某 一頻帶內的信號通過，而將此頻帶

14、以外的信號阻斷，為了干擾以便接收某一頻帶范圍內 的有效信號消除高低頻段的干擾和噪聲。</p><p>　　電路的帶通 BW 即為帶通濾波電路能通過的規(guī)定范圍的頻率，濾波電路的最大輸出電 壓峰值出現在中心頻率 fo 的點上。</p><p>　　帶通濾波電路的帶寬越窄，電路品質 Q（選擇性能）越高，輸出電壓越大；反之低 Q 值，濾波 電路有較寬的帶寬，勢必輸出電壓小。</p>

15、<p>　　1.3.3 功率放大電路</p><p>　　功率放大電路的主要作用是向負載提供功率，要求輸出功率盡可能大，非線性失真 盡可能小，效率盡可能高。功率放大器常見電路形式有 OTL 電路和 OCL 電路。有用集成 運算放大器和晶體管組成的功率放大器，也有專用集成功率放大器。</p><p>　　因集成功率放大器性能好，安裝方便，這里運用集成功率放大器。 功率放大器設計條

16、件：額定輸出功率 Po≥5W，負載阻抗 RL=4Ω</p><p>　　1.4 總體設計方案框圖及分析</p><p>　　語音放大電路主要有信號輸入、前置放大電路、有源帶通濾波電路、功率放大電路 和輸出組成。</p><p>　　信 號 輸 入前 置 放 大 電 路有 源 帶 通 濾 波 電 路</p><p>　　功 率 放 大 電

17、路</p><p>　　圖 1-1 總體設計方案框圖</p><p><b>　　2</b></p><p>　　第 2 章 語音放大電路各單元電路設計</p><p>　　2.1 前置放大電路的設計</p><p>　　用兩個同相放大電路的簡單串聯組合進行設計。信號從兩個放大器同相端輸入，可 以

18、有效的消除兩輸入端共模分量，獲得很高的共模抑制比和極高的輸入電阻。</p><p>　　輸出電阻（不考慮可調電阻 Rp）</p><p><b>　?。?.1-1）</b></p><p>　　應滿足：（2.1-2） 即（2.1-3）</p><p>　　∴ 差模閉環(huán)增益為：（2.1-4） 可見這個電路有較高的差模

19、增益且能提高有效的共模抑制能力，并聯 A1，反饋回路</p><p>　　中的可調電阻 Rp 能調節(jié)增益且不影響共模抑制比。</p><p>　　如圖 2-1 前置放大電路：</p><p><b>　　LM324</b></p><p><b>　　LM324</b></p><

20、;p>　　圖 2-1 前置放大電路</p><p><b>　　3</b></p><p>　　由（1.3.1-1）（1.3.1-4）選定</p><p><b>　　則</b></p><p>　　2.2 濾波電路的設計</p><p>　　要求帶通頻率范圍：30

21、0Hz～3KHz</p><p>　　電路 Q 值：（2.2-5） 電路在滿足 的條件下，Q 值與中心頻率 fo 分別為：</p><p><b>　?。?.2-6）</b></p><p><b>　?。?.2-7）</b></p&

22、gt;<p>　　式中：（2.2-8）</p><p>　　電壓增益：（2.2-9）</p><p>　　如圖 2-2 帶通濾波電路：</p><p>　　圖 2-2 帶通濾波電路</p><p><b>　　4</b></p><p>　　1、靜態(tài)調試：調零和消除自激振蕩<

23、;/p><p><b>　　2、動態(tài)調試：</b></p><p>　　(1) 在兩端加差模輸入電壓 uid（正弦信號：幅值為 10mV，頻率為 100Hz），測的 輸出電壓 Uod 為 24.44V，則差模抑制比 Aud1 為：</p><p><b>　　（2.2-10）</b></p><p>　

24、　(2) 在兩端加差模電壓 uid（正弦信號：幅值為 10mV，頻率為 1000Hz），測得輸</p><p>　　出電壓 uod 為 18.4mV，則差模抑制比 Aud1 為：</p><p><b>　?。?.2-11）</b></p><p>　　(3) 共模抑制比 ：</p><p><b>　　（2.

25、2-12）</b></p><p>　　(4) 測量幅頻特性，求得的帶通濾波電路帶寬為 300HZ～3KHZ</p><p>　　2.3 功率放大電路的設計</p><p>　　電路輸出功率： (2.3-1) 當輸入信號足夠大，輸出電壓峰值 Uom

26、 達到 Vcc～Uces 時，此時的最大不失真功率為：</p><p><b>　　（2.3-2）</b></p><p>　　直流電源提供的功率：（2.3-3）</p><p>　　電路效率： （2.3-4）</p><p&

27、gt;　　在選擇輸出晶體管時，應注意：</p><p>　　每只晶體管的最大允許管耗</p><p><b>　　5</b></p><p><b>　　最大集電極電流 </b></p><p>　　反向擊穿電壓 </p><p>　　如圖 2-3 功率放

28、大電路：</p><p>　　圖 2-3 功率放大電路</p><p>　　1、 靜態(tài)調試：消除振蕩和減小交越失真，一般取 為 宜。</p><p>　　2、 參數測試（在輸出信號不失真的條件下進行）</p><p>　　電路輸入 f = 1KHz

29、 的正弦信號，輸出電壓不失真的最大值為 38mV，因此測</p><p>　　試中必須用示波器監(jiān)視輸出波形。</p><p>　　1) 測試輸出功率 </p><p>　　輸入 f=1000Hz 的正弦輸入信號，并逐漸增大輸入電壓的幅值，至輸出電 壓波形出現臨界，測量此時兩端輸出電壓的最大值或有效值，則</p><p>　　2) 測量

30、電源供給的平均功率</p><p>　　在供電回路串入一只直流電流表測出直流電源提供的平均電流 ，即</p><p><b>　　可求出。</b></p><p><b>　　6</b></p><p><b>　　3) 計算效率η</b></p>

31、<p>　　4) 計算電壓增益</p><p>　　第 3 章 語音放大電路整體電路設計</p><p>　　3.1 整體電路圖及工作原理</p><p>　　語音放大電路主要有信號輸入、前置放大電路、有元代通濾波電路、功率放大電路 和輸出組成。如圖（3.3-1）</p><p>　　前置放大電路以為測量用小信號放大電路。在測量

32、用的放大電路中，一般傳感器送 來的直流或低頻信號，經放大后多用單端方式傳輸。本設計方案用兩個同相放大電路的 簡單串聯組合進行設計。信號從兩個放大器同相端輸入，可以有效的消除兩輸入端共模 分量，獲得很高的共模抑制比和極高的輸入電阻。</p><p>　　有源帶通濾波電路，是通過低通濾波電路的通帶截止頻率高于高通濾波電路的通帶 截止頻率時，串聯高、低通濾波電路，即獲得帶通濾波電路。以允許某一頻帶內的信號 通過，而將此

33、頻帶以外的信號阻斷，為了干擾以便接收某一頻帶范圍內的有效信號消除 高低頻段的干擾和噪聲。</p><p>　　功率放大電路的主要作用是向負載提供功率，要求輸出功率盡可能大，非線性失真 盡可能小，效率盡可能高。因集成功率放大器性能好，安裝方便，這里選用集成功率放</p><p><b>　　大器。</b></p><p><b>　　7

34、</b></p><p>　　圖 3-1 語音放大電路整體電路圖</p><p>　　3.2 電路參數計算及整機電路性能分析</p><p>　　1、 令輸入信號，測得輸出地直流輸出電壓為 3mV</p><p>　　2、 輸入 f = 1KHz 的正弦信號，輸出電壓不失真時，輸入電壓變化范圍為 0.05～</p&g

35、t;<p><b>　　0.5mV</b></p><p>　　使用示波器觀察對應的輸出電壓變化情況，范圍 125mV～800mV</p><p>　　3、 輸入為 0.5mV 的正弦信號時，在 300Hz～3KHz 范圍內改變輸入信號頻率，則輸</p><p>　　出電壓變化范圍為 0.5V～0.8V</p>&l

36、t;p>　　4、 計算總的電壓放大倍數：</p><p>　　第 4 章 設計總結</p><p>　　語音傳輸系統在當今社會起著非常重要的信息傳輸媒介作用。本設計時對不同頻率 的聲音信號進行檢測，最后得到一個不帶干擾的放大信號。該電路可以在很多語音傳輸 電路中得到廣泛應用。另外用該方法設計電路簡單，成本低，性能穩(wěn)定，并在 300Hz～</p><p>　　3

37、KHz 聲段的信號進行放大。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 康光華 主編《電子技術基礎》（模擬部分）第五版 高等教育出版社</p><p>　　[2] 黃義源、林俊昌、陳達章、林杰才 編著《電子線路基礎》1995 年 10 月 汕頭大學出版社 [3] 王振紅、張常年 編著《電子技術基礎實驗

38、及綜合設計》2007 年 3 月 機械工業(yè)出版社</p><p>　　[4] 朱定華、陳林、吳建新 編著《電子電路測試與實驗》2004 年 4 月 清華大學出版社</p><p>　　[5] 胡斌、蔡月華 編著《放大器電路識圖與故障分析輕松入門》2003 年 9 月 人民郵電出版社</p><p><b>　　9</b></p&g

39、t;<p><b>　　附錄：器件清單</b></p><p><b>　　電阻：</b></p><p><b>　　電容：</b></p><p><b>　　集成塊：</b></p><p><b>　　揚聲器：</b&