语音放大器实验报告

1、电工电子教学基地实验报告实验课程：模拟电子技术综合设计实验名称：语音放大器的设计小组成员：丁雪瑶 通信0603 06211062 黄雨薇 通信0603 06211064 卢萌 通信0603 06211071实验时间：2008.5.82008.5.22指导老师：马英新上课时间：周四第四节一、实验目的（1） 掌握分立或集成运算放大器的工作原理及其应用。（2） 掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法。（3） 了解语音识别知识。 （4）通过实验培养学生的市场素质、工艺素质、自主学习的能力、分析问题解决问题的能力以及团队精神。 （5）通过实验总结回顾所学的模拟电子技术基础理论和基础实验，掌握模拟电子

2、电路的设计与调试方法。二、设计任务与要求(一)设计任务：1）已知条件： 语音放大电路由“前置放大器”、“有源带通滤波器”、“功率放大器”、“扬声器”几部分构成。2）性能指标：各基本单元电路的设计条件分别为：（1）前置放大器：输入信号：Uid10mV；输入阻抗：Ri100kW 。（2）有源带通滤波器：带通频率范围：300Hz3kHz；增益：Au=1。（3）功率放大器：最大不失真输出功率：Pom 1W；负载阻抗：RL=8W。 （4）输出功率连续可调： 静态噪声：50mV。( 二 ) 要求(1)选取单元电路及元件根据设计要求和已知条件，确定前置放大电路、有源带通滤波电路、功率放大电路的方案，计算和选

3、取单元电路的元件参数。(2)置放大电路的组装与调试测量前置放大电路的差模电压增益AUd、共模电压增益AUc、共模抑制比KCMR、带宽BW1、输入电压Ri等各项技术指标，并与设计要求值行比较。(3)有源带通滤波电路的组装与调试测量有源带通滤波电路的差模电压增益AUd、带通BW1，并与设计要求进行比较。(4)功率放大电路的组装与调试测量功率放大电路的最大不失真输出功率Po,max、电源供给功率PDC、输出效率、直流输出电压、静态电源电流等技术指标。(5)整体电路的联调与试听(6)应用EWB软件对电路进行仿真分析三、设计思路：输入端可采用麦克风和音频线路输入两种形式，声音通过麦克风（或音频线路）输入

4、前置放大电路，进行一次放大后输入二阶有源带通滤波电路，对通频带（300Hz-3000Hz）以外的信号进行滤波，以消除杂音，最后将经过放大和滤波的信号输入功率放大电路，进行功率放大后将声音通过扬声器输出。四、原理框图及实验原理图实验总体电路 ：麦克前置放大电路 RC有源滤波器功率放大电路 喇叭 前置放大电路：InputOutput前置放大电路电路图前置放大电路由2个同向放大电路组成，如上所示。该电路具有输入阻抗高，电压增益容易调节，输出不包含共模信号等优点。本电路主要起放大电压幅度作用。 带通滤波电路：InputOutputRC二阶有源带通滤波电路 宽带通滤波器,在满足LPF的通带截止频率高于H

5、PF的条件下，把相同元件压控电压源滤波器的LPF和HPF串接起来可以实现BUTTERWORTH通带响应.用该方法构成的带通滤波器的通带较宽,通带截止频率易于调整,因此多用做测量信号噪声比的音频带通滤波器.功率放大电路：功率放大的主要作用是向负载提供功率，要求输出功率尽可能大，转换功率尽可能高，非线形失真尽可能小。本实验采用的是此种功率放大器,它的主要作用是向负载提供功率，要求输出功率尽可能大，效率尽可能高，非线性失真尽可能小,LM1875的性能优良，功能齐全，并附加有各种保护，消噪声电路，外接元件大大减少，仅有五个引出端，易于安装。且静态电流小于100mA，因此静态功耗很小，但动态功耗很大，且

6、随输出的变化而变化。设计原理：此电路时双电压源时LM1875的典型应用电路，输入信号Ui 由同相端输入，R2，R3，C2构成交流电压串联负反馈，因此放大倍数为： Auf=1+ R3/ R2=1+100/10=11D1，D2起保护作用，来泄放RL产生的感生电压，将输出端电压钳位在（Ucc+0.7V）和（Ucc-0.7V）。性能指标: 静态电源电流（输出短路时） 电路图如下： 图（6）LM1875组成的功放五、实验仿真结果 1、前置放大电路仿真图前级放大电路仿真波形图前置放大电路采用集成运放LM324N构成两级放大电路。为增强对输入信号的保持性，故两级放大电路均采用同相放大电路组态。放大电路的增益

7、可以通过改变反相端的输入电阻与反馈电阻的比值来调节，即 。放大器输入漂移和噪声等因素对于总的精度至关重要，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。实验中，实际设计放大倍数20至400倍，可通过电位器调节。2、带通滤波电路仿真图在滤波电路设计时采用LM324N设计了具有巴沃特特性的二阶有源带通滤波器。在满足LPF的通带截止频率高于HPF的通带截止频率的条件下，把相同元件压控电压源滤波器的LPF和HPF串联起来，可以实现Butterworth通带响应。用该方法构成的滤波器的通带较宽，通带截止频率易于调整。本实验设计带宽2.7k

8、Hz（300Hz-3000Hz），理论能够抑制低于300Hz和高于3000 Hz的信号。RC二阶有源带通波电路仿真波形图RC二阶有源带通波电路仿真波形图（上截频）RC二阶有源带通波电路仿真波形图（下截频）3、功率放大电路仿真图 增益：输入f=1kHz，Vpp=1V 的正弦波，输出为Vpp=11.188V的正弦波，放大倍数为11.1188，与理论分析基本相符合。电路测试： A.静态测试：将输入端对地短路，观察输出是否有振荡，得到波形如图所示： 结果： 功率放大电路静态没有产生自激振荡； 静态时电源电流为：IQ3=45.327nA； 静态输出电压 U=48.982mV<50mV； 静态电源电流 I=45.327nA<100mA； 从而可得功率放大电路的静态符合要求。B.动态测试：a.输入信号频率为1kHz，Vpp=1V 输出电压的有效值为：Uo=3.958V 图（9） 波形失真率为：S=0.000% Po,max=Uo2/RL=(3.958)2/8=1.958W>1W 直流电源的功率PD