语音放大电路的设计

1、皖西学院电子线路课程设计任务书设计课题：语音放大电路的设计专业班级：电信1004班学生姓名：许国昂学号：2010010891指导教师：余平设计时间：2012.12.1012.23目录1， 设计方案讨论及分析.4 1.1 总述.4 1.2 设计目的.4 2，课程设计的主要技术要求.4 3，方案设计与论证.4 3.1原理图4 3.2前置放大电路.6 3.3通带滤波电路.7 3.4集成放大电路.7 3.5 LM324原理及应用.8 3.6 LM386原理及应用.10 3.7元件清单124.电路调试及测试结果.12 4.1电路调试及测量.124.2回答问题.124.3电路参数图.135，结与心得论.1

2、55.1心得体会.155.2 感谢.166，附件.167，参考文献.17语音放大电路的设计 总述 语音放大器由前置放大电路，通带滤波电路，功率放大电路共同组成，用来对输入的声音信号进行放大处理。1、 本课程设计的目的：1.采用集成运算放大器LM324和集成功放LM386N-4设计一个路；2、 本课程设计主技术要求：1.输入信号的峰峰将值固定在5mV，分别在频率100Hz和1KHz的条件下测试前置放大到输出和通带滤波器的输出电压值，计算其增益。2，通过改变10K欧的的可调电阻，得到不同的输出，在波形不是真的条件下，测试集成运放LM386的增益3、 方案设计与论证：1、 原理图：语音放大器亦为测量

3、用小信号放大电路，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，经放大后多用单端输出，在典型情况下，有用信号的最大幅度可能仅有若干毫伏，而共模噪声可能高到几伏，故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。滤波器是一种选频电路，它是一种能使有用频率信号通过，而同时抑制或衰减无用频率信号的装置。功率放大器的主要作用是向负载提供功率，要求输出功率尽可能大，转换效率尽可能高，非线性失真尽可能小。3、 电路原理图及元件：1，电路原理图：由图可知，输入信号可通过两级放大电路进行放大，

4、再通过有源带通滤波器，最后通过功率放大电路放大后输出。输入信号为5mv，放大后要求波形不失真，所以使用两级放大，两级均采用集成运算放大器，第一级放大倍数设为A1，第二节级放大倍数设为A2，即放大倍数A=A1*A2。本设计中A1=10，A2=0.61，A=A1*A2=6.1，再通过带通滤波器放大了2倍左右，再通过电位器来调节，使其达到设计的要求，电位器为10K，其放大电路的示意图如下前置放大电路通带滤波电路集成放大电路2、LM324原理及应用：LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器, 除电源共用外,四组运放相互独立。每一组

5、运算放大器可用左图所示的符号来表示,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。LM324的 引脚排列见图由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。 (1)LM324作反相交流放大器：电路见附图。此放大器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

6、1/2V+偏置,C1是消振电容。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)LM324作反反向交流放大器：见附图。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。电路的电压放大倍数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)LM324作有源带通滤波器：许多音响装置的频谱

7、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 于一般的选频放大。(4) LM324主要参数：电压增益 100dB单位增益带宽 1MHz单电源工作范围 3V30VDC每个运放功耗（V=

8、+5V） 1mV/op.Amp输入失调电压 2mV(最大7mV)输入偏置电流 50150nA输入失调电流 550nA共模抑制比 7090dB输出电压幅度 01.5VDC（单电源时）输出电流 40mA放大器间隔离度 120dB（fo:120KHz）3、 LM386原理及应用： LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少,电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至 200。输入端以地位参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在6V电源电压下,它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于

9、电池供电的场合。 LM386的封装形式有塑封8引线双列直插式。LM386N-4内部原理图LM386N-4主要参数电路类型 OTL电源电压范围 5.018V静态电源电流 4mA输入阻抗 50K ohm输出功率 1W（Vcc=16V,RL=32）电压增压 2646dB频带宽 300KHz（1,8开路）总谐波失真 0.2%4、 元件清单： 1、通用版 1个 （小） 2、电阻：9.1K 1个， 10K 1个， 15K 4个， 27K 2个，100K 3个，10ohm 1个。 3、电容：103uF 2个，104uF 2个，503uF 1个， 10uF 2个， 1000uF 2个。 4、芯片：集成运算放大

10、器LM324 1个，集成功放LM386-4 1个。 5、电位器：010K 1个 6、其他：8ohm 0.5W 扬声器 1个，导线2根。 4、 电路调试及测试结果：1，电路调试及测量结果调试时首先安原理图连接好电路，在选用信号源产生频率为1KHz，幅值为5mv的正弦波作为输入信号，通过示波器检测输出信号，电路可输出7V左右的正弦波，且结果与电位器的调节有关，所以结果与预测较为一致。2，回答问题前置放大增益实际为6.1通带滤波器实际值为2经测量前置放大增益 10通带滤波器增益为2.99集成功放LM386的增益为61.43，数据参数图失真波形调节10K的滑动变阻器得到不失真正弦波从而测量此时电压值，

11、计算出LM386的增益5、 结论与心得：1，过这次课程设计，让我深刻地体会到了在模电设计过程中应该十分细心，而且应该有全局观。我在设计时因为没有考虑到后面的电路，只看眼前，不顾后面。结果搞的后面布线布得一团糟。这句话应该是我以后在做设计时应该牢记的。首先，应该对电路的布局有一个整体的考虑，做到元件的布置合理，避免出现短路，断路等情况，而且应尽量使元件均匀地分布在整个电路板上，注意对称。其次，在焊接过程要谨慎，避免出现接点之间的粘连和虚焊等情况。最后，要认真检查电路，在确认准确无误后接通电源进行调试。在调试过程中，会遇到许多麻烦。我发现电位器的调节作用有问题，原来是接线接反了。还有，应该接在同一

12、个点的线没有接在一起，但是这样还是不行，经过仔细检查后发现，问题是两排接地线没有连在一起。但是，结果还是没有想象中的那么完美。焊接是最困难的，参考实验书最后讲的电子线路组装焊接知识（附录六）很多零件买不到，临时改了很多，或许造成电路有瑕疵。语音放大器的最大缺点是噪音太大，可以多增加几级滤波电路来滤除纹波，还可以通过改进元器件的性能还减少噪音。相信通过这些改进，这是自己的第一次课程设计，由于缺少经验。整个焊接实验过程中，也发现自己的不足，未能简化导线连接，元器件的安排欠妥。最后给这次设计画上一个句号，期待下次能做出满意的电路设计。,2，感谢在此特别感谢在此课程设计中的指导老师，和帮助过我的同学。六， 附件及参考文献1，附件课程设计进度安排：为两周12月10日12月23日课程设计各阶段名称 各阶段起止时间进度安排1课程设计准备查资料12月13日12月16日2方案论证，计算机辅助设计，列元器件清单12月1