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内容摘要本文介绍了一种语音放大电路，它由前置放大器、带通滤波器和功率放大器组成，能对300——3000Hz的语音信号进行放大，降低外来噪声。
并用Multisim 进行仿真实验，以期达到所要求的效果。
关键字：前置放大器带通滤波器功率放大器目录一、设计目的 (1)二、设计题目及分析 (1)三、概要设计 (1)四、详细设计 (1)五、测试分析 (6)六、附录 (7)一、设计目的在电子电路中，输入语音信号往往混杂着噪声和其他不同频率成分的干扰，因此我们设计该电路，使其尽可能减小噪声，滤除300——3000Hz以为的频率成分，同时，尽可能地放大有用信号，从而得到清晰的语音信号，并将它通过扬声器输出。
二、设计题目及分析此语音放大器由三部分组成，原理框图如图2-1。
图2-1 语音放大器原理框图其中，各级要求如下。
①前置放大器的输入信号≤5mV，输入阻抗为10KΩ，可用元件741运算放大器。
②带通滤波器3dB带通范围：300——3000Hz。
③功率放大器输出功率Po≥0.5W，输出阻抗Ro=4Ω，输出功率连续可调，可用元件LM386功率放大器。
④电源电压为±12V。
三、概要设计（1）假设带通滤波器通带增益为0dB，且功率放大器采用LM386的20倍接法，若要提供足够的功率（扬声器8Ω，输出功率≥0.5W），则可设功率放大器的输入信号有效值为100mV，此时8Ω的扬声器获得功率为0.5W，故在此前置放大器级，假设输入信号为5mV，至少需要对其放大30倍。
在此前置放大器放大倍数选为50倍，若采用运算放大器的反向组态，则反馈电阻采用500KΩ的电阻，此时输入阻抗为10KΩ。
（2）带通滤波器可由低通滤波器和高通滤波器串联组成。
其中，低通滤波器截止频率为3KHz，高通滤波器截止频率为300Hz。
为了确保通带增益为0dB，此处高通滤波器和低通滤波器均采用有源滤波器，由于运放数量的限制，此电路中仅使用二阶滤波器，相对于一阶滤波器，它能较快的收敛，滤波器设计可由Filter Solution软件辅助完成。
![[优秀毕业设计]语音放大电路的设计](https://uimg.taocdn.com/6dd881647f1922791788e884.webp)
一、语音放大电路的设计通常语音信号非常微弱，需要经过放大、滤波、功率放大后驱动扬声器。
要求：（1）采用集成运算放大器LM324和集成功放LM386N-4设计一个语音放大电路；假设语音信号的为一正弦波信号，峰峰值为5mV，频率范围为100Hz~1KHz，电路总体原理图如下所示；具体设计方案可以参带通滤波电路为：带通滤波器A1的放大倍数计算：A vf1=1+27KΩ100KΩ=1.27A vf2=1+27KΩ100KΩ=1.27则带通滤波器的放大倍数为：A V=A vf1∗A vf2=1.272=1.6129采用低通和高通二阶有源巴特沃斯滤波器器串联连接，按照设计要求低通滤波器截止频率为1KHz，高通滤波器截止频率大于100Hz：f high=12πRC=12π15K∗0.1μ=106Hzf low=12πRC=12π15K∗0.01μ=1061Hz 功率放大电路：是一个三级放大电路：第一级为差分放大电路；第二级为共射放大电路；第三级为准互补输出级功放电路。
外接元件最少的用法：静态时输出电容上电压为V CC2⁄，最大不失真输出电压的峰-峰值为电压V CC，最大输出P=(CC√22R L=V CC2R L=（1）仔细分析以上电路，弄清电路构成，指出前置放大器的增益为多少dB?通带滤波器的增益为多少dB?前级放大器的增益为21dB，带通滤波器的增益为（2）参照以上电路，焊接电路并进行调试。
a、将输入信号的峰峰值固定在5mV，分别在频率为100Hz和1KHz的条件下测试前置放大的输出和通带滤波器的输出电压值，计算其增益，将计算结果同上面分析的理论值进行比较。
经过实际测量，前级放大器的实际增益约为20dB,带通滤波器的增益约为0dB。
b、能过改变10K殴的可调电阻，得到不同的输出，在波形不失真的条件下，测试集成功放LM386在如图接法时的增益；调节电位器，可得功放的实际增益约为25dB。
c、将与LM386的工作电源引脚即６引脚相连的10uF电容断开，观察对波形的影响，其作用是什么？与6脚相连的10uF电容断开，会影响输出波形的质量，该电容的作用为对电源进行滤波，消除电源电压不稳定等造成的干扰。
语音放大电路的设计一． 实验目的1. 掌握低频小信号放大电路的工作原理和设计方法。
2. 深入了解集成运放和集成功放的工作原理。
3.掌握电子电路的设计过程及装配与调试方法。
二． 实验内容设计一个语音放大电路，话筒（拾音器）的输入信号小于10mv ，放大电路的指标；1. 输入阻抗大于100ΩK ，共模抑制比大于60dB 。
2. 通带频率范围300Z H ～3Z kH 。
3.最大不失真输出功率不低于1W ，负载阻抗Ω=16L R ，电源电压10V 。
三． 实验要求设计电路，给出两种以上方案进行比较，然后采用multisim 等仿真软件对各单元电路进行计算机模拟仿真，选取合理的参数，最后选取合适的元器件，连接电路，进行系统联调和性能指标测试。
四．实验原理话筒的输出信号一般只有5mv 左右而共模噪声可能高达几伏，故在设计时，须考虑放大器的输入漂移和噪声因素及放大器本身的共模抑制比这些重要因素。
前置放大电路应该是一个高输入阻抗、高共模抑制比、低温漂，且能与高阻抗话筒配接的小信号放大电路。
人耳可以听到的音频信号范围约为20Z H ～20Z kH ，而人的发音器官可以发出的声音频率为80Z H ～3.4Z kH ，但语音信号的频率通常在300Z H ～3Z kH ，所以前置放大后，需采用带通滤波电路。
因电路的最终输出需推动扬声器完成电（信号）到声（信号）的转换，故输出级需采用功率放大电路，以便输出功率尽可能地大，转换效率尽可能地高，非线性失真尽可能地小。
功放电路形式很多，可采用集成功率放大器（比如LM386）。
语音放大电路须有以下几个组成部分：根据设计要求，先确定总的电压放大倍数，同时考虑各级基本放大电路所能达到的放大倍数，分配和确定各级的电压放大倍数。
然后根据已分配和确定的各级电压放大倍数和设计要求，比如滤波器的上下限截止频率，选取合理的设计方案以及合适的元件参数。
最后在实验板上搭接电路，分级调试，直至完成整机的调试及功能测试。
简单音频放大器设计在这篇文章中，我们将探讨简单音频放大器的设计。
音频放大器是一种电子设备，用于将低强度的音频信号放大为较高强度的信号，以便驱动扬声器或其他声音输出设备。
这种放大器广泛应用于音响系统、电视、收音机和其他音频设备中。
设计一个简单音频放大器需要考虑以下几个方面：输入选择、放大电路、功率放大和输出驱动。
首先，我们需要确定输入信号的类型。
音频信号可以是立体声、单声道或其他形式的信号。
对于不同类型的输入信号，我们需要选择适当的输入电路。
选择适当的放大电路对于音频放大器的性能至关重要。
在设计放大电路时，一般会使用运放（放大器）和其他电子元件。
运放是一种高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的放大器。
它能够有效地放大音频信号，并提供所需的放大倍数。
在设计放大电路时，我们需要确定所需的放大倍数。
这取决于输出设备的需求以及我们希望获得的音频质量。
一般来说，较高的放大倍数可能会引入噪音和失真。
因此，在选择放大倍数时需要权衡音质和增益之间的关系。
功率放大是音频放大器设计的另一个重要方面。
功率放大器负责将低功率的音频信号转化为较高功率以驱动扬声器。
对于小型的音频设备，如耳机放大器，功率要求相对较低。
而对于大型音响系统或扬声器，需要更高的功率放大能力。
最后，输出驱动是音频放大器设计的最后一步。
输出驱动通常使用输出级电路，以便有效地驱动外部扬声器或其他负载。
输出级电路需要具备足够的功率输出能力，并且能够提供所需的电流和电压。
综上所述，设计一个简单音频放大器需要考虑输入选择、放大电路、功率放大和输出驱动。
选择适当的输入电路，设计合适的放大电路，确定所需的放大倍数，并选择合适的功率放大器。
最后，设计输出级电路以提供所需的输出能力。
这些步骤是设计一个简单音频放大器所必需的基本步骤。
值得提醒的是，音频放大器的设计是一个复杂的过程，需要考虑到电路布局、稳定性、功耗等因素。
因此，在实际的音频放大器设计中，我们还需要考虑到其他诸如降噪技术、预放大、反馈控制等方面的问题。
语音放大电路的设计一、设计任务与要求任务通常语音信号非常微弱，需要经过放大、滤波、功率放大后驱动扬声器。
要求：（1）采用集成运算放大器LM324和集成功放LM386N-4设计一个语音放大电路；假设语音信号的为一正弦波信号，峰峰值为5mV，频率范围为100Hz~1KHz，电路总体原理图如下所示；（2）仔细分析以上电路，弄清电路构成，指出前置放大器的增益为多少dB?通带滤波器的增益为多少dB?（3）参照以上电路，焊接电路并进行调试。
a、将输入信号的峰峰值固定在5mV，分别在频率为100Hz和1KHz的条件下测试前置放大的输出和通带滤波器的输出电压值，计算其增益，将计算结果同上面分析的理论值进行比较。
b、能过改变10K殴的可调电阻，得到不同的输出，在波形不失真的条件下，测试集成功放LM386在如图接法时的增益；c、将与LM386的工作电源引脚即６引脚相连的10uF电容断开，观察对波形的影响，其作用是什么？d、扬声器前面1000uF电容的作用是什么？二、方案设计与论证电路总体原理图如下所示：1、前置放大电路前置放大电路所接收的信号一般为有用信号与躁声信号的叠加信号，其中有用信号可能仅有若干毫伏，而共模躁声信号可能高达几伏，因此，前置放大电路必须设计成一个高共模抑制比、低漂移、高输入阻抗的小信号放大电路。
2、有源滤波电路有源滤波电路是用有源器件与RC网络组成的滤波电路，种类很多，按其带通的性能划分，可分为低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
根据本实训的要求应该选用一带宽与实际输入有用信号相一致的有源带通滤波器。
带通滤波器最大电压峰值出现在中心频率f,0的频率点上3、功率放大电路功率放大电路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。
功率放大电路的形式很多，有双电源供电的OCL 互补对称功放电路，单电源供电的OTL功放电路，BTL桥式推挽功放电路和变压器耦合功放电路等。
电子技术课程设计————语音放大器的制作姓名：李随福学院：电气学院班级：自动化10-7学号：311008002116指导老师：王国东目录一、设计目的 (2)二、设计任务及要求 (2)三、实验设备及元器件 (3)四、设计步骤 (3)1．电路图设计方法 (3)2、设计的电路图 (4)五、直流电源与语音放大电路总体设计思路 (5)1、直流稳压电源 (5)2 语音放大器 (5)六设计内容与步骤 (8)1 前置放大电路的调试 (8)2有缘带通滤波电路的调试 (8)3功率放大的电路的调试 (9)4 系统联调 (9)5 试听 (9)七课程设计报告总结 (10)一、设计目的1、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。
2、学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
3掌握集成运算放大器的工作原理及其应用 4.掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法 5.掌握有源滤波器的参数计算及设计方法 6.了解语音识别知识二、设计任务及要求1 输入（AC ）：U=220V ，f=50HZ ；2 语音放大器原理如下图；图2—1 语音放大电路框图图中各基本单元电路的设计条件分别如下： （1） 前置放大器：输入信号 Uid ≤100mv 输入阻抗 Ri ≥100k Ω 共模抑制比 KCMR ≥60dB （2）有源带通滤波器：带通频率范围 300Hz~3kHz （3）功率放大器：最大不失真输出功率 Pom ≥5W 负载阻抗 RL=4Ω信号输入 前置放大器有源带通滤波器功率放大器电源电压 +5V,+12V（4）输出功率连续可调：直流输出电压≤50 mV静态电源电流≤100mV3、在实验室MultiSIM10.0 软件上画出电路图，并仿真和调试，并测试其主要性能参数。
三、实验设备及元器件1、装有multisim电路仿真软件的PC2、9v直流稳压电源各元件，LM7809一片，二极管in4007四个，1000uf电容一个，330uf电容一个。
话音放大器设计一、设计任务与要求 1、设计任务设计并制作有一定输出功率的话音放大电路。
2、基本要求（1）电路采用5V 单电源供电；（2）前置放大器由两级放大器构成，其中放大器1的增益为20dB ，放大器2的增益为20dB ，增益均可调；（3）带通滤波器：通带为300Hz ～3.4kHz ；（4）输出额定功率P>0.2W ，失真度<10%；负载额定阻抗为8Ω。
二、基本工作原理语音放大器的原理框图如图1所示。
电路有三个部分构成，分别为前置放大电路、带通滤波电路和功率放大电路。
麦克风有多种类型，用于将声音转换为电信号，较常用的有驻极体话筒。
前置放大电路用于对话筒的输入信号进行放大。
带通滤波器用于滤除语音信号频带以外的噪声，最后由功率放大电路对语音信号进行功率放大驱动喇叭输出。
三、单元电路设计1、驻极体话筒驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点。
广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。
驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点。
广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。
驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。
驻极体话筒与电路的接法有两种：源极输出与漏极输出。
下图为本次实验设计的话题电路图：图3 驻极体话筒电路2.、分压电路把5V 电压分为2.5V 输出，电路图如下：3、前置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，经过放大后多用单端方式传输。
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是同等重要的问题。
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。
通常可以由运放构成的交流放大电路实现。
我们设计的放大电路可以用LF353芯片来实现。
电路图如下：反向输入端10k 电阻，增大输入阻抗。
其中Au1=100k/10k=10,Au2=0~20,因此第一级放大和第二级放大均可满足增益为20dB ，通过调节滑动变阻器，从而调节前置放大电路整体增益。
话音放大器一、实验任务与要求1、设计任务设计并制作有一定输出功率的话音放大电路。
2、基本要求（1）电路采用5V单.电源供电；（2）前置放大器由两级放大器构成，其中放大器1的增益为20dB，放大器2的增益为20dB，增益可调；（3）带通滤波器：通带为300Hz～3.4kHz ；输出额定功率P>0.2W，失真度<10%；负载额定阻抗为8Ω。
二、实验原理与电路设计1、语音放大器的原理原理框图如图1所示。
电路有四个部分构成，分别为麦克风信号采集、前置放大电路、带通滤波电路和功率放大电路。
麦克风用于将声音转换为电信号，较常用的有驻极体话筒。
前置放大电路用于对话筒的输入信号进行放大。
带通滤波器用于滤除语音信号频带以外的噪声，最后由功率放大电路对语音信号进行功率放大驱动喇叭输出。
2、驻极体话筒电路设计（1）设计原理采用漏极输出方式。
漏极D与电源正极间接一漏极电阻Rd，信号由漏极D经电容C输出。
源极S与编织线一起接地。
漏极输出有电压增益。
因而话筒灵敏度比源极输出时要高。
但电路动态范围略小。
参数分析：驻极体话筒的工作电压在1.5V~12V，所以设置话筒的工作电压在VCC/2处比较合理。
同时由于工作电流在0.1mA~1mA间，所以电阻的取值范围是2.5K~25K。
因此选择4.7K符合要求。
在实际电路中，测得话筒两端压降为3.87V。
计算得到话筒流过电流为0.24mA，工作于工作范围内。
3、前置放大电路设计参数分析：前置放大两级都采用反相比例电路完成。
第一级固定放大10倍，第二级10倍可调。
由于Au=-Rf/R，所以选择Rf=100K，R=10K。
由于采用单电源供电，所以运放静态工作点需要提高到VCC/2，将分压得到VCC/2电压从运放正向输入端输入。
4、带通滤波电路设计参数分析：由于直接设计带通滤波器得到的带宽不是很大，所以采用高通和低通组合的方式得到带通滤波电路。
高通电路选定增益为0，K=1,查表得电阻R12=1.125K，取R12=1.1k；R13=2.251K,取R13=2.4K；由=且C10=C11,得C10=C11=341.2uF,取C10=C11=330uF低通电路选定增益为0，K=3,查表得电阻R14=K*1.422=5.266K;R15=K*5.399=16.197K; 由=且C14=0.33C15,得C14=3.23nF,取C14=3nF,取C15=10nF。
音频放大器的设计首先，电路设计是音频放大器设计的第一步。
我们可以采用基于放大器操作放大时间的放大器进行设计。
这种放大器可以将输入信号放大到所需的输出水平。
为了确保输出信号的准确性和质量，我们需要选择合适的放大器类型和特性。
在选择放大器时，我们应该考虑以下几个因素：1.功率输出要求：根据我们的应用需求，选择适当功率输出的放大器。
一般来说，音频放大器的功率输出应该与我们使用的扬声器的功率要求相匹配。
2.频率响应：不同类型的音频放大器在频率响应上有所差异。
我们应选择有较大频率范围的放大器，以确保它能够在各种频率下输出准确的信号。
3.图像失真和噪声：尽量避免图像失真和噪声对音频信号的影响。
我们应选择具有低失真和低噪声的放大器。
选定放大器后，我们需要选择适当的部件来构建电路。
这些部件包括电容、电感、电阻、晶体管等。
在选择部件时，我们应该考虑以下几个因素：1.品质因数：电容和电感的品质因数决定了它们对信号的衰减程度。
较高品质因子的部件能够提供更好的信号质量。
2.频率响应：不同类型的电容和电感在不同频率下的响应也会有所不同。
我们应该选择频率响应范围广泛的部件，以确保信号在整个频率范围内的准确传递。
3.功率处理能力：部件的功率处理能力应与放大器的功率输出要求相匹配。
在将所有部件组合在一起时，我们还应考虑电路的布局和连接。
优良的布局和连接可以减少干扰和噪声，并确保信号的准确传输。
除了电路设计1.使用电源滤波器：安装电源滤波器可以减少电源中的噪声干扰，并提供稳定的电源。
2.使用反馈电路：反馈电路可以将输出信号与输入信号进行比较，并对放大器进行自动校正。
这可以提高输出信号的准确性和稳定性。
3.选择高质量的扬声器：高质量的扬声器能够提供更好的音频体验。
我们应选择与放大器输出匹配的扬声器，并确保其质量和性能能够满足我们的需求。
最后，我们还应该进行测试和调整，以确保音频放大器的性能和质量符合预期。
我们可以使用信号发生器和示波器来测试输入输出信号的准确性，以及频率响应和失真的水平。
西北工业大学电路实验期末作业语音放大器的电路设计一、实验目的1、掌握低频小信号放大电路的工作原理和设计方法；2、深入了解集成运放和集成功放的工作原理；3、掌握电子电路的设计过程及装配与调试方法。
二、实验内容设计一个语音放大电路，话筒（拾音器）的输入信号小于10mv ，放大电路的指标如下：1、输入阻抗大于100ΩK ，共模抑制比大于60dB 。
2、通带频率范围300Z H ～3Z kH 。
3、最大不失真输出功率不低于1W ，负载阻抗Ω=16L R ，电源电压10V 。
4、前置放大器输入信号小于10mV 。
三、实验要求设计电路，给出两种以上方案进行比较，然后采用multisim 等仿真软件对各单元电路进行计算机模拟仿真，选取合理的参数，最后选取合适的元器件，连接电路，进行系统联调和性能指标测试。
四、实验原理1、前置放大电路：话筒的输出信号一般只有5mv 左右而共模噪声可能高达几伏，故在设计时，须考虑放大器的输入漂移和噪声因素及放大器本身的共模抑制比这些重要因素。
前置放大电路应该是一个高输入阻抗、高共模抑制比、低温漂，且能与高阻抗话筒配接的小信号放大电路。
2、带通滤波电路人耳可以听到的音频信号范围约为20Z H ～20Z kH ，而人的发音器官可以发出的声音频率为80Z H ～3.4Z kH ，但语音信号的频率通常在300Z H ～3Z kH ，所以前置放大后，需采用带通滤波电路。
3、功率放大电路因电路的最终输出需推动扬声器完成电（信号）到声（信号）的转换，故输出级需采用功率放大电路，以便输出功率尽可能地大，转换效率尽可能地高，非线性失真尽可能地小。
功放电路可采用集成功率放大器（比如LM386、LM1875）。
4、整体组装电路语音放大电路须有以下几个组成部分： 根据设计要求，先确定总的电压放大倍数，同时考虑各级基本放大电路所能达到的放大倍数，分配和确定各级的电压放大倍数。
然后根据已分配和确定的各级电压放大倍数和设计要求，比如滤波器的上下限截止频率，选取合理的设计方案以及合适的元件参数。
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电 子 电 工 教 学 基 地 实 验 报 告
实验课程：模拟电路实验及仿真
实验名称：语音放大电路的设计
设计人员：
完成日期： 2012年6月27日 2 / 15
0、引言 在电子电路中，输入信号常常受各种因素的影响而含有一些不必要的成份（即干扰），或者输入信号是不同频率信号混合在一起的信号，对前者应设法将不必要的成份衰减到足够小，而后者应设法将需要的信号提取出来。而且随着社会的发展，在我们的日常生活中也经常会出现一系列的问题：如在检修各种机器设备的时候，我们要根据故障设备的异常声来寻找故障，这种异常的声响的频谱覆盖面往往很广；同时另外的一种情况我们在打电话的时候，有时往往因声音或干扰太大而难以听清对方的声音，这时我们就需要一种既能放大语音信号又能降低外来噪声的仪器。而且语音放大电路目前的运用很广泛：适用于很多的家用电器上面的运用。例如：便携式收音机、对讲机等很多方面的运用。为了达到这样的一个目的，我们就要考虑到设计一个能识别300~3000HZ频率范围内的小信号放大系统，我们可以用设计一个集成运算放大器组成的语音放大电路。
一、设计目的及要求 【设计目的】 1.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。 2.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，掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法。 【设计要求】 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，计算和选取单元电路的原件参数。 2） 前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AU、共模电压增益AUc、共模抑制比KCMR、带宽BW、输入电压Ri等各项技术指标，并与设计要求值进行比较。 3） 有源带通滤波器电路的组装与调试 测量有缘带通滤波器电路的差模电压增益AUd、带通BW，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η、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Multisim软件对电路进行仿真分析 3 / 15
【性能指标】 1. 前置放大器：输入信号：Uid ≤ 10 mV 输入阻抗：Ri ≥ 100 k 2. 有源带通滤波器：频率范围：300 Hz ～ 3 kHz 增益：Au = 1。 3. 功率放大器：最大不失真输出功率：Pomax≥1W 负载阻抗：RL= 8 （ 4 ） 电源电压：+ 5 V，+ 12V，- 12V 4. 输出功率连续可调 直流输出电压 ≤ 50 mV 静态电源电流 ≤ 100 mA
二、总原理框图及总电路图 1.语音放大电路由“输入电路”、“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.实验总电路： 4 / 15 三、设计思想及基本原理分析。 【设计思想】 输入端采用麦克风形式，声音通过麦克风输入前置放大电路，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。 【基本原理】 1．前置放大电路 前置放大电路可采用两级负反馈放大器、差分放大电路，也可以用集成运放构成的测量用小信号放大电路等。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。一般来说，信号的最大幅度可能仅有几毫伏，共模噪声可能高达几伏。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是同等重要的问题。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。在设计前置小信号放大电路时，可参考运算放大器应用的相关 ； 2.有源滤波电路 有源滤波电路是用有源器件与RC网络组成的滤波电路。有源滤波电路的种类有低通（LPF）、高通（HPF）、带通（BPF）、带阻（BEF）滤波器，本实验着重 5 / 15
讨论典型的二阶有源滤波器。 3.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，非线性失真尽可能小。
四、单元电路分析，元件介绍和元件参数计算。 【前置放大电路】 方案一： 方案二：
方案一是一级放大，其增益过小，且不够稳定，带动不起后级电路。因此，在前置放大器的选择上，我们采用方案二的两级放大。 运算放大器使用LM324。通过第二级放大电路中的电位器来调节放大的倍数。这个电路非常简单，而且原理清晰。通过仿真可知，输出很完整，基本上没有噪声。在第一级放大电路中，AU1=1+R3/R1=1+10≈10。在第二级放大电路中，AU2=1+（R10+R5）/R6 ≈ 1～100。所以总的放大倍数为：AU=AU1.AU2 ≈100～200。前级放大部分最终设计电路如下： 6 / 15
【带通滤波器设计】 方案二高通与低通是分开做的，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串联起来可以实现带通滤波器的功能，而且带通滤波器的低频截止频率fL由HPF的截止频率决定，高频截止频率fH有LPF的截止频率决定。与方案一相比较，方案二的通带较宽，通带截止频率易于调整。因此，我们采用的带通滤波器是方案二，电路图如下图所示，能抑制低于300Hz和高于3000Hz的信号。带通滤波器最终设计电路如下：
高通部分：令==C=0.1µF，=2, 由已知条件：fH=1/(2лC)=3000Hz， 得≈7.5KΩ，≈3.74kΩ。 低通部分：令=2=0.022µF，=0.01µF同理可得==R,
方案一： 方案二： 7 / 15
由已知条件：fH=1/(2лR)=300Hz， 得==R≈3.74 kΩ。
【功率放大电路设计】
TDA2030是许多电脑有源音箱所采用的Hi-Fi功放集成块，它接法简单，价格实惠，额定功率为14W，电源电压为±6～±18V。输出电流大，谐波失真和交越失真小（±14V/4欧姆，THD=0.5%），具有优良的短路和过热保护电路。采用LM386作为功率放大器虽然外围电路相对简单并且稳定性较好，但是仿真软件Multisim中没有找到LM386，基于TDA2030的优点而且又便于仿真，我们最终决定采用方案一。功率放大部分最终设计电路如下：
五、主要器件介绍 【柱极体传声器】 传声器是一种将声信号转变为相应的电信号的电声换能器。驻极体传声器是一种
方案一：采用TDA2030作为功率放大器 方案二：采用LM386作为功率放大器 8 / 15
用驻极体材料制造的新型传声器。它具有结构简单、灵敏度高等优点，被广泛应用于语言拾音、声信号检测等方面。 驻极体传声器内部主要包括声电转换和阻抗变换两部分。声电转换部分包括振膜、极板、空隙三部分。声电转换的关键元件是振动膜，它是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层纯金薄膜，然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷，膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开，这样，蒸金膜与金属极板之间就形成一个电容。当声音传入时，振膜随声波的运动发生振动，此时振膜与固定电极间的电容量也随声音而发生变化。从而产生了随声波变化而变化的交变电压信号，如此就完成了声音转换为电信号的过程。电压变化的大小，反映了外界声压的强弱，这种电压变化频率反映了外界声音的频率。驻极体传声器振膜与极板之间的电容量比较小，一般为几十pF。因而这个电信号输出阻抗很高，而且很弱。因此，不能将驻极体传声器的输出直接与音频放大器相接。而场效应晶体管具有输入阻抗极高、噪声系数低的特点，因此，一般是在传声器内部接入一只输入阻抗极高的结型场效应晶体三极管用来放大驻极体电容产生的电压信号，同时以比较低的阻抗在源极S或者漏极G输出信号，实现阻抗变换。
【LM324】 1）LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用图1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2。 LM324的特点： 1.短路保护输出 2.真差动输入级 3.可单电源工作：3V-32V 4.低偏置电流：最大100nA 5.每封装含四个运算放大器。 6.具有内部补偿的功能。 7.共模范围扩展到负电源 8.行业标准的引脚排列 9.输入端具有静电保护功能
【TDA2030A】 TDA2030A是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5脚单列直插式塑料封装结构。如图1所示，按引脚的形状引可分为H型和V型。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。 TDA2030A的电路特点：[1].外接元件非常少。[2].输出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。[3].采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度。
