语音放大电路设计报告
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一、实训目的1. 理解声音放大器的基本原理和设计方法。
2. 掌握声音放大器电路的设计和调试方法。
3. 培养动手实践能力和团队合作精神。
二、实训内容1. 声音放大器电路原理图设计2. 声音放大器电路PCB板设计3. 声音放大器电路元器件焊接4. 声音放大器电路调试与测试5. 声音放大器电路性能评估三、实训步骤1. 声音放大器电路原理图设计(1)分析声音放大器的基本组成:输入级、中间级、输出级和保护电路。
(2)根据设计要求,选择合适的放大器电路,如甲乙类互补对称功率放大器。
(3)绘制声音放大器电路原理图,标注各元器件型号、参数和性能指标。
2. 声音放大器电路PCB板设计(1)根据原理图,确定PCB板尺寸和元器件布局。
(2)使用PCB设计软件绘制PCB板,设置线路层、电源层、地线层等。
(3)生成PCB板Gerber文件和钻孔文件,用于生产PCB板。
3. 声音放大器电路元器件焊接(1)准备焊接工具,如烙铁、焊锡、助焊剂等。
(2)按照PCB板设计文件,将元器件焊接在PCB板上。
(3)检查焊接质量,确保元器件焊接牢固、无虚焊。
4. 声音放大器电路调试与测试(1)连接电源、输入信号和输出负载,对声音放大器电路进行初步调试。
(2)使用示波器、万用表等测试工具,检测电路的关键性能指标,如增益、频率响应、失真度等。
(3)根据测试结果,调整电路参数,优化电路性能。
5. 声音放大器电路性能评估(1)根据设计要求,对声音放大器电路进行综合性能评估。
(2)分析电路的优缺点,提出改进措施。
四、实训结果与分析1. 声音放大器电路原理图设计根据设计要求,我们设计了一个甲乙类互补对称功率放大器电路。
该电路具有以下特点:(1)采用晶体管作为放大元件,具有较好的线性度和稳定性。
(2)采用推挽输出方式,提高了输出功率。
(3)采用负反馈电路,降低了失真度。
2. 声音放大器电路PCB板设计我们使用Altium Designer软件进行了PCB板设计。
音频功率放大器设计报告1. 引言音频功率放大器是将低功率的音频信号放大到足够大的功率级别,以驱动扬声器等音频设备的关键电子设备。
本报告旨在介绍音频功率放大器的设计过程,并提供一种逐步思考的方法。
2. 设计目标在开始设计之前,我们需要明确设计目标。
在本次设计中,我们的目标是设计一个能够提供高质量音频输出的功率放大器。
我们希望该放大器具有以下特性: -广泛的频率响应范围 - 低失真和噪声水平 - 高功率输出能力 - 能够适应不同的音频输入源3. 设计步骤3.1. 选择放大器类型第一步是选择适合我们设计目标的放大器类型。
在音频功率放大器中,常见的类型包括A类、AB类、D类等。
我们需要根据设计要求和应用场景选择最合适的放大器类型。
3.2. 确定放大器的工作参数在设计中,我们需要确定放大器的工作参数,包括输入电阻、输出功率、供电电压等。
这些参数将指导我们在后续步骤中进行元件选择和电路设计。
3.3. 元件选择根据放大器类型和工作参数,我们需要选择合适的元件来构建电路。
包括选择适当的功率晶体管、电容、电阻等元件。
我们需要根据元件的参数和特性曲线进行选择,以满足设计要求。
3.4. 电路设计在进行电路设计时,我们需要根据选定的放大器类型和元件进行电路拓扑设计。
这包括放大器的输入阶、放大阶和输出阶等。
我们需要考虑电路的稳定性、能效和音频性能等方面。
3.5. 仿真和优化在设计完成后,我们可以使用电路仿真软件对设计进行验证和优化。
通过仿真,我们可以评估放大器的频率响应、失真水平和功率输出等性能,并进行必要的调整和优化。
3.6. 原型制作和测试在完成仿真和优化后,我们可以制作放大器的原型并进行测试。
通过测试,我们可以验证设计的性能是否符合预期,并进行必要的调整和改进。
4. 结论本报告介绍了音频功率放大器的设计过程,并提供了一种逐步思考的方法。
通过明确设计目标、选择合适的放大器类型、进行元件选择、进行电路设计、进行仿真和优化,最后进行原型制作和测试,我们可以设计出具有高质量音频输出的功率放大器。
,课程设计课程名称_模拟电子技术课程设计题目名称音频功率放大电路$学生学院专业班级学号学生姓名__指导教师:2010 年 6 月 20 日—音频功率放大电路课程设计报告一、设计题目题目:音频功率放大电路二、设计任务和要求`1)设计任务设计并制作一个音频功率放大电路(电路形式不限),负载为扬声器,阻抗8Ω。
2)设计要求频带宽50HZ ~20kHZ,输出波形基本不失真;电路输出功率大于8W;输入灵敏度为100mV,输入阻抗不低于47KΩ。
三、原理电路设计功率放大电路:%功率放大电路通常作为多级放大电路的输出级。
功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。
在很多电子设备中,要求放大电路的输出级能够带动某种负载,例如驱动仪表,使指针偏转;驱动扬声器,使之发声;或驱动自动控制系统中的执行机构等。
也就是把输入的模拟信号经被放大后,去推动一个实际的负载工作,所以要求放大电路有足够大的输出功率,这样的放大电路统称为功率放大电路。
而音频功率放大器的作用就是给音响放大器的负载RL(扬声器)提供一定的输出功率。
当负载一定时,希望输出的功率尽可能大,输出的信号的非线形失真尽可能地小,效率尽可能的高。
随着半导体工艺,技术的不断发展,输出功率几十瓦以上的集成放大器已经得到了广泛的应用。
功率VMOS管的出现,也给功率放大器的发展带来了新的生机。
总之,功率放大器的主要任务是向负载提供较大的信号功率,故功率放大器应具有以下几个主要特点:1. 输出功率要足够大工作在大信号状态下,输出电压和输出电流都很大.要求在允许的失真条件下,尽可能提高输出功率。
2. 效率要高功率放大器实质上是一个能量转换器,它是将电源供给的直流能量转换成交流信号的能量输送给负载,因此,要求转换效率高.在直流电源提供相同直流功率的条件下,输出信号功率愈大,电路的效率愈高。
3. 非线性失真要小功率放大器是在大信号状态下工作,电压,电流摆动幅度很大,而且由于三极管是非线性器件,在大信号工作状态下,器件本身的非线性问题十分突出,因此,输出信号不可避免地会产生一定的非线性失真.在实际应用中,要采取措施减少失真,使之满足负载要求.[设计流程:@(1)方案比较与确定方案一.用分立元件实现—分立元件是电子电路的基础元件,一直以来都是在它的基础之上分析和设计电路的。
课程设计(论文)题目名称便携式语音放大电路设计课程名称电子技术课程设计学生姓名学号系、专业指导教师2015年月日摘要在电子电路中,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。
当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。
本文介绍了一种语音放大电路,它由前置放大电路,滤波电路,功率放大器组成。
能对50~20KHz频率段的语音信号进行放大,降低外来噪声。
通过对便携式语音放大电路的设计,可以学会用仿真软件对电路进行仿真,并对仿真结果进行分析,能更熟悉的掌握仿真软件,从而在实际应用的电路当中学会分析方法。
关键词:前置放大器;滤波电路;功率放大器目录1、课程设计内容及要求 (1)1.1设计内容 (1)1.2设计要求 (1)2、设计方案 (2)2.1设计思路 (4)2.2工作原理及硬件框图 (4)2.3硬件电路设计 (5)2.4电路仿真与结果 (10)3、课程设计总结 (11)4、参考文献 (12)1、课程设计内容及要求1.1 设计内容设计一个语音放大电路,该电路由三部分组成,分别为前置放大电路,滤波电路和功率放大电路。
前置放大电路即为测量小信号放大电路,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,经放大后多用单端方式传输,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是同等重要的问题。
因此前置放大电路是一个高输入阻抗,高共模抑制比,低漂移的小信号放大电力路。
因声音或干扰太大而难以听清对方的声音,这时就需要一个既能放大语音信号又能降低外来噪声的仪器。
所以还要用到滤波电路。
滤波电路是用有源器件与RC网络组成的滤波电路。
音频放大器设计报告音频放大器设计报告1. 引言音频放大器是一个电子设备,用于增强音频信号的电压、电流或功率,以便能够驱动扬声器或其他音频设备。
本报告旨在介绍音频放大器的设计原理、具体电路设计和测试结果。
2. 设计原理音频放大器的设计基于放大器电路理论。
一种常见的音频放大器电路原理是使用三级放大器,包括输入级、驱动级和输出级。
输入级负责接收并放大输入音频信号,驱动级将信号放大到足够的电平以供输出级驱动扬声器。
输出级则将放大的信号驱动扬声器或其他外部设备。
3. 电路设计(1) 输入级:输入级使用差分放大器电路来提高信号的共模抑制比和噪声抑制能力。
差分放大器由两个晶体管组成,通常是NPN型的。
输入级的增益可以通过传输电流、负载电阻和基极偏置电流来调整。
(2) 驱动级:驱动级是为了将信号放大到足够的电平以供输出级驱动扬声器。
驱动级使用共射极放大器电路,以保持输入级和输出级之间的阻抗匹配。
共射极放大器由一个NPN型晶体管和负载电阻组成。
(3) 输出级:输出级是最后一个放大器级别,用于将信号驱动扬声器或其他外部设备。
输出级使用集电极跟随器电路,以降低输出阻抗并提供足够的电流。
集电极跟随器由PNP型晶体管和输出电阻组成。
4. 测试结果为了验证音频放大器的设计,我们使用示波器和音频信号发生器进行了实验。
通过逐级增大音频信号的音量,我们能够观察到放大器的各个级别的输出波形和电压。
测试结果显示,音频放大器成功地将输入音频信号放大并输出到扬声器,从而实现了预期的音量增大效果。
5. 结论本报告介绍了音频放大器的设计原理、电路设计和测试结果。
通过合理选择放大器电路并优化各个级别的参数,我们成功地设计出一个能够将音频信号放大的放大器。
未来,我们可以进一步改进和优化设计,以提高放大器的性能和稳定性。
(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:U id≤10mV;输入阻抗:R i≥100k 。
(2)有源带通滤波器:带通频率范围:300Hz~3kHz;增益:A u=1。
(3)功率放大器:最大不失真输出功率:P om ≥1W;负载阻抗:R L=8 。
(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A Ud、共模电压增益A Uc、共模抑制比K CMR、带宽BW1、输入电压R i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A Ud、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P o,max、电源供给功率P DC、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EWB软件对电路进行仿真分析三.实验仪器LM324:芯片中集成4个运算放大器TDA2030: 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。
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。
word格式文档 专业整理
附件1: 学 号: 0121112370724
课 程 设 计
题 目 语音放大电路的设计
学 院 专 业 通信工程
班 级 通信GJ1101
姓 名 董沛
指导教师 许建霞 word格式文档 专业整理 语音放大电路的设计
1 绪论 1.1 课题背景及目的
在日常生活和工作中,经常会遇到这样一些问题:如在检修各种机器设备时,常常需要能依据故障设备的异常声响来寻找故障,这种异常声响的频谱覆盖面往往很广,需要高亮度的声音以传达消息,例如校园广播,大型会议等,而仅仅凭人们自己的喉咙是无法实现的,因而要用到信号放大器。声音信号频率低,在放大的过程中极易受到外界的干扰,又如:在打电话时,有时往往因声音太大或干扰太大而难以听清对方讲的话,于是需要一种既能放大语音信号又能降低外来噪声的仪器……诸如以上原因,具有类似功能的实用电路实际上就是一个能识别不同频率范围的小信号放大系统。所以本课题要求采用集成运算放大器完成语音放大电路。有利于培养我的技开发能力和创新精神,并有一定的实用意义。
2实验目的 通过实验培养市场素质,工艺素质,自主学习能力,分析问题解决问题的能力及团队精神;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。
3设计原理
3.1 已知条件 → → → →
2013 年 1 月 6 日 输入信 号 前置放
大 器 有源滤
波 器 功率放
大 器 扬 声
器 word格式文档 专业整理 语音放大器是一个典型的多级放大器,其框图如上图所示,前置级主要完成对小信号的放大,一般要求输入阻抗高,输出阻抗低,频带要求要宽,噪声要小。有源滤波器主要实现对输入信号高低音的调整。功率放大级主要决定了输出功率的大小,非线性失真系数等指标,要求效率高,失真尽可能小,输出功率高。 因为maxoP=5w,所以此时的输出电压LoRPVomax=4.5V,要使输入为10mV的信号放大为4.5V的输出,所需要的总放大倍数为
ivVVA0450 3.2性能指标 1)前置放大器 (1)输入信号Uid≦10mV; (2)输入阻抗Ri=100KΩ; (3)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 ① 最大不失真输出功率Pomax≥5W; ② 负载阻抗RL=4Ω; ③ 电源电压+5V,+12V, 4)输出功率连续可调 ① 直流输出电压≤50mV(输出开路时); ② 静态电源电流≤100mA(输出短路时)。 3.3 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元件参数。 2)置放大电路的组装与调试 word格式文档 专业整理 测量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BW¬1、输入电压Ri¬等各项技术指标,并与设计要求值行比较。 3)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P¬¬DC、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 3.4原理与参考电路
3.4.1前置放大电路 由于信号源提供的信号非常微弱,故一般在音调放大级前加一级前置放大级 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,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。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设计 ; word格式文档
专业整理 不同方案比较: 缺陷与不足:由于电路过于简单,不能对电路的整体增益进行合理的调节,而且反馈电路中没有电容,不能控制由于电路温度升高而引起的温度飘逸,误差较大;而且在电路中无串联电容使得电压稳定性不好,而且进入滤波电路的直流分量过大,引起噪声过大
3.4.2 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。 word格式文档 专业整理 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,本实验着重讨论典型的二阶有源滤波器。
不同方案比较: 缺陷不足:电路基本符合要求,但是反馈电路中没有电容,不能控制温度漂移,R5与R6应该换成滑动变阻器,便于调节电路中的电流
3.4.3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。 word格式文档 专业整理 不同方案比较: 比较:该电路基本符合要求,但是Multisim10中没有TD2003这个元件,不便于进行仿真,故我们利用TDA2030重新设计了一个电路,经测试,基本符合要求 3.5 单元电路中的线路连接 为了避免各级运算器之间的相互干扰,且过滤掉放大过程中的纹波,各级之间用100μf的电容进行连接。
4核心原件参数特点 word格式文档 专业整理 4.1 LM324运放集成电路 LM324采用14脚双列直插塑料封装。它内部包含四组形式完全相同的运算放大器如图5.8(a)所示,除电源共用外,四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图5.8(b)所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“Ui+”、“Ui-”为两个信号输入端,“U+”、“U-”为正、负电源端,“Uo”为输出端。两个信号输入端中,Ui-为反相输入端,表示运放输出端Uo的信号与该输入端的相位相反;Ui+为同相输入端,表示运放输出端Uo的信号与该输入端的相位相同。由于电源管脚是众所周知的,因此,为了简化,通常可以把电源端省略不画,把五脚符号画成只有两个输入端、一个输出端的三端符号。
图 5.8 集成运放符号及LM324管脚 由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可采用单、双电源方式使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。 注:集成运算放大器LM324的管脚图及基本参数见附录B
4.2 TDA2003集成功率放大器 我们在本次设计中依然采用常用的TDA2003集成功率放大器,TDA2003是TDA2002的改进型,其输出功率更大,电路特点及内设的各保护电路与TDA2002相同。它适用于收音机及其它设备中作音频放大。
+ - U -
U +
U i +
U i - U
o
+ - + -
LM324 + -
1 2 3 + - 4 5 6 7
U +
U -
8 9
10 11 12 13 14
(a) (b) word格式文档
专业整理 引脚功能定义:TDA2003为5脚单引直插式,其引脚功能如下: 1——同向输入 2——反向输入 3——地 4——输出 5——输入Vcc
集成功率放大器TDA2003的引脚图
参数名称 符号 参数值 单位 备注 峰值电源电压 Vcc 40 V 直流电源电压 Vcc 28 V 工作电源电压 Vcc 18 V 50ms 输出峰值电流(重复) Io 3.5 A 输出峰值电流(非重复) Io 4.5 A 功率 Po 20 W 工作环境温度 Topz –30~75 ˚C Ta=9˚C
贮存温度. 结晶 Tstg,T –40~150 ˚C word格式文档
专业整理
5 Multisim10.0 仿真结果
5.1前置放大电路 word格式文档
专业整理 5.2有源滤波电路 word格式文档
专业整理 word格式文档
专业整理 5.3功率放大电路 word格式文档
专业整理
6 调试电路及调试测量 6.1前置放大电路的调试:静态调试:调零和消除自激振荡。 动态调试:①在两输入端加差模输入电压Uid,测量输出电压Uod1,观测于记录输出电压与输入电压的波形,算出差模电压增益Aud1。
②在两输入端加共模输入电压Uic,测量输出电压Uoc1,算出共模电压增益Auc1。 6.2有源带通滤波器的调试:静态调试:调零和消除自激振荡 动态调试:调节输入信号的频率,使输出电压达到不失真的最大值。记录此时的电压值和频率。不断改变输入信号的频率,(变大和变小),当电压的幅