语音放大器的设计[优秀作品]
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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
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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
【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:
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2.实验总电
路:
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】
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方案一是一级放大,其增益路。因此,在前置放大器的选择运算放大器使用LM324。通
方案一:方案二:
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
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
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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。[4].开机冲击
极小。[5].内含各种保护电路,因此工作安
全可靠。主要保护电路有:短路保护、热
保