电子线路综合设计实验报告-语音放大器的设计.doc

电子线路综合设计实验报告课题名称 语音放大器 专业班级 电子1201班 课题组长 课题组成员 指导教师 完成时间 2015.5.20 湖南工学院勤学 务实 圆融 卓越摘 要 话音放大器的作用是不失真地放大输入的音频信号。由于人发出的声音频率在340hz3400hz之间，声波在传播中会产生反射、折射和干涉等现象，到达话筒的信号比人从声带中发出来的声音要小，同时话筒是一种换能器，它将声能转化为电能，话筒的输出信号一般很小，而输出阻抗很大，则要求对话音进行放大。由于声音在空气中传播产生谐波失真，谐波失真是指声音回放中增加了原信号没有的高次谐波成分而导致的失真，则要在话音放大器中设计滤波器，提高输出信号的高保真性能。此外，话筒的频率特性、性噪比和灵敏度也直接影响着重现声音的音质。关键词: 麦克风;前置放大;带通滤波;功率放大i目 录一 实验目的1二 设计任务与要求12.1 设计任务12.2 要求1三 设计思路3四 总电路框图及总原理图4五 安装与调试55.1 运放的调试55.2 功放的调试55.3 系统调节6六 仿真分析报告7心得体会9七 元件清单10八 参考文献11ii 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，掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法。二 设计任务与要求2.1 设计任务(1）已知条件： 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，如图1所示。输入电路前置放大带通滤波功放扬声器图1 语音放大电路框图(2）性能指标：(a）前置放大器：输入信号uid10mv；输入阻抗ri100kw。(b）有源带通滤波器：频率范围：300hz3khz；增益：au=1。(c）功率放大器：最大不失真输出功率：pomax1w；负载阻抗：rl=8w或者4w。 2.2 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，理论计算和选取单元电路的原件参数。(2）应用multisim软件对电路进行仿真分析。(3）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。(4）有源带通滤波器电路的组装与调试。测量有源带通滤波器电路的差模电压增益aud、通带bw，并与设计要求进行比较。 (5）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。 (6）整体电路的联调与试听 。三 设计思路 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信号进行滤波以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 总电路框图及总原理图输入电路前置放大带通滤波功放扬声器 图2 总电路框图 图3 总原理图五 安装与调试5.1 运放的调试 安装由左到右，前一部分以lm324为中心，后部分以tda2030为中心。通电前认真检查，确定无误后，才可调试与测试。a 静态调试：调零和消除自激振荡。b 动态调试：（1） 在两输入端加差模输入电压，测量输出电压,观测与记录输出电压与输入电压的波形，算出差模放大倍数。（2） 在两输出端加共模输入电压，测量输入电压，算出共模放大倍数。（3） 算出共模抑制比（4） 用逐点法测量幅频特性，并作出幅频特性曲线，求出上、下限截止频率。（5） 测量差模输入电阻。5.2 功放的调试a静态调试：集成输入对地短路，观察输出有无振荡，如有振荡，采取消振措施以消除振荡。b功率参数测试（1）测量最大输出功率输入 f=1khz的正弦输入信号，并逐渐加大输入电压幅值直至输出电压的波形出现临界削波时，测量此时rl两端输出电压的最大值或有效值，则（2）测量电源供给的平均功率 近似认为电源供给整个电路的功率即为，所以在测试的同时，只要 在供电回路串入一只直流电流表测出直流电源提供的平均电流，即可求出。此平均电流也就是静态电源电流。（3）计算效率 （4）计算电压增益 5.3 系统调节 经过以上对各级放大电路的局部调试之后，可以逐步扩大到整个系统的联调。（1）令输入信号=0，测量输出的直流输出电压。（2）输入=1khz的正弦信号，改变幅值，用示波器观察输出电压波形的变化情况，记录输出电压最大不失真幅度所对应的输入电压的变化范围。（3）输入为一定值的正弦信号，改变输入信号的频率，观察的幅值变化情况，记录下降到0.707之内的频率变化范围。（4）计算总的电压放大倍数。六 仿真分析报告 第一级前置放大电路带通滤波器 功率放大电路心得体会通过这次课程设计，让我深刻地体会到了在电子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。俗话说：“磨刀不误砍材工。”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。在进行实物焊接前，应该对元器件进行检查，在确认无损坏的情况下再进行焊接。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，可以在一定程度上提高语音放大电路的性能。12七 元件清单位置编号名称型号规格数量备注r1.r2电阻4.7k2个25cr3.r4.r5.r7.r8.r9电阻10k6个25cr10.r11电阻30k2个25cr6.电阻75k1个25cr12电阻2201个25cr13电阻2.21个25cr14电阻11个25crp1.rp2电位器10k2个调节音量c1.c3.c4.c5.c11.c12.c13电容107个25c. 电极正负c8.c10电容0.12个25cc9电容1001个25c.注意电极c2电容11个25c.注意电极a1.a4集成运算放大器lm3242个25ca功率放大器tda20031个25co话筒1个25cy扬声器3w. 41个25c八 参考文献1童诗白主编。 模拟电子技术基础。 北京：高等教育出版社，19882高吉祥主编。