语音放大器设计报告.doc

语音放大电路的设计1、 设计任务与要求1、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；2、 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。 3、 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100Hz1KHz。2、 方案设计与论证：1、 原理图：语音放大器亦为测量用小信号放大电路，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：2、 相关芯片介绍（1）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。l 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。l 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。l LM324作有源带通滤波器：许多音响装置的频谱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。此电路亦可使用单电源,只需将运放正输入端偏置在1/2V+并将电阻R2下端接到运放正输入端既可。l 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=+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） （2）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特别适用于电池供电的场合。 LM386的封装形式有塑封8引线双列直插式。内部原理图LM386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%3、 元件清单： 原件序号型号主要参数数量备注R19.1k1电阻 R210k1电阻 R4 R6 R8 R915k4电阻 R3 R5 R10100k3电阻 R7 R1127k2电阻 C1、C20.1uF2无极电容C3、C40.01uF2无极电容C5、C610 uF2有极电容C70.5 uF1无极电容C81000 uF1有极电容T1LM3241集成运放 T2LM386-41集成功放RW1010K1电位器SP18ohm 0.5W1扬声器导线若干导线通用板小板1通用板四、电路调试及测试结果： 接入+12V，-12V电压，适当调动电位器，扬声器发出持续稳定的声音。实验成功。五、 结论与心得：结论：综合以上电路设计和芯片参数资料，该设计可以很好地满足系统的设计各项要求。心得：首先，通过这次实验我明白了语音放大器具体的工作原理，它主要是由芯片LM324构成的前置放大电路，带通滤波电路和芯片LM386构成的功率放大电路组成的。当语音放大器工作时，声音信号从输入端输入至前置放大电路，经过一次放大后输入有源带通滤波，对通频带（100Hz1KHz）以外的信号进行滤波，以消除杂音。最后，经过放大和滤波的信号输入至功率放大电路，进行功率放大后将声音通过扬声器输出。明白原理之后就准备焊接元器件，开始焊接电路板的时候 ，由于对焊接不是很熟悉，开始心里还是有些担心的，但是逐渐熟悉了就好多了，再这个过程中我们不仅熟悉了焊接技术，而且对于在电路板上的布线有了一个更好地认识和理解，但我们也不得不承认我们在这个语音放大电路的布线上存在不少失误的地方，但整体上工作上还是比较正常的，布线尽量遵守不交叉的原则，所以视觉效果还算可以。此次焊接电路板，我最大的体会是“细节决定成败”，因为过程当中我经常在小的地方失误，致使浪费了不少时间。在调试过程中会遇到许多麻烦，例如，在完成焊接之后，调试过程中没有信号输出，即喇叭没有声音，通过分析，可能是因为电路中有虚焊短接情况，这时就应该用万用表仔细检查电路， 逐个焊点进行测试，找出虚焊，短路的引脚。还可以通过一定的检查方法，首先检查每个芯片是否都接地或者电源并且没有虚焊漏焊情况,比如可以数接地是否刚好11个引脚等。 另外，通过亲手设计、 焊接、调试电路板，对放大电路和滤波电路有了更深层次的理解。在