语音放大电路课程设计

1、辽宁工业大学电子技术基础课程设计（论文）题目： 语音放大电路 课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电子信息工程、课程设计（论文）题目语音放大电路课 程 设 计（ 论 文） 任 务设计参数：1. 采用全部或部分分立元件设计一种语音放大电路。2. 额定输出功率 P0 ³ 5W3. 负载阻抗 RL = 4W 。4. 频率响应 300HZ-3KHZ设计要求：1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简成本的高低及制作的难易

2、等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。指 导 教 师 评 语 及 成 绩成绩：指导教师签字： 年月日。1第 1 章 语音放大电路设计方案论证 . 11.1 语音放大电路的应用意义 . 11.2 语音放大电路设计的要求及技术指标 . 11.3 设计方案论证 . 11.4 总体设计方案框图及分析 . 2 第 2 章 语音放大电路各单元电路设计 . 32.1 前置放大电路的设计. 32.2 滤波电路的设计

3、 . 42.3 功率放大电路的设计. 5 第 3 章 语音放大电路整体电路设计 . 73.1 整体电路图及工作原理 . 73.2 电路参数计算及整机电路性能分析 . 9 第 4 章 设计总结 . 9 参考文献 . 9 附录：器件清单 . 102第 1 章 语音放大电路设计方案论证1.1 语音放大电路的应用意义在电子电路中，输入信号常常受各种因素的影响。即含有一些不必要的成分（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。这时我们就需要一种技能放大语音 信号又能降低外来噪声的仪器。1.2 语音放大电路设计的要求

4、及技术指标设计要求：1. 分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境 等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2. 确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成 本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3. 设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4. 组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出 的规律摆放各电路，并标出必要的说明。技术指标： 采用全部或部分分立元件设计一种语音放大电路 额定输出功率 Po5W负载阻抗 RL=4 频率响应：300

5、HZ3KHZ1.3 设计方案论证语音放大电路主要有信号输入、前置放大电路、有源带通滤波电路、功率放大电路 和输出组成。1.3.1 前置放大电路前置放大电路以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1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。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路。 有源带通滤波电路二阶有源带通滤波电路基本原理：当低通滤波电路的通带截止频率高于高通滤波电 路的通带

6、截止频率时，串联高、低通滤波电路，即获得带通滤波电路。它是为了允许某 一频带内的信号通过，而将此频带以外的信号阻断，为了干扰以便接收某一频带范围内 的有效信号消除高低频段的干扰和噪声。电路的带通 BW 即为带通滤波电路能通过的规定范围的频率，滤波电路的最大输出电 压峰值出现在中心频率 fo 的点上。带通滤波电路的带宽越窄，电路品质 Q（选择性能）越高，输出电压越大；反之低 Q 值，滤波 电路有较宽的带宽，势必输出电压小。1.3.3 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，非线性失真 尽可能小，效率尽可能高。功率放大器常见电路形式有 OTL 电路和 OCL 电路

7、。有用集成 运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有专用集成功率放大器。因集成功率放大器性能好，安装方便，这里运用集成功率放大器。 功率放大器设计条件：额定输出功率 Po5W，负载阻抗 RL=41.4 总体设计方案框图及分析语音放大电路主要有信号输入、前置放大电路、有源带通滤波电路、功率放大电路 和输出组成。信 号 输 入前 置 放 大 电 路有 源 带 通 滤 波 电 路功 率 放 大 电 路图 1-1 总体设计方案框图2第 2 章 语音放大电路各单元电路设计2.1 前置放大电路的设计用两个同相放大电路的简单串联组合进行设计。信号从两个放大器同相端输入，可 以有效的消除两输入端共模分量，获得

8、很高的共模抑制比和极高的输入电阻。输出电阻（不考虑可调电阻 Rp）（2.1-1）应满足：（2.1-2） 即（2.1-3） 差模闭环增益为：（2.1-4） 可见这个电路有较高的差模增益且能提高有效的共模抑制能力，并联 A1，反馈回路中的可调电阻 Rp 能调节增益且不影响共模抑制比。如图 2-1 前置放大电路：LM324LM324图 2-1 前置放大电路3由（-1）（-4）选定则2.2 滤波电路的设计要求带通频率范围：300Hz3KHz电路 Q 值：（2.2-5） 电路在满足 的条件下，Q 值与中心频率 fo 分别为： （2.2-6）（2.2-7）式中：（2.2-8）电压增益：（2.2-9）如图

9、2-2 带通滤波电路：图 2-2 带通滤波电路41、静态调试：调零和消除自激振荡2、动态调试：(1) 在两端加差模输入电压 uid（正弦信号：幅值为 10mV，频率为 100Hz），测的 输出电压 Uod 为 24.44V，则差模抑制比 Aud1 为：（2.2-10）(2) 在两端加差模电压 uid（正弦信号：幅值为 10mV，频率为 1000Hz），测得输出电压 uod 为 18.4mV，则差模抑制比 Aud1 为：（2.2-11）(3) 共模抑制比 ：（2.2-12）(4) 测量幅频特性，求得的带通滤波电路带宽为 300HZ3KHZ2.3 功率放大电路的设计电路输出功率： (2.3-1)

10、当输入信号足够大，输出电压峰值 Uom 达到 VccUces 时，此时的最大不失真功率为：（2.3-2）直流电源提供的功率：（2.3-3）电路效率： （2.3-4）在选择输出晶体管时，应注意：每只晶体管的最大允许管耗5最大集电极电流 反向击穿电压 如图 2-3 功率放大电路：图 2-3 功率放大电路1、 静态调试：消除振荡和减小交越失真，一般取 为 宜。2、 参数测试（在输出信号不失真的条件下进行）电路输入 f = 1KHz 的正弦信号，输出电压不失真的最大值为 38mV，因此测试中必须用示波器监视输出波形。1) 测试输出功率 输入 f=1000Hz 的正弦输入信号，并逐渐增大输入电压的幅值，

11、至输出电 压波形出现临界，测量此时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。63) 计算效率4) 计算电压增益第 3 章 语音放大电路整体电路设计3.1 整体电路图及工作原理语音放大电路主要有信号输入、前置放大电路、有元代通滤波电路、功率放大电路 和输出组成。如图（3.3-1）前置放大电路以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，经放大后多用单端方式传输。本设计方案用两个同相放大电路的 简单串联组合进行设计。信号从两个放大器同相端输入，可以有效的消除两输入端共模 分量，

12、获得很高的共模抑制比和极高的输入电阻。有源带通滤波电路，是通过低通滤波电路的通带截止频率高于高通滤波电路的通带 截止频率时，串联高、低通滤波电路，即获得带通滤波电路。以允许某一频带内的信号 通过，而将此频带以外的信号阻断，为了干扰以便接收某一频带范围内的有效信号消除 高低频段的干扰和噪声。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，非线性失真 尽可能小，效率尽可能高。因集成功率放大器性能好，安装方便，这里选用集成功率放大器。78图 3-1 语音放大电路整体电路图3.2 电路参数计算及整机电路性能分析1、 令输入信号，测得输出地直流输出电压为 3mV2、 输入 f = 1KHz

13、 的正弦信号，输出电压不失真时，输入电压变化范围为 0.050.5mV使用示波器观察对应的输出电压变化情况，范围 125mV800mV3、 输入为 0.5mV 的正弦信号时，在 300Hz3KHz 范围内改变输入信号频率，则输出电压变化范围为 0.5V0.8V4、 计算总的电压放大倍数：第 4 章 设计总结语音传输系统在当今社会起着非常重要的信息传输媒介作用。本设计时对不同频率 的声音信号进行检测，最后得到一个不带干扰的放大信号。该电路可以在很多语音传输 电路中得到广泛应用。另外用该方法设计电路简单，成本低，性能稳定，并在 300Hz3KHz 声段的信号进行放大。参考文献1 康光华 主编电子技术基础（模拟部分）第五版 高等教育出版社2 黄义源、林俊昌、陈达章、林杰才 编著电子线路基础1995 年 10 月 汕头大学出版社 3 王振红、张常年 编著电子技术基础实验及综合设计2007 年 3 月 机械工业出版社4 朱定华、陈林、吴建新 编著电子电路测试与实验2004 年 4 月 清华大学出版社5