语音放大电路

1、 模拟电子技术基础课程设计(论文)语音放大电路 院（系）名称电子与信息工程学院 专业班级电子信息工程 学号140408048 学生姓名余道明 指导教师起 止 时 间： 2016.7.62016.7.19课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院 教研室：电子信息工程 学 号140408048学生姓名余道明专业班级物联网141课程设计（论文）题目语音放大电路课程设计（论文）任务任务要求：语音放大电路是一种既能放大语音信号又能降低外来噪声的仪器。能识别不同频率范围的小信号放大系统。语音放大器是一个典型的多级放大器，由前置放大电路、功率放大电路等部分组成。 技术要求： 1、采用全部或部分

2、分立元件设计。2、额定输出功率。3、负载阻抗。4、频率响应300HZ-3KHZ。5、利用Multisim（或EWB）进行电路仿真与调试。指导教师评语及成绩平时成绩： 答辩成绩： 论文成绩： 作品成绩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日注：平时成绩占20%，答辩成绩占20%，论文成绩占40%，作品成绩20%。本科生课程设计（论文）摘 要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。

3、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。 本系统采用Multisim仿真软件进行仿真测试。在保证功能的前提下控制器件成本。采用单面印制电路板对整体电路进行合理的布线，并进行焊接与调试。各输出信号均达到设计要求且稳定工作。关键词：信号放大器；小信号放大系统；语音放大电路；集成运算放

4、大器 目 录第1章 绪论11.1 语音放大电路的发展概况11.2本文研究内容1第2章 语音放大电路的总体设计方案12.1 语音放大电路设计方案论证12.2总体设计方案框图及分析1第三章 语音放大电路的设计23.1锯齿波发生器具体电路设计23.2 混合前置放大电路和线路信号输入电路的设计23.1.3 充放电时间常数不等的积分器电路设计43.2 元器件型号选择53.3 参数计算63.4 锯齿波发生器总体电路图7第4章 锯齿波发生器电路仿真与调试84.1 Multisim仿真与调试84.2 仿真结果分析10第5章 锯齿波发生器实物制作115.1 锯齿波发生器电路焊接115.2锯齿波发生器电路作品11

5、第6章 作品测试与数据分析13第7章 总结15参考文献16附 录 I17附 录 II18II第1章 绪论1.1 语音放大电路的发展概况语音放大电路实现放大的装置称为放大器。它的核心是电子有源器件，如电子管、晶体管等。为了实现放大，必须给放大器提供能量。常用的能源是直流电源，但有的放大器也利用高频电源作为泵浦源。放大作用的实质是把电源的能量转移给输出信号。输入信号的作用是控制这种转移，使放大器输出信号的变化重复或反映输入信号的变化。现代电子系统中，电信号的产生、发送、接收、变换和处理，几乎都以放大电路为基础。现代使用最广的是以晶体管(双极型晶体管或场效应晶体管)放大电路为基础的集成放大器。大功率

6、放大以及高频、微波的低噪声放大，常用分立晶体管放大器。高频和微波的大功率放大主要靠特殊类型的真空管，如功率三极管或四极管、磁控管、速调管、行波管以及正交场放大管等。语音放大电路的前置部分或集成电路元件变质引起高频振荡产生"咝咝"声，检查各部分元件，若元件无损坏，再在磁头信号线与地间并接一个1000PF0.047F的电容，"咝咝"声若不消失，则需要更换集成块。1.2本文研究内容本文为设计并制作一个由集成电路组成的具有话筒放大电路、混合前置放大器，对其输出信号进行扩音的语音放大电路，能够对输入的声音信号进行清晰的放大。语音放大电路是一种既能放大语音信号又能降

7、低外来噪声的仪器。能识别不同频率范围的小信号放大系统。语音放大器是一个典型的多级放大器，由前置放大电路、功率放大电路等部分组成。 技术要求：1、采用全部或部分分立元件设计。2、额定输出功率。3、负载阻抗。4、频率响应300HZ-3KHZ。5、利用Multisim（或EWB）进行电路仿真与调试。 19第2章 语音放大电路总体设计方案本实验是要求制作一个由集成电路组成的具有语音信号放大作用的语音放大电路，其基本原理图如下图2.1 语音放大电路原理图由图可知，话筒输入信号可通过两级放大电路进行放大，再通过功率放大电路放大后输入。另一方面，线路信号也可以通过混合前置放大器放大输出。根据要求，输出功率

8、P=2W，电阻R=4，由功率公式可得U=2.8V，对TDA2003输入100mv电压时，可达到设计要求。另外，由于话筒输入信号为5mv，放大后要求达到100mv，放大倍数需在20倍以上，使用两级放大，各级为5倍左右。两级均采用集成运算放大器，话筒放大倍数设为A1，混合运放的放大倍数设为A2，即放大倍数A=A1*A2。本设计中A1=8.5，A2=3，A=A1*A2=25.5>20，再通过电位器来调节，使其达到设计的要求，电位器为10K，其放大电路的示意图如下话 筒 输 入，将声音信号转化成电信号扬声器将电信号转化成声音信号输出经过功率放大器放大，频率为20HZ20KHZ经过混合放大器放大3

9、倍 U4>120mv5mv的话筒输入信号Ui=5mv经过放大器放大8.5倍Ui>40mv图2.2 话筒输入信号放大示意图第3章 语音放大电路的设计3.1话筒放大电路的设计由于输入功率放大器的输入电压要求在100mv左右，因此放大倍数A>20，设计中话筒放大电路采用同相比例运算放大器，为了使输入的话筒信号最大可能的不失真，采用两极电阻平衡输入电压，如下图所示：图3.1.1 话筒放大电路设计图如图所示，R1=R2=4.7K，R3=R4=10K，C1=10FU1A为LM324中的一个运算放大器。令R5=10K，R6=75K，则A1=1+R6/R5=8.5 3.2 混合前置放大电路和

10、线路信号输入电路的设计本设计实验中的混合前置放大电路有放大话筒输入信号与线路输入信号的两个作用。因此它的输入信号有两个均可以放大，由于线路输入信号为100mv，为功率运算放大器的输入信号范围，故电路可采用反向比例运算放大器，即|A3|=1倍，电路如下： 图3.2.1 混合前置放大电路和线路信号输入电路图中Rt=R8=10K,A2为LM324中的另一个运放，为了稳定电路，提高其抗干扰能力，电路设计过程中采用两个10K的电阻形成比较器。由A=A1A2得A2=A/A1=20/8.5=2.4倍，图中的R9=10K，R10=30K，则|A2|=R10/R9=3>2.4，则设计合理。由图A3=R10

11、/R11,取R11=30K，则|A3|=1倍。选Rp=10K，可调节电位器来改变输入信号大小。C3=100F，C4=10F，它们在电路中起到了以线路输入信号选频的作用，避免无用信号及干扰信号。3.3 功率放大电路的设计 由混合前置放大电路输入的信号可供给功率运算放大器频率范围为50HZ20KHZ的语音。为了提高语音的音质，应该减少输出阻抗，即可在扬声器的两端并联一个1电阻和一个0.1f的电容串联电路。另外，在直流电压电路中，可并上两个电路，形成去耦电路，以减少引入运放而产生的干扰功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。他一般直接驱动负载，带负载能力强。从能量控制的观点来看，功率放大电

12、路实质上是能量转换电路。主要任务是使负载得到不失真（或失真较小）的输出功率。在大信号下工作。综合以上条件考虑，最优化的电路图如下：图3.3.1 功率放大电路第4章 语音放大的电路仿真与调试4.1 总电路图图4.1 总电路图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10f的电容进行连接。4.2 电路仿真话筒放大电路的仿真图4.2.1 话筒放大电路仿真图图4.2.2 话筒放大电路仿真输入信号图4.2.3 话筒放大电路仿真示波器波形4.3 混合前置电路和线路信号输入电路的仿真图4.3 混合前置电路和线路信号输入电路仿真图图4.3.2 混合前置电路和线路信号输入电路仿真输入

13、信号图4.3.3 混合前置电路和线路信号输入电路仿真示波器波形4.4 功率放大电路的仿真图4.4.1 功率放大电路仿真图图4.4.2 功率放大电路仿真输入信号图4.4.3 功率放大电路仿真示波器波形4.5 总电路的仿真图4.5.1 总电路仿真图图4.5.2 总电路仿真输入信号图4.5.3 总电路仿真示波器波形第7章 总结通过这次课程设计，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

14、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

15、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。 本人签字： 参考文献1 童诗白.模拟电子技术基础. 北京:高等教育出版社，19882高吉祥.电子技术基础实验与课程设计.北京:电子工业出版社，20013毕满清.电子技术基础实验与课程设计.北京:机械工业出版社，20034付家才.电子实验与实践.北京:高等教育出版社，20055周泽义.电子技术实验.武汉:武汉理工大学出版社，20016杨旭日.主中频放大器自激的原因和消除方法.内蒙古广播与电视杂志 1994年第1期7 Mike Score.用D类放大器提高音频放大效率.今日电子，2004年第4期附 录 I 总电路图附 录 II 管脚号功能管脚号功能1输出8输出2反向输入端9反向输入端3同向输入端10同向输入端4接电源正极11接电源负极5同向输入端12同向输入端6反向输入端13反向输入端7输出14输出图6.1.1 LM324的管脚图及其参数值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