1、遼寧工業(yè)大學(xué)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）題目： 語音放大電路 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語院（系）：電氣工程學(xué)院教研室：電子信息工程、課程設(shè)計(jì)（論文）題目語音放大電路課 程 設(shè) 計(jì)（ 論 文） 任 務(wù)設(shè)計(jì)參數(shù)：1. 采用全部或部分分立元件設(shè)計(jì)一種語音放大電路。2. 額定輸出功率 P0 ³ 5W3. 負(fù)載阻抗 RL = 4W 。4. 頻率響應(yīng) 300HZ-3KHZ設(shè)計(jì)要求：1 .分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)。必須仔細(xì)分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán)境等，廣開思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪制結(jié)構(gòu)框圖。2 .確定合理的總體方案。對(duì)各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)成本的高低及制作的難易

2、等方面作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行方案3 .設(shè)計(jì)各單元電路。總體方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個(gè)設(shè)計(jì)。4.組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號(hào)的流向，采用左進(jìn)右出的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說明。指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 語 及 成 績(jī)成績(jī)：指導(dǎo)教師簽字： 年月日。1第 1 章 語音放大電路設(shè)計(jì)方案論證 . 11.1 語音放大電路的應(yīng)用意義 . 11.2 語音放大電路設(shè)計(jì)的要求及技術(shù)指標(biāo) . 11.3 設(shè)計(jì)方案論證 . 11.4 總體設(shè)計(jì)方案框圖及分析 . 2 第 2 章 語音放大電路各單元電路設(shè)計(jì) . 32.1 前置放大電路的設(shè)計(jì). 32.2 濾波電路的設(shè)計(jì)

3、 . 42.3 功率放大電路的設(shè)計(jì). 5 第 3 章 語音放大電路整體電路設(shè)計(jì) . 73.1 整體電路圖及工作原理 . 73.2 電路參數(shù)計(jì)算及整機(jī)電路性能分析 . 9 第 4 章 設(shè)計(jì)總結(jié) . 9 參考文獻(xiàn) . 9 附錄：器件清單 . 102第 1 章 語音放大電路設(shè)計(jì)方案論證1.1 語音放大電路的應(yīng)用意義在電子電路中，輸入信號(hào)常常受各種因素的影響。即含有一些不必要的成分（即干 擾），或者輸入信號(hào)是不同頻率信號(hào)混合在一起的信號(hào)，對(duì)前者應(yīng)設(shè)法將不必要的成份衰 減到足夠小，而后者應(yīng)設(shè)法將需要的信號(hào)提取出來。這時(shí)我們就需要一種技能放大語音 信號(hào)又能降低外來噪聲的儀器。1.2 語音放大電路設(shè)計(jì)的要求

4、及技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)要求：1. 分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)。必須仔細(xì)分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán)境 等，廣開思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪制結(jié)構(gòu)框圖。2. 確定合理的總體方案。對(duì)各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)、成 本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行方案。3. 設(shè)計(jì)各單元電路。總體方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個(gè)設(shè)計(jì)。4. 組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號(hào)的流向，采用左進(jìn)右出 的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說明。技術(shù)指標(biāo)： 采用全部或部分分立元件設(shè)計(jì)一種語音放大電路 額定輸出功率 Po5W負(fù)載阻抗 RL=4 頻率響應(yīng)：300

5、HZ3KHZ1.3 設(shè)計(jì)方案論證語音放大電路主要有信號(hào)輸入、前置放大電路、有源帶通濾波電路、功率放大電路 和輸出組成。1.3.1 前置放大電路前置放大電路以為測(cè)量用小信號(hào)放大電路。在測(cè)量用的放大電路中，一般傳感器送1來的直流或低頻信號(hào)，經(jīng)放大后多用單端方式傳輸。在典型情況下，有用信號(hào)的最大幅度可能僅有若干毫伏，而共模噪聲可能高到幾伏，故放大器輸入漂移和噪聲等因素對(duì)于 總精度至關(guān)重要，放大器本身的共模抑制特性也是同等重要的。因此前置放大電路是一 個(gè)高輸入阻抗，高共模抑制比，低漂移的小信號(hào)放大電路。 有源帶通濾波電路二階有源帶通濾波電路基本原理：當(dāng)?shù)屯V波電路的通帶截止頻率高于高通濾波電 路的通帶

6、截止頻率時(shí)，串聯(lián)高、低通濾波電路，即獲得帶通濾波電路。它是為了允許某 一頻帶內(nèi)的信號(hào)通過，而將此頻帶以外的信號(hào)阻斷，為了干擾以便接收某一頻帶范圍內(nèi) 的有效信號(hào)消除高低頻段的干擾和噪聲。電路的帶通 BW 即為帶通濾波電路能通過的規(guī)定范圍的頻率，濾波電路的最大輸出電 壓峰值出現(xiàn)在中心頻率 fo 的點(diǎn)上。帶通濾波電路的帶寬越窄，電路品質(zhì) Q（選擇性能）越高，輸出電壓越大；反之低 Q 值，濾波 電路有較寬的帶寬，勢(shì)必輸出電壓小。1.3.3 功率放大電路功率放大電路的主要作用是向負(fù)載提供功率，要求輸出功率盡可能大，非線性失真 盡可能小，效率盡可能高。功率放大器常見電路形式有 OTL 電路和 OCL 電路

7、。有用集成 運(yùn)算放大器和晶體管組成的功率放大器，也有專用集成功率放大器。因集成功率放大器性能好，安裝方便，這里運(yùn)用集成功率放大器。 功率放大器設(shè)計(jì)條件：額定輸出功率 Po5W，負(fù)載阻抗 RL=41.4 總體設(shè)計(jì)方案框圖及分析語音放大電路主要有信號(hào)輸入、前置放大電路、有源帶通濾波電路、功率放大電路 和輸出組成。信 號(hào) 輸 入前 置 放 大 電 路有 源 帶 通 濾 波 電 路功 率 放 大 電 路圖 1-1 總體設(shè)計(jì)方案框圖2第 2 章 語音放大電路各單元電路設(shè)計(jì)2.1 前置放大電路的設(shè)計(jì)用兩個(gè)同相放大電路的簡(jiǎn)單串聯(lián)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。信號(hào)從兩個(gè)放大器同相端輸入，可 以有效的消除兩輸入端共模分量，獲得

8、很高的共模抑制比和極高的輸入電阻。輸出電阻（不考慮可調(diào)電阻 Rp）（2.1-1）應(yīng)滿足：（2.1-2） 即（2.1-3） 差模閉環(huán)增益為：（2.1-4） 可見這個(gè)電路有較高的差模增益且能提高有效的共模抑制能力，并聯(lián) A1，反饋回路中的可調(diào)電阻 Rp 能調(diào)節(jié)增益且不影響共模抑制比。如圖 2-1 前置放大電路：LM324LM324圖 2-1 前置放大電路3由（-1）（-4）選定則2.2 濾波電路的設(shè)計(jì)要求帶通頻率范圍：300Hz3KHz電路 Q 值：（2.2-5） 電路在滿足 的條件下，Q 值與中心頻率 fo 分別為： （2.2-6）（2.2-7）式中：（2.2-8）電壓增益：（2.2-9）如圖

9、2-2 帶通濾波電路：圖 2-2 帶通濾波電路41、靜態(tài)調(diào)試：調(diào)零和消除自激振蕩2、動(dòng)態(tài)調(diào)試：(1) 在兩端加差模輸入電壓 uid（正弦信號(hào)：幅值為 10mV，頻率為 100Hz），測(cè)的 輸出電壓 Uod 為 24.44V，則差模抑制比 Aud1 為：（2.2-10）(2) 在兩端加差模電壓 uid（正弦信號(hào)：幅值為 10mV，頻率為 1000Hz），測(cè)得輸出電壓 uod 為 18.4mV，則差模抑制比 Aud1 為：（2.2-11）(3) 共模抑制比 ：（2.2-12）(4) 測(cè)量幅頻特性，求得的帶通濾波電路帶寬為 300HZ3KHZ2.3 功率放大電路的設(shè)計(jì)電路輸出功率： (2.3-1)

10、當(dāng)輸入信號(hào)足夠大，輸出電壓峰值 Uom 達(dá)到 VccUces 時(shí)，此時(shí)的最大不失真功率為：（2.3-2）直流電源提供的功率：（2.3-3）電路效率： （2.3-4）在選擇輸出晶體管時(shí)，應(yīng)注意：每只晶體管的最大允許管耗5最大集電極電流 反向擊穿電壓 如圖 2-3 功率放大電路：圖 2-3 功率放大電路1、 靜態(tài)調(diào)試：消除振蕩和減小交越失真，一般取 為 宜。2、 參數(shù)測(cè)試（在輸出信號(hào)不失真的條件下進(jìn)行）電路輸入 f = 1KHz 的正弦信號(hào)，輸出電壓不失真的最大值為 38mV，因此測(cè)試中必須用示波器監(jiān)視輸出波形。1) 測(cè)試輸出功率 輸入 f=1000Hz 的正弦輸入信號(hào)，并逐漸增大輸入電壓的幅值，

11、至輸出電 壓波形出現(xiàn)臨界，測(cè)量此時(shí)兩端輸出電壓的最大值或有效值，則2) 測(cè)量電源供給的平均功率在供電回路串入一只直流電流表測(cè)出直流電源提供的平均電流 ，即可求出。63) 計(jì)算效率4) 計(jì)算電壓增益第 3 章 語音放大電路整體電路設(shè)計(jì)3.1 整體電路圖及工作原理語音放大電路主要有信號(hào)輸入、前置放大電路、有元代通濾波電路、功率放大電路 和輸出組成。如圖（3.3-1）前置放大電路以為測(cè)量用小信號(hào)放大電路。在測(cè)量用的放大電路中，一般傳感器送 來的直流或低頻信號(hào)，經(jīng)放大后多用單端方式傳輸。本設(shè)計(jì)方案用兩個(gè)同相放大電路的 簡(jiǎn)單串聯(lián)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。信號(hào)從兩個(gè)放大器同相端輸入，可以有效的消除兩輸入端共模 分量，

12、獲得很高的共模抑制比和極高的輸入電阻。有源帶通濾波電路，是通過低通濾波電路的通帶截止頻率高于高通濾波電路的通帶 截止頻率時(shí)，串聯(lián)高、低通濾波電路，即獲得帶通濾波電路。以允許某一頻帶內(nèi)的信號(hào) 通過，而將此頻帶以外的信號(hào)阻斷，為了干擾以便接收某一頻帶范圍內(nèi)的有效信號(hào)消除 高低頻段的干擾和噪聲。功率放大電路的主要作用是向負(fù)載提供功率，要求輸出功率盡可能大，非線性失真 盡可能小，效率盡可能高。因集成功率放大器性能好，安裝方便，這里選用集成功率放大器。78圖 3-1 語音放大電路整體電路圖3.2 電路參數(shù)計(jì)算及整機(jī)電路性能分析1、 令輸入信號(hào)，測(cè)得輸出地直流輸出電壓為 3mV2、 輸入 f = 1KHz

13、 的正弦信號(hào)，輸出電壓不失真時(shí)，輸入電壓變化范圍為 0.050.5mV使用示波器觀察對(duì)應(yīng)的輸出電壓變化情況，范圍 125mV800mV3、 輸入為 0.5mV 的正弦信號(hào)時(shí)，在 300Hz3KHz 范圍內(nèi)改變輸入信號(hào)頻率，則輸出電壓變化范圍為 0.5V0.8V4、 計(jì)算總的電壓放大倍數(shù)：第 4 章 設(shè)計(jì)總結(jié)語音傳輸系統(tǒng)在當(dāng)今社會(huì)起著非常重要的信息傳輸媒介作用。本設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)不同頻率 的聲音信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，最后得到一個(gè)不帶干擾的放大信號(hào)。該電路可以在很多語音傳輸 電路中得到廣泛應(yīng)用。另外用該方法設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單，成本低，性能穩(wěn)定，并在 300Hz3KHz 聲段的信號(hào)進(jìn)行放大。參考文獻(xiàn)1 康光華 主編電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）第五版 高等教育出版社2 黃義源、林俊昌、陳達(dá)章、林杰才 編著電子線路基礎(chǔ)1995 年 10 月 汕頭大學(xué)出版社 3 王振紅、張常年 編著電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及綜合設(shè)計(jì)2007 年 3 月 機(jī)械工業(yè)出版社4 朱定華、陳林、吳建新 編著電子電路測(cè)試與實(shí)驗(yàn)2004 年 4 月 清華大學(xué)出版社5