課程設計---語音放大電路的設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 設計實驗的目的及其任務要求………………………………………2</p><p>　　1.1設計實驗目的……………………………………………………2</p><p>　　1.2設計實驗要求……………………………………………………2</p><p>　

2、　2 設計原理及其方案…………………………………………………2</p><p>　　3 單元電路的設計……………………………………………………4</p><p>　　3.1 話筒放大電路的設計……………………………………………4</p><p>　　3.2 混合前置放大電路的設計………………………………………4</p><p>　　3.3

3、 線路信號輸入電路的設計………………………………………5</p><p>　　3.4 功率放大電路的設計………………………………………5</p><p>　　3.5單元電路之間的線路連接………………………………………6</p><p>　　4整體電路原理圖…………………………………………6</p><p>　　5 安裝調(diào)試與性能測試……………

4、…………………………………7</p><p>　　5.1運放的調(diào)試…………………………………………………7</p><p>　　5.2功放的調(diào)試…………………………………………………8</p><p>　　5.3系統(tǒng)調(diào)節(jié)…………………………………………………8</p><p>　　6器件清單…………………………………………………8</p

5、><p>　　6.1 集成運算放大電路LM324的管腳圖及其基本參數(shù)…………………8</p><p>　　6.2 集成功率放大電路TDA2003的管腳圖及其基本參數(shù)……………………9</p><p>　　6.3 語音放大電路的元件清單…………………………………………10</p><p>　　7 心得體會………………………………………………………

6、…10</p><p>　　8 參考文獻………………………………………………………11 </p><p>　　1.設計實驗的目的及其任務要求</p><p>　　1.1 設計實驗目的</p><p>　　1.1.1熟悉設計電路的基本方法及其電路的制作、安裝、調(diào)試</p><p>　　1.1.2學會運用理

7、論知識分析電路，了解LM324TDA2003的基本方法</p><p>　　1.2 設計實驗要求</p><p>　　設計并制作一個由集成電路組成的具有話筒放大電路、混合前置放大器，對其輸出</p><p>　　信號進行擴音的語音放大電路，能夠對輸入的聲音信號進行清晰的放大。</p><p>　　2．設計原理及其方案</p>&

8、lt;p>　　本實驗是要求制作一個由集成電路組成的具有語音信號放大作用的語音放大電路，其基本原理圖如下</p><p>　　圖2.1 語音放大電路原理圖</p><p>　　由圖可知，話筒輸入信號可通過兩級放大電路進行放大，再通過功率放大電路放大后輸入。另一方面，線路信號也可以通過混合前置放大器放大輸出。</p><p>　　根據(jù)要求，輸出功率 P=2W，電阻

9、R=4Ω，由功率公式可得U=2.8V，對TDA2003輸入100mv電壓時，可達到設計要求。</p><p>　　另外，由于話筒輸入信號為5mv，放大后要求達到100mv，放大倍數(shù)需在20倍以上，使用兩級放大，各級為5倍左右。兩級均采用集成運算放大器，話筒放大倍數(shù)設為A1，混合運放的放大倍數(shù)設為A2，即放大倍數(shù)A=A1*A2。</p><p>　　本設計中A1=8.5，A2=3，A=A1*

10、A2=25.5>20，再通過電位器來調(diào)節(jié)，使其達到設計的要求，電位器為10KΩ，其放大電路的示意圖如下</p><p>　　圖2.2 話筒輸入信號放大示意圖</p><p>　　對于線路信號，同樣可以用這種方法，只不過不用話筒放大器直接將信號送入到混合前置放大器中進行放大。由于線路信號的大小為100mv,在功率放大器的放大范圍內(nèi)，因此混合前置放大器對它的放大倍數(shù)約為1倍，如下圖所示

11、：</p><p>　　圖2.3 線路輸入信號放大示意圖</p><p><b>　　3．單元電路的設計</b></p><p>　　3.1話筒放大電路的設計</p><p>　　由于輸入功率放大器的輸入電壓要求在100mv左右，因此放大倍數(shù)A>20，設計中話筒放大電路采用同相比例運算放大器，為了使輸入的話筒信號最

12、大可能的不失真，采用兩極電阻平衡輸入電壓，如下圖所示：</p><p>　　圖3.1.1 話筒放大電路設計圖</p><p>　　如圖所示，R1=R2=4.7KΩ，R3=R4=10KΩ，C1=10μF</p><p>　　A1為LM324中的一個運算放大器。令R5=10KΩ，R6=75KΩ，則A1=1+R6/R5=8.5</p><p>　　

13、3.2 混合前置放大電路的設計</p><p>　　本設計實驗中的混合前置放大電路有放大話筒輸入信號與線路輸入信號的兩個作用。因此它的輸入信號有兩個均可以放大，下面電路為放大話筒輸入信號的電路圖，它是緊接著前面一級話筒輸入級的輸入端：</p><p>　　圖3.2.1 混合前置放大電路</p><p>　　圖中Rt=R8=10KΩ,A2為LM324中的另一個運放

14、，為了穩(wěn)定電路，提高其抗干擾能力，電路設計過程中采用兩個10KΩ的電阻形成比較器。由A=A1?A2得A2=A/A1=20/8.5=2.4倍，圖中的R9=10KΩ，R10=30KΩ，則|A2|=R10/R9=3>2.4，則設計合理。</p><p>　　3.3線路信號輸入電路的設計</p><p>　　由于線路輸入信號為100mv，為功率運算放大器的輸入信號范圍，故電路可采用反向比例運

15、算放大器，即|A3|=1倍，電路如下：</p><p>　　圖3.3.1 線路信號輸入電路</p><p>　　由圖A3=–R10/R11,取R11=30KΩ，則|A3|=1倍。選Rp=10KΩ，可調(diào)節(jié)電位器來改變輸入信號大小。C3=100μF，C4=10μF，它們在電路中起到了以線路輸入信號選頻的作用，避免無用信號及干擾信號。</p><p>　　3.4 功率

16、放大電路的設計</p><p>　　由混合前置放大電路輸入的信號可供給功率運算放大器頻率范圍為50HZ～20KHZ的語音。為了提高語音的音質(zhì)，應該減少輸出阻抗，即可在揚聲器的兩端并聯(lián)一個1Ω電阻和一個0.1μf的電容串聯(lián)電路。另外，在直流電壓電路中，可并上兩個電路，形成去耦電路，以減少引入運放而產(chǎn)生的干擾</p><p>　　功率放大電路是一種以輸出較大功率為目的的放大電路。他一般直接驅動

17、負載，帶負載能力強。從能量控制的觀點來看，功率放大電路實質(zhì)上是能量轉換電路。主要任務是使負載得到不失真（或失真較?。┑妮敵龉β?。在大信號下工作。綜合以上條件考慮，最優(yōu)化的電路圖如下：</p><p>　　圖3.4.1 功率放大器</p><p>　　3.5 單元電路中的線路連接</p><p>　　為了避免各級運算器之間的相互干擾，且過濾掉放大過程中的紋波，各級之間

18、用100μf的電容進行連接。</p><p>　　4．整體電路的電路圖</p><p>　　圖4.1 整體電路的電路圖</p><p>　　5.安裝調(diào)試與性能測試</p><p><b>　　5.1 運放的調(diào)試</b></p><p>　　安裝由左到右，前一部分以LM324為中心，后部分以TDA

19、2003為中心。通電前認真檢查，確定無誤后，才可調(diào)試與測試。</p><p>　　a 靜態(tài)調(diào)試：調(diào)零和消除自激振蕩。</p><p><b>　　b 動態(tài)調(diào)試：</b></p><p>　　在兩輸入端加差模輸入電壓，測量輸出電壓,觀測與記錄輸出電壓與</p><p>　　輸入電壓的波形，算出差模放大倍數(shù)。</p&g

20、t;<p>　?。?） 在兩輸出端加共模輸入電壓，測量輸入電壓，算出共模放大倍數(shù)。</p><p>　　（3） 算出共模抑制比</p><p>　?。?） 用逐點法測量幅頻特性，并作出幅頻特性曲線，求出上、下限截止頻率。</p><p>　?。?） 測量差模輸入電阻。</p><p><b>　　5.2 功放的調(diào)試&l

21、t;/b></p><p>　　a靜態(tài)調(diào)試：集成輸入對地短路，觀察輸出有無振蕩，如有振蕩，采取消振措施以消除振蕩。</p><p><b>　　b功率參數(shù)測試</b></p><p>　?。?）測量最大輸出功率</p><p>　　輸入 f=1kHz的正弦輸入信號，并逐漸加大輸入電壓幅值直至輸出電壓的波形出現(xiàn)臨界削

22、波時，測量此時RL兩端輸出電壓的最大值或有效值，則</p><p>　?。?）測量電源供給的平均功率</p><p>　　近似認為電源供給整個電路的功率即為，所以在測試的同時，只要在供電回路串入一只直流電流表測出直流電源提供的平均電流，即可求出。</p><p>　　此平均電流也就是靜態(tài)電源電流。</p><p>　?。?）計算效率

23、 </p><p>　　（4）計算電壓增益 </p><p><b>　　5.3 系統(tǒng)調(diào)節(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過以上對各級放大電路的局部調(diào)試之后，可以逐步擴大到整個系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)。</p><p>　?。?）令輸入信號=0，測量輸出的直流輸出電壓。</p

24、><p>　　（2）輸入=1kHz的正弦信號，改變幅值，用示波器觀察輸出電壓波形的變化</p><p>　　情況，記錄輸出電壓最大不失真幅度所對應的輸入電壓的變化范圍。</p><p>　?。?）輸入為一定值的正弦信號，改變輸入信號的頻率，觀察的幅值變化情況，記錄下降到0.707之內(nèi)的頻率變化范圍。</p><p>　?。?）計算總的電壓放大倍數(shù)

25、。</p><p><b>　　6．器件清單</b></p><p>　　6.1 集成運算放大器LM324的管腳圖及基本參數(shù)</p><p>　　圖6.1.1 LM324的管腳圖及其參數(shù)值</p><p>　　6.2 集成功率放大器TDA2003的管腳圖及其參數(shù)</p><p>　　TDA20

26、03是TDA2002的改進型，其輸出功率更大，電路特點及內(nèi)設的各保護電路與TDA2002相同。它適用于收音機及其它設備中作音頻放大</p><p>　　表1 集成功率放大器TDA2003的基本參數(shù)</p><p>　　引腳功能定義：TDA2003為5腳單引直插式，其引腳功能如下：</p><p>　　\1——同向輸入 2——反向輸入 3——地 4——輸

27、出 5——輸Vcc</p><p>　　圖6.2.1 集成功率放大器TDA2003的引腳圖</p><p>　　6.3 語音放大電路的元件清單</p><p>　　表2 語音放大電路的元件清單</p><p><b>　　7心得體會</b></p><p>　　通過這次課程設計，讓我深刻

28、地體會到了在電子設計過程中應該十分細心，而且應</p><p>　　該有全局觀。我在設計時因為沒有考慮到后面的電路，只看眼前，不顧后面。結果搞的后面布線布得一團糟。俗話說：“磨刀不誤砍材工?！边@句話應該是我以后在做設計時應該牢記的。首先，應該對電路的布局有一個整體的考慮，做到元件的布置合理，避免出現(xiàn)短路，斷路等情況，而且應盡量使元件均勻地分布在整個電路板上，注意對稱。其次，在焊接過程要謹慎，避免出現(xiàn)接點之間的粘連

29、和虛焊等情況。最后，要認真檢查電路，在確認準確無誤后接通電源進行調(diào)試。</p><p>　　在調(diào)試過程中，會遇到許多麻煩。我發(fā)現(xiàn)電位器的調(diào)節(jié)作用有問題，原來是接線接反了。還有，應該接在同一個點的線沒有接在一起，但是這樣還是不行，經(jīng)過仔細檢查后發(fā)現(xiàn)，問題是兩排接地線沒有連在一起。但是，結果還是沒有想象中的那么完美。</p><p>　　在進行實物焊接前，應該對元器件進行檢查，在確認無損壞的情

30、況下再進行焊接。語音放大器的最大缺點是噪音太大，可以多增加幾級濾波電路來濾除紋波，還可以通過改進元器件的性能還減少噪音。相信通過這些改進，可以在一定程度上提高語音放大電路的性能。</p><p><b>　　8參考文獻</b></p><p>　　1童詩白主編。 模擬電子技術基礎。 北京：高等教育出版社，1988</p><p>　　2高吉祥主

31、編。 電子技術基礎實驗與課程設計。 北京：電子工業(yè)出版社，2001</p><p>　　3畢滿清主編。 電子技術基礎實驗與課程設計。 北京：機械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　4付家才主編。 電子實驗與實踐。北京：高等教育出版社，2005</p><p>　　5周澤義主編。電子技術實驗。武漢：武漢理工大學出版社，2001</p><p&