音频放大电路设计报告

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1、高等电子线路课程作业音频放大电路相频幅频特性测试高等电子线路课程作业音频放大电路相频幅频特性测试一.幅频相频特性的概念由于放大电路中电抗元件的存在，放大电路对不同频率分量的信号放大能力是不相同的，而且不同频率分量的信号通过放大电路后还会产生不同的相移。因此，将表示电压放大倍数Au的大小和频率f之间的关系称为幅频特性，输出信号Uout与输入信号Uin的相位差与频率f之间的关系称为相频特性。二.电路相频幅频特性分析（1）音频放大电路图将信号发生器代替音频为音频放大电路提供不同频率的信号源，由此得出频率特性曲线。音频放大电路图如图1所示：图1：音频放大电路图

2、根据电路图可以计算得出一级放大倍数为：二级放大倍数为:那么音频电路的总为两级各自放大倍数的乘积，也就是150倍。高等电子线路课程作业音频放大电路相频幅频特性测试（2）理论分析通过AltiumDesignerSummer09软件对音频电路进行仿真，得到该音频电路的幅频相频特性曲线，并进行理论分析。图2：一级放大电路幅频特性曲线图3：一级放大电路相频特性曲线由图2和图3可以得出该放大电路为带通电路，在Au下降到%70.7处时，可以得出其下限截止频率fL和上限截止频率fH，fL大约为3.2HZ，fH大约为95KHZ。由于fH远远大于fL，因此一级放大电路的通

3、频带为：fbw=fH-fL≈fH=95K查阅资料已知LM358双运算放大器的单位增益带宽为1MHZ，由增益带宽积的公式可以得出理论上的带宽，公式如下：高等电子线路课程作业音频放大电路相频幅频特性测试由此可以看出仿真结果接近理论值，一级放大电路为反相运算电路，在无衰减放大区间相位相差180度，在Au下降到70.7%时，下限截止频率fL所对应的相位差为-135度，上限截止频率fH所对应的相位差为-225度，由图3可以看出仿真与实际相符。两级放大电路的幅频相频特性曲线如图4和图5所示:图4：两级放大电路幅频特性曲线图5：两级放大电路相频特性曲线同理，由图4和

4、图5可以得出该放大电路fL大约为4HZ，fH大约为50KHZ，因此两级放大电路的通频带为：fbw=fH-fL≈fH=50K同样根据上面的增益带宽积的公式可以得出第二级理论上的带宽fbw为66K，由此可以看出仿真结果接近理论值，因此可以将仿真结果作为参考来对电路进行测试。第二级放大电路为同相运算电路，在无衰减放大区间相位仍然相差180度，在Au下降到70.7%时，一级放大电路产生45度相移，两级则产生90度相移，那么下限截止频率fL所对应的相位差为-90度，上限截止频率f高等电子线路课程作业音频放大电路相频幅频特性测试H所对应的相位差为-270度，由图5

5、可以看出仿真与实际相符。二.测试电路方法本实验测量方法是用信号发生器产生幅度一定，频率变化的信号作为声音信号为音频放大电路提供输入信号，由于两级放大倍数为150倍，LM358的摆幅为1.5-3.5v,为了使测量结果不失真，所以选择输入电压大小为10mv，信号发生器频率从1HZ开始递增，观察输入输出波形幅值与相位的变化，找到上下限截止频率，记录每次频率变化后输入输出的幅值以及相位的变化，根据记录的数据，用MATLAB软件画出幅频相频特性曲线。三.测试电路结果与分析利用信号发生器与示波器来对电路进行测试，测试结果如下。（1）测试数据记录输入电压(mv)频率

6、(HZ)Uout1(mv)Uout2(mv)Φ1(度)Φ2(度)10132230-90-1010260360-110-3510470800-135-60104.572930-147-90105801080-150-1301010931300-160-14510151001420-165-15510201001450-170-16510501001480-180-17510801001500-180-180101001001500-180-180101K1001500-180-180105K1001500-180-1801010K1001500-180-

7、1801020K961460-180-1951040K901240-205-2401060K841160-210-2551070K821060-215-2701080K80880-220-28510100K70760-225-29510120K68620-240-32010180K50360-270-360高等电子线路课程作业音频放大电路相频幅频特性测试高等电子线路课程作业音频放大电路相频幅频特性测试（2）幅频相频特性曲线测试结果及分析经过MATLAB将幅频相频曲线简单绘制如下，很容易可以看出上下限截止频率以及相位的变化。图6：一级放大电路幅频特性曲线

8、测试结果图7：一级放大电路相频特性曲线测试结果图6和图7分别为音频电路一级放大电路的幅频和相频