电子综合设计实验设备的研制音频处理电路的设计

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1、电子综合设计实验设备的研制音频处理电路的设计电子综合设计实验设备的研制音频处理电路的设计[摘要]根据单片机和FPGA相关课程的简要介绍，简要地介绍了电子综合实验设备的设计思路、构架、结构特点并对其中的音频处理电路作详细地介绍。[关键词]音频处理模块单片机FPGALM386中图分类号：O591．稳压电源模块：产生本试验设备所用到的电压：±5v，±12v，3v。主要器件为：7805、7905、7812、7912以及AS1117。2．主控模块：共有单片机模块和FPGA模块。单片机模块包括下载电路、

2、晶振以及复位电路；FPGA模块包括下载电路以及外部有源晶振。目前可用的单片.LAXII系列的EPM1270。3．A/D和D/A模块：完成模数转换和数模转换。主要ADC0809和DAC0832构架。4．输入输出模块：包括按键输入、七段数码显示和LED灯输出。主要器件为：74138、4511等。5．音频放大模块：实现语音输入和输出。主要器件为：LM386。6．数据采集模块：实现数据采集、差分放大以及滤波。主要器件为：OP07和各类传感器。7．波形产生模块：产生10kHz-10MHz的正弦波、方波以及三角波。主要器件为：Ma

3、x038。8．附件模块：放置面包板、标准焊盘电路等，便于测试和扩充外围模块。（二）要实现音频的放大，首先应找到它的主要器件LM386LM386的datasheet，电源电压4-12V或5-18V(LM386N-4)；静态消耗电流为4mA；电压增益为20-200dB；在1、8脚开路时，带宽为300KHz；输入阻抗为50K；音频功率0.5386的应用非常简单，但稍不注意，特别是器件上电、断电瞬间，甚至工作稳定后，一些操作（如插拔音频插头、旋音量调节钮）都会带来的瞬态冲击，在输出喇叭上会产生非常讨厌的噪声。1．通过接在1脚、

4、8脚间的电容（1脚接电容+极）来改变增益，断开时增益为20dB。因此用不到大的增益，电容就不要接了，不光省了成本，还会带来好处--噪音减少，何乐而不为？2．PCB设计时，所有外围元件尽可能靠近LM386；地线尽可能粗一些；输入音频信号通路尽可能平行走线，输出亦如此。这是死理，不用多说了吧。3．选好调节音量的电位器。质量太差的不要，否则受害的是耳朵；阻值不要太大，10K最合适，太大也会影响音质，转那么多圈圈，不烦那！4．尽可能采用双音频输入/输出。好处是：＋、－输出端可以很好地抵消共模信号，故能有效抑制共模噪声。5．第7

5、脚（BYPASS）的旁路电容不可少！实际应用时，BYPASS端必须外接一个电解电容到地，起滤除噪声的作用。工作稳定后，该管脚电压值约等于电源电压的一半。增大这个电容的容值，减缓直流基准电压的上升、下降速度，有效抑制噪声。在器件上电、掉电时的噪声就是由该偏置电压的瞬间跳变所致，这个电容可千万别省啊！6．减少输出耦合电容。此电容的作用有二：隔直+耦合。隔断直流电压，直流电压过大有可能会损坏喇叭线圈；耦合音频的交流信号。它与扬声器负载构成了一阶高通滤波器。减小该电容值，可使噪声能量冲击的幅度变小、宽度变窄；太低还会使截止频率

6、（fc＝1/(2πRLCout)）提高。分别测试，发现10uF/4.7uF最为合适，这是我的经验值。7．电源的处理，也很关键。如果系统中有多组电源，太好了！由于电压不同、负载不同以及并联的去耦电容不同，每组电源的上升、下降时间必有差异。非常可行的方法：将上电、掉电时间短的电源放到+12V处，选择上升相对较慢的电源作为LM386的Vs，但不要低于4V，效果确实不错！（三）它的主要特性静态功耗低，约为4mA,可用于电池供电。工作电压范围宽，4-12Vor5-18V。外围元件少。电压增益可调，20-200。低失真度。对

7、音频放大效果非常好。.L386放大输出。再把输出的信号通过一系列整流放大，最终通过喇叭输出。这就是声音如何从麦克风输入再从喇叭输出的全过程。在进行测试过程中，输出端总发出蜂鸣的声音，使其无法不失真的放大，通过我反复的思考与测试得出了解决的方法：在LM386的电源和地之间加一个电解电容，从而使全有的失真得到明显的消除，设计最终成功完成。三、总结（一）测试过程中所遇到的问题及解决方法在测试过程中出现了失真的现象，解决方法是：在LM386的电源和地之间接一个电解电容，从而消除了失真。（二）设计过程的总结及心得1．从上述设计过

8、程可以看到，系统硬件的设计是从选择具体元、器件开始的，并用这些元、器件进行逻辑电路设计，完成系统各独立功能模块设计，然后再将各功能模块连接起来，完成整个系统的硬件设计。运用层次化设计方法，使设计进一步细化，分模块设计，条理清晰，这样就会使一个复杂的系统设计变得容易调试，缩短设计时间。本次毕业设计主要设计音频处理模块，通过几周对资料