语音放大电路指导书

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1、语音放大电路指导书在我们的II常生活和工作屮，经常会遇到这样一些问题：如在检修各种机器设备时，常常需要依据故障设备的异常声响來寻找故障，这种异常声响的频谱覆盖而往往很广；乂如,我们在打电话吋，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•种既能放大话咅信号又能降低外來噪声的仪器……诸如以上原因，具体类似功能的实川电路实际上就是一个能识别不同频率范围的小信号放人系统。本课题从教学训练的角度出发，要求设计一个集成运算放大器组成的语音放大电路。一、实验目的(1)掌握集成运算放大器的工作原理及其应用；(2)掌握低频小信号放人电路和功放电路的设计方法;(3)了解语

2、言识别知识；二、设计任务与要求1、任务设计并制作一个由集成运算放大器组成的语音放大电路。该放大电路的原理框图如图1所示图1语音放大电路原理框图(1)前遇放人器输入信号：Uid60dB(2)有源带通滤波器帯通频率范围：300Hz〜3kHz(3)功率放大器授大不失真输出功率：Pom>5W负载阻抗：心二40电源电压：+5V,+12V(4)输出功率连续可调直流输出电压：＜50/7?V（输出短路时）静态电源电流：＜100mV（输出短路时）2.要求（1）选取单元电路及元件根据设计要求和已知条件，确定询置放大电路，有源帯通滤波电路，功率放大电路的方案

3、，计算和选取单元电路的原件参数。（2）前置放人电路的组装与调试测量前置放大电路的差模电压增益人沖，共模电压增益A曲，共模抑制比KCMRl,带宽输入电阻&等各项技术指标，并与设计要求值进行比较。（3）冇源带通滤波电路的组装与调试测量有源帯通滤波电路的差模电压增益俎/2,带宽创匕，并与设计要求值进行比较。（4）功率放人电路的组装与调试测量功率放大电路的最大不火真输出功率化“、电源供给功率儿、输出效率〃、a流输出电压、静态电源电流等技术指标。（5）整休电路的联调与试听（6）应用PSPICE程序对电路进行仿真分析，分析一下内容：前置放大器差模电压增益、共模电压增益、差模输入电阻

4、、共模抑制比；冇源帯滤波器的频幅响应。三、设计原理与参考电路1.前置放大电路前置放大电路亦为测虽用小信号放大电路。在测量用的放大电路中，一般传感器送来的肓流或低频信号，经放大后多用单端方式传输，在典型情况下，有用信号的最人幅度可能仅有若干亳伏，而共模噪声可能高达儿伏，故放大器输入漂移和噪声等因素对于总的精度至关重耍，放大器本身的共模抑制等特性也是同等重耍的问题。因此前置放大电路应该是一个高输入阻抗，高共模抑制比、低漂移的小信号放人电路。读者在设计前置小信号放人电路时，先查阅相关资料。2.有源滤波电路有源滤波电路是用有源器件与RC网络组成的滤波电路。有源滤波电路的种类很多

5、，如按通带的性能划分，乂分为低通（LPF）、高通（I1PF）、帯通（BPF）、带阻（BEF）滤波器，下面着重讨论典型的二阶有源滤波器。（1）二阶有源LPF①基本原理典型二阶有源低通滤波器如图2所示，为抑制尖峰脉冲，在反馈回路可增加电容C3,C3的电容一般为22pF〜51pF。该滤波器每节RC电路衰减-6dB/倍频程，每级滤波器衰减-2dB/倍频程。其传递函数的关系式为：(1)Allf•arA(5)=2©2S+"•$+&QQ分别表示如下:Uo(2)収占2。&2C2(&+/?J+(1-鶴)&G通带增益：固冇角频率:品质因素：①设计方法卜•面介绍设计二阶有源LPE时选用R、

6、C的两种方法。1方法一：设Alif=1,/?.=/?2,则&=oo,以及fn=2<2©•Rn=-^=422(n为阶数)C*2在此设计中,由于通常増益A#=l，因而工作稳定，故适卅于高Q值应用。方法二^r{=r2=r,c}=C2=C，贝12/rRC(4)山式（4）得知，九、Q可分别由/?、C值和运放增益A妙的变化來单独调整，和互影响不人，因此该设计法对要求特性保持一定£而在较宽范围内变化的悄况比佼适用，但必须使用箱度和稳定度均较高的原件。在图2中，Q值按照近似特性可有如下分类:丄=0.71411vru0.58Q=0.96为巴特沃思特性为贝塞尔特性为切比雪夫特性①设计实例耍

7、求设计如图2所示的具有巴特沃思特性（Q=0.71）的二阶冇源LPF,己知fn=IkHzo按方法一和方法二两种设计方法分别进行计算，可得如下两种结果。若按方法一：取A”=1（尺“=oo）,Qu0.71,选取&=R2=160胚1,由式（3）町得:20=1400pF=£l=700pF（取标准值680pF）若按方法二：取/?,=R2=/?=160m,e«0.71,由式（4）可得:A.=-匕1.58C.=C.=—-—=0.00h/FQ2或・R(2)二阶有源I1PF①阜本原理HPF与LPF儿乎具有完全的对偶性，把图2小的尺、/?2和G、C?位迸互换就