语音放大电路、汽车尾灯、可编程放大器电子线路综合设计实践 实验报告

语音放大电路的设计

通常语音信号非常微弱，需要经过放大、滤波、功率放大后驱动扬声器。

要求：

（1）采用集成运算放大器LM324和集成功放LM386N-4设计一个语音放大电路；假设语音信号的为一正弦波信号，峰峰值为5mV，频率范围为100Hz~1KHz，电路总体原理图如图1所示；

图1 语音放大电路原理图

具体设计方案可以参照以下电路：

图2 语音放大电路

（2）仔细分析以上电路，弄清电路构成，指出前置放大器的增益为多少dB?通带滤波器的增益为多少dB?

电路构成：

该电路由三个LM324运放和一个LM386运放组成。LM324系列器件带有真差动输入的四运算放大器，具有真正的差分输入。该电路需要三个集成运放，LM324正好满足了这个要求。LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。电路最后通过一个LM386输出，实现语音放大的功能。

整体分为3个部分：

1.前置放大电路

2.带通滤波器设计

3.功率放大电路设计

●前置放大器的增益：20log（1+Rf/Ri）=20log（1+100k/10k）=20log（11）=20.82 dB

●通带滤波器的增益: 2*20log（1+Rf/Ri）=2*20log（1+27k/100k）

=2*20log（1.27）=4.14 dB

（3）参照以上电路，焊接电路并进行调试。

a、将输入信号的峰峰值固定在5mV，分别在频率为100Hz和1KHz的条件下测试前置

放大的输出和通带滤波器的输出电压值，计算其增益，将计算结果同上面分析的理

论值进行比较。

●100hz：输入：5mv 前置电压：107.717mv 放大增益：107.717/5=21.5dB > 理论值

通带滤波器：9.462mv 放大增益：9.462/5=1.89dB < 理论值

●1khz：输入：5mv 前置电压：107.896mv 放大增益：107.896/5=21.6 > 理论值

通带滤波器：9.543mv 放大增益：9.543/5=1.9dB < 理论值

b、能过改变10K欧姆的可调电阻，得到不同的输出，在波形不失真的条件下，测试集

成功放LM386在如图接法时的增益；

●滑动变阻器滑到50%时增益：

20log（1+Rf/Ri）=20log（1+100k/10k）=20log（11）=20.82 dB

c、将与LM386的工作电源引脚即６引脚相连的10uF电容断开，观察对波形的影响，

其作用是什么？

●带通滤波器的设计采取LPF和HPF串联实现功能，这样对电源进行滤波操作，通带

较宽，易于调整，如果去除会影响输出波形的质量。

d、扬声器前面1000uF电容的作用是什么？

●电容具有通高阻低的作用，大电容可以过滤信号中的直流分量，防止直流信号直接

进入扬声器，影响输出。

（4）画出电路仿真图和仿真结果。

蓝色波形为输入波形，红色波形为输出波形。输入一个vpp为20mv的正弦波，输出一个vpp约为2.099v的正弦波，电路放大倍数大约为104.95倍。因此仿真电路用的

LM1877而不是LM386，仿真结果可能守到影响（输出波形略有失真）。

（5）PBC板

图1正面

图2背面

（6）实际测试

注意：

１片LM324芯片有含有四个运放；集成功放采用LM386N-4；

可编程放大器的设计

采用计数器、模拟开关CD4066设计一增益可调的放大电路。其设计原理为：

图2 可编程放大器电路原理图

根据以上原理，参考电路图3。图3中可以通过按键K 来实现电路放大倍数的调节。 要求：

（1）根据以上原理，参考以下电路，设计一个增益可调的放大器； （2）焊接电路前思考：

a 、原理图中的输入隔离级、增益可控放大器、输出隔离级、输出放大器分别对应于电路中的哪些运放？

● 输入隔离级：TL084组成的电压跟随器。

● 增益可控放大器：由CD4066和TL084组成，CD4066模拟开关接通不同的电阻控制LM324

输出不同的波形。

● 输出隔离级：由TL084组成的电压跟随器 ● 输出放大器：TL084组成的反相比例运算放大器。

b 、图中74LS279的作用是什么？

● 74LS279的功能是一个RS 触发器，结合开关K ，将输出接入74LS163实现的8位计数器

的2管脚的时钟端，每拨动两次开关K ，将产生一个脉冲信号，计数器将加一，产生的结果为000,001,010,011,100,101,110,111，通过3个LED 灯反映出，LED 灯亮代表高电平“1”，LED 灯灭代表低电平“0”。 c 、整个电路中，放大倍数的可调范围多大？ ● 2~10倍

U i

U o

d、RW和R5的作用是什么？发光二极管的作用是什么？74LS20的作用是什么？

●RW和R5的作用：作为过载电路，保护电路，稳定波形质量。实际操作中去除这一部

分对功能实现并没有很大影响。

●发光二极管的作用：不同的二极管亮灭对映不同输出波形的情况，根据二极管的亮灭情

况反映电平跳变情况。

●74LS20的作用：实现与门功能，将163计数器产生的结果送入置数端，防止溢出。（3）焊接电路并进行调试；

图3正面

图4反面

（4）画出电路仿真图和仿真结果。