驻极体话筒放大电路

一．设计思路

1、语音放大器的基本构成

根据要求，输出功率P=2W，电阻R=4Ω，由功率公式可得U=2.8V，对TDA2030

输入100mv电压时，可达到设计要求。

另外，由于语音通过话筒输入信号为5mv，放大后要求达到100mv，放大倍数需

在20倍以上，由电路设计要求得知，该放大器由三级组成，其总的电压增益

AUf=AUf1AUf2AUf3。应根据放大器所需的总增益AU，来合理分配各级电压增益（AUf1.AUf3）。

为了提高信噪比S/N，前置放大器的增益要适当取大。为了使输出波形不致产生饱和失真，输出信号的幅值应小于电源电压。

2、性能指标

（1）集成直流稳压电源

①同时输出12V的电压

②输出纹波电压小于5mV

(2) 前置放大器

①输入信号：Uid.10mV

②输入阻抗：Ri=100k.

③设定增益Auf1=30

(3) 有源带通滤波器

①带通频率范围：300Hz～3kHz

②增益：Au=1

(4) 功率放大器

①最大不失真输出功率：Pmax>=2W

②负载阻抗：RL=4Ω

③电源电压：+12V，-12V

(5) 输出功率连续可调

①直流输出电压：.50mV（输出开路时）

②静态电源电流：.100mA（输出短路时）

3、要求

（1）选取单元电路及元件

根据设计要求和已知条件，确定集成直流稳压电源、前置放大电路、有源

带通滤波器电路、功率放大电路的方案，计算和选取单元电路的元件参数。

（2）前置放大电路的组装与调试

测量前置放大电路的电压增益AUd、输入电阻Ri等各项技术指标，并与设

计要求值进行比较。

（3）有源带通滤波器的组装与调试

测量有源带通滤波电路的电压增益AUd、带宽BW，并与设计要求值进行比

较。

（4）功率放大电路的组装与调试

测量功率放大电路的最大不失真输出功率Po,max、电源供给功率PDC、输出

功率.、直流输出电压、静态电源电流等技术指标。

（5）整体电路的调试与试听

（6）应用Multisim软件对电路进行仿真。

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、共模抑制比、

有源带通滤波器的幅频响应。

二．实验原理

1、集成直流稳压电源

稳定的直流电源供电，小功率稳压电源一般是由电源变压器、整流、滤波和稳

压等四部分电路组成。其基本电路框图及经各电路变换后，输出的波形如图所示。

图3.3.1 直流稳压电源电路原理框图和波形变换

a) 电源变压器

电源变压器的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需的低电压。

b) 整流电路

整流电路一般采用具有单向导电性的二极管组成，经常采用单相半波、单相全波和单相桥式整流电路。图所示的整流电路为应用广泛的桥式整流电路。电路中采用了四个二极管，组成单相桥式整流电路。整流过程中，四个二极管轮流导通，无论正半周或负半周，流过负载的电流方向是一致的，形成全波整流，将变压器输出的交流电压变成了脉动的直流电压。

c) 滤波电路

在整流电路的输出端并联电容即可形成滤波电路。加入电容滤波电路后，由于电容是储能元件，利用其冲放电特性，使输出波形平滑，减少脉动成分，以达到滤波的目的。为了使滤波效果更好，可选用大容量的电容为滤波电容。因为电容的放电时间常数越大，放电过程越慢，脉动成分越少，同时使得电压更高。

d) 稳压电路

经过滤波后输出的直流电压仍然存在较大纹波，而且交流电网电压容许有±10%的起伏，随着电网电压的起伏，输出电压也会随之变动。此外，经过滤波后输出的直流电压也与负载的大小有关，当负载加重时，由于输出电流能力有限，使得输出的直流电压下降。因此，当需要稳定的直流电源时，在整流、滤波电路后通常需要配有稳压电路。在此我们选用7812和7912分别作为+12V和-12V的稳压芯片。

整流二极管IN4007。滤波电容选取两只4700uF/50V的电解电容作为滤波电容。

2、前置放大电路

前置放大电路也为测量用小信号放大电路。在测量用的放大电路中，一般用传感器送来的直流或低频信号，经放大后多用单端方式传输，在典型情况下，有用信号的最大幅度可能仅有若干豪伏，而共模噪声可能高到几伏，故放大器输入飘移和噪声等因素对于总的精度至关重要，放大器本身的共模抑制特性也是同等重要的问题。因此前置放大电路应该是一个高输入阻抗，高共模抑制比，低漂移的小信号放大电路。

在测量用的放大电路中，一般传感器送来的直流或低频信号，经放大后多用单端方式传输。

典型情况下，音频信号的最大幅度可能仅有若干毫伏，共模噪声可能高达几伏。所以放大器输入漂移和噪声等因素对于总的精度致关重要，放大器本身的共模抑制比特性也相当重要。因此前置放大电路应该是一个高输入阻抗，高共模抑制比、低漂移的小信号放大电路。

我们采用的是同相比例电路的方式作为前置放大电路。输入信号模拟音频Uid=5mV .10mV 满足对指标的设计要求；输入电阻Ri.. 即满足高输入电阻的要求，跟性能指标中Ri=100K.的设计思路吻合；前置放大电路的电路增益Auf1=1+R11/R1满足对指标的设计要求。

3、有源带通滤波器

有源滤波电路使用有源器件与RC网络组成的滤波电路。

有缘滤波电路的种类很多，如按通道的性能划分，又分为低通（LPF）、高通（HPF）、带通（BPF）、带阻（BEF）滤波器。在本次的设计过程中采用宽带带通滤波器。