语音放大电路的设计

语音放大电路的设计

一、设计任务与要求

任务

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

理图如下所示；

（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?

（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。

b、能过改变10K殴的可调电阻，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；

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？

d、扬声器前面1000uF电容的作用是什么？

二、方案设计与论证

电路总体原理图如下所示：

1、前置放大电路前置放大电路所接收的信号一般为有用信号与躁声信号的叠加信号，其中有用信号可能仅有若干毫伏，而共模躁声信号可能高达几伏，因此，前置放大电路必须设计成一个高共模抑制比、低漂移、高输入阻抗的小信号放大电路。

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，种类很多，按其带通的性能划分，可分为低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。根据本实训的要求应该选用一带宽与实际输入有用信号相一致的有源带通滤波器。带通滤波器最大电压峰值出现在中心频率f,0的频率点上

3、功率放大电路功率放大电路的主要作用是向负载提供功率，要求输出功率尽可能大，转换效率尽可能高，非线性失真尽可能小。功率放大电路的形式很多，有双电源供电的OCL 互补对称功放电路，单电源供电的OTL功放电路，BTL桥式推挽功放电路和变压器耦合功放电路等。另外，目前集成功放发展也很迅速，现在TDA200X系列五端单片集成功放性能优良，功能齐全，并附有各种保护、消躁电路，使外接元件大大减少，而且，便于安装，所以，应用已相当广泛。

三、电路原理图及元件

1．电路原理图及电路介绍

（1）、前置放大电路

该电路使用集成功放LM324芯片其中一个运放即可完成。

（2）、有源滤波电路

该电路使用集成功放LM324芯片其中两个运放。能抑制低于低于100Hz和高于1000Hz 的信号。

（3）、功率放大电路

LM386是一种音频集成功放，具有功耗小，电压增益可调节，电源电压范围大，外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。

(4)、总体电路

语音放大器的总体电路如下图所示：

2．相关芯片介绍

（1）、LM324

LM324内部包括有四个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用。也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。

LM324的封装形式为塑封14引线双列直插式。

特点：

内部频率补偿

直流电压增益高(约100dB)

单位增益频带宽(约1MHz)

电源电压范围宽：单电源(3—32V)；

双电源(±1.5—±16V) ；

低功耗电流，适合于电池供电

低输入偏流

低输入失调电压和失调电流

共模输入电压范围宽，包括接地

差模输入电压范围宽，等于电源电压范围

输出电压摆幅大(0至VCC-1.5V)

LM324引脚图

（2）、LM386N-4

LM386是专门为低损耗电源所设计的功率放大器集成电路。

电源电压（LM386N-1，-3，LM386M-1）15V

电源电压（LM386N-4）22V

封装耗散（LM386N）1.25W （LM386M）0.73W （LM386MM-1）0.595W 输入电压±0.4V

储存温度-65℃至+150℃

操作温度0℃至+70℃

结温+15

LM386N- 4引脚图

3．元件清单

四、电路调试及测试结果

（1）调试及结果：

调试时首先用电源接好电路，再选用信号源产生频率为1K，幅度为100mv的正弦波作为输入信号，通过示波器检测输出信号，经检测，电路可输出幅度为10v左右的正弦波，且结果与电位器的调节有关。所以，结果与预测较为一致。

（2）回答问题

1. 前级放大器的增益为21dB，带通滤波器的增益为4.15dB

2. 经过实际测量，前级放大器的实际增益约为20dB,带通滤波器的增益约为0dB。

3. 调节电位器，可得功放的实际增益约为25dB。

4.与6脚相连的10uF电容断开，会影响输出波形的质量，该电容的作用为对电源进行滤波，消除电源电压不稳定等造成的干扰。

5.1000uF电容的作用是隔直通交，避免有直流分量流入扬声器而造成干扰。

五、结论与心得

此次焊接，让我了解到焊接最重要的是细心，不能错焊.勿焊。在过程当中我经常在小的地方失误，致使浪费了不少时间。另外，通过亲手设计、仿真、焊接、调节电路板，对放大电路和滤波电路有了更深层次的理解。

六、实物照片

图1：实物图

图2：输入波形

图3:低通滤波器输出波形

图4：高通滤波器输出波形