话音放大器文档格式.docx
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0.2W,失真度<
10%;
负载额定阻抗为8Q
、基本工作原理
语音放大器的原理框图如图1所示。
电路有三个部分构成，分别为前置放大电路、带通滤波电路和功率放大电路。
图1
三、单元电路设计及元器件选用
1、麦克风
驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点。
广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。
驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点。
广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。
驻极体话筒采用共漏接法。
2、前置放大电路
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，经过放大后多
用单端方式传输。
放大器输入漂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
两级增益，第一级为固定20lg（Au）=20lg（10）=20dB,第二级为可调
0~20lg（Au）=0~20lg（20）：
0~26dB。
最大增益为46dB（200倍）。
带宽增益积=|A,smfbwh200（3.4KHz_0.3Hz）〜620k
查阅资料，LM358的特性为双运放，带宽增益积为1MHz，高增益（约100db）,
可单电源供电3V~32V（或双电源土1.5V~±
16V）。
LM358满足要求。
前置放大电路中运放可以反向输入也可以同向输入，同向比例运算电路有较
广R、
大的输入阻抗，放大倍数代=1+—汉Ui，始终大于1；
反向比例运算电路输入
、、R丿
阻抗较小，放大倍数代■空Ui，理论上放大倍数可以小于1。
本项目采用反
R
向比例放大接法。
本项目采用LM386运放，要求使用单电源供电，故必须对运放设置分压偏
置电路平衡静态工作点，直流恒压源为5V，则静态工作点设置为2.5V为宜
输入信号前加10uF电容，由于驻极体话筒主要构成部分为场效应管，其
iD:
0.1mA~1mA，
上拉电阻为2.2k欧，筒输出端电压为
5-idRd=（5-1mA2.2k）~（5-0.1mA2.2k）=2.8V~4.78V
1
又因要求通过的信号频率为300Hz~3.4kHZ，故300Hz，取电容为10uF,得通过
2nRC
频率f15.9Hz。
因电容有极性，左端电压大于等于2.8V，右端为2.5V，所以左正右负。
3、带通滤波电路
有源带通滤波器用来滤除各种噪声信号，而使正常的语音信号通过。
它是用有源器件与RC网络组成的滤波电路，它的种类很多，按通带性能可分低通、高
通、带通、带阻滤波器。
由于输入信号要求约为300Hz〜3.4kHz，相差较大,
带通滤波无法实现，故采用低通加高通的接法得到带通滤波电路
下图为低通和高通滤波电路在不同品质因数Q下的幅频特性曲线
高通滤波器幅频特性
Frequency
2RRGC2
2応v1RR2C1C2
带通滤波电路
低通滤波器幅频特性
由于巴特沃斯（Butterworth）型滤波器的幅频特性无峰值，在f二f0附近的
幅频特性曲线低通为单调减（高通为单调加），Q约为0.5，有较好的幅频特性，
故选用巴特沃斯型设计滤波电路。
A、低通滤波电路
:
:
3.595kHz
2二、3.3k「1.8k「」10nF33nF
B高通滤波电路
七289.1kHz
2—5.1k「1.8k「100nF330nF
4、功率放大电路
功率放大器用来放大电流，使信号能够驱动负载（喇叭）。
要求输出功率尽可能大，效率尽可能高，非线性失真尽可能小。
可以用集成功率放大器实现，如LM386等。
LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消
费类产品。
为使外围元件最少，电压增益内置为20。
但在1脚和8脚之间增加
一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。
输入端以地位参
考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功
耗仅为24mWV使得LM386特别适用于电池供电的场合。
10
LM386一般接法
4、去耦电路
去耦电路指的是在多级放大电路的供电电源端对地所加的旁路电容。
其容量大可到几十、上百微法,小也要0.1、0.01微法。
加这个电容主要是防止来自直流电源内部的耦合使放大器自激。
通常两个电容选用10uF和0.1uF
四、话音放大器指标测试
1、测试仪器
仪器
型号
万用表
UT53MULTIMETER
示波器
GDS-2064
/亠口4aP信号发生器
SPF10A
恒压源
MOTECHLPS-305
2、调试结果
A、前置放大电路增益测试
输入正弦信号，在输出信号不失真前提下，在语音信号频段范围内
300Hz-3.4kHz,测出放大器的增益参考表格如下：
前置放大电路增益测试数据
频率（Hz）
Vin（mV
Vout_min（mV
Vout_max（mV
Gmin（dB）
Gmax（dB）
300
5
952
45.6
1000
2000
912
45.2
3400
824
44.3
整个频段范围的最小增益：
0,最大增益：
45.6dB满足设计要求
B有源带通滤波器通频带测试
带通滤波电路增益测试数据
输入频率（Hz）
500
3000
5000
Vin（V）
1.00
1.00
1.00
Vout（mV）
588
896
980
992
890
796
512
增益（dB）
-4.612
-0.954
-0.175
-0.070
-1.012
-1.982
-5.815
带通滤波幅频特性
测得带通滤波电路的截至频率h常324Hz,fH常3.56kHz
3、整体指标测试
A、额定功率
带负载连接至失真度测量仪，输入5mV1kHz交流信号;
喇叭的等效阻抗为8“；
测得失真度为9.7%时的输出电压峰峰值V°
max=2.87V；
2V22
额定功率PO=U亠=空卫0.13W
Rl8Rl8x8Q
B、频率响应
输入信号频率（Hz）
30
100
200
输入电压（mV）
输出电压（mV）
15
66
198
1100
1040
9.54
22.41
31.95
41.41
45.07
46.85
46.36
10000
20000
40000
872
760
228
62
23
19
44.83
43.64
33.18
21.87
13.26
11.60
频率响应特性
C、输入阻抗
断开驻极体话筒，在信号输入端串联一个1k「电阻，直流恒压源接5V，输入50mV，1kHz信号，保证前置放大电路不失真。
用交流毫伏表测量电阻两端电压。
测得Us=17.3mV，Ur=8.7eV。
由Us-Ur=Ur得，Ri8.71k1.012k1，理论值为1k，误差1.2%。
RRi17.3-8.7
D、噪声电压
当输入信号为零时测量输出负载上的电压，得噪声电压为31.3mV
五、总结
1、焊接时，电源线要选用粗线，减小电源线的阻抗；
2、布线要合理，对于高频电路，布线的好坏会直接影响输出的稳定性;
3、运放单电源供电时要选好静态工作点；
4、选择元器件的时候要注意符合要求；
六、参考文献
1去耦电路
2、《模拟电子技术（第四版）》高等教育出版社，P325基本运算电路
3、《模拟电子技术（第四版）》高等教育出版社，P361有源滤波电路
4、《实用电路与应用技巧》单电源运放应用技巧
附录：
整体电路图
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