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语音放大电路设计

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语音放大电路
一、实训任务、要求及目的
1、实训任务、要求
在日常生活和工作中，我们往往会遇到躁声干扰信号太大淹没有用信号的现象，比如：我们打电话时，经常因干扰太大而难以听请对方的讲话。针对这种情况，我们设计一个既能放大有用信号又能抑制躁声的语音放大电路来解决问题，也即是设计一个能识别不同频率范围的小信号放大电路。本次实训要求用集成运算放放大器来设计一语音放大电路。
前置放大电路：
输入信号：Uid≤10mV
输入阻抗：Ri≥100KΩ
共模抑制比：KCMR≥60dB
有源带通滤波电路
带通频率范围：300Hz-3000Hz
功率放大电路
最大不失真输出功率：POM≥5W
负载阻抗：RL=4Ω
电源电压：+5V，+12V
2、实训目的
（1）掌握集成运算放大器的工作原理及应用
（2）掌握低频小信号放大电路的设计方法
（3）学习调试模拟电路的方法
二、实训预习
1、复习集成运算放放大器的相关知识及使用注意事项。
2、复习差动放大电路、有源带通滤波电路、电压放大、功率放大电路的相关知识，及其静态、动态调试方法。
3、根据要求确定各级电路的性能指标和设计方案，画出各级电路图。
三、设计原理

小信号输入
前置放大器
有源
带通滤波器
功率放大器

图2—1 语音放大电路框图
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。
带通滤波器的带宽越窄，选择性越好，也就是电路的品质因数Q值越高（Q=），高Q值的滤波器有大的输出电压；反之，低Q值的滤波器带宽较宽，有较小的输出电压。
我们所熟悉的RC桥式振荡电路其实就是一个选择性很好的有源带通滤波器。该电路在满足R1=R2=R，C1=C2=C的条件下，Q值与中心频率f,0分别为：

式中：

另外，也可以用一个低通滤波器和一个高通滤波器串联起来组成一带通滤波器，用该方法构成的带通滤波器通带较宽，截止频率易于调整，多用作测量信号噪声比的音频带通滤波器。如图2—2所示的带通滤波器，频率范围300Hz-3000Hz，整个通带增益为8 dB，非常适合语音放大。

UO

图2—2 宽带BPF

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。读者可以根据要求与实验条件自选电路。

四、实训内容
1、根据要求设计各级电路，并进行仿真、调试、分析。
2、连接各级实际电路，并进行调试。
（1） 前置放大电路
静态调试：调零和消振。
动态调试：以正弦信号为信号源，幅值、频率自选，观察输出波形失真情况，测量放大电路的差模电压放大倍数、共模电压放大倍数、共模抑制比、输入电阻、输出电阻、幅频特性。
(2) 有源带通滤波电路
静态调试：调零和消振。
动态调试：观察输出波形失真情况，测量滤波器幅频特性曲线、带宽。加入差模信号，测量此级电路电压放大倍数。
（3） 功率放大电路
静态调试：观察有无振荡，如有，采取消振措施。测量静态工作点，从各个方面（比如：波形失真、功耗、效率等）考虑看其是否合适。
动态调试：加入动态信号，测量最大输出功率、电源所提供的平均功率、求出效率、电压增益。
将以上测量结果与理论值比较，看是否满足要求。
3、系统联调
将各级电路连接起来，加入信号，进行统一静态、动态（观察波形，测量最大不失真输出电压范围，电压放大倍数，带宽等）调试。加入语音信号，试听效果。
五、实训报告
1、画出总电路原理图，说明选择此方案的原因及电路原理。
2、分析测试结果。
3、写出实际安装、调试中遇到的问题及解决办法。

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