音频小信号前置放大电路设计

1湖南人文科技学院课程设计报告课程名称：电子技术课程设计设计题目：音频小信号前置放大电路设计系别：通信与控制工程系专业：自动化班级：三班学生姓名:刘重林熊荣湘刘文德学号:094213030942132809421321起止日期:2011年6月13日~2011年6月15日指导教师:李朝鹏老师教研室主任：方智文2指导教师评语：指导教师签名：年月日成绩评定项目权重成绩刘重林刘文德熊荣湘1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总成绩教研室审核意见：教研室主任签字：年月日教学系审核意见：主任签字：年月日3摘要本次的电子技术课程设计题目是音频小信号前置放大电路，它在生活中的应用很多，凡电子产品中要发声的都用到了音频功率放大电路，比如手机，MP4，播放器等，给我们的生活和学习工作都带来了无法替代的方便。本设计主要利用了A386集成芯片对其进行放大输出，以达到放大倍数Av在1000以上，通频带在20Hz-20KHz，输入电阻在1M欧姆以上、输出电阻为600欧姆的设计要求。关键字：音频；小信号；放大电路。4目录总体设计步骤............................................................................................................................5一、方案论证与对比................................................................................................................61．1第一种设计方案........................................................................................................61．1.1前置放大器的设计..........................................................................................61.1.2功率放大器的设计..........................................................................................................61.2第二种方法...................................................................................................................71.2.1前端放大器的设置.............................................................................................71.2.2功率放大器的设计.............................................................................................81.2.3实验用电路图.....................................................................................................91.3、设计方案的选择........................................................................................................91.3.1第一种方案的评述.............................................................................................91.3.2第二种方案的评析.............................................................................................91.3.3方案的最终确定...............................................................................................10二、音频小信号前置放大电路的设计要求与原理..............................................................102.1音频小信号前置放大电路的设计.............................................................................102.1.1设计任务和要求...............................................................................................102.1.2音频放大电路的基本原理..............................................................................10三、实验电路功能的测试......................................................................................................11四、详细仪元器件清单..........................................................................................................114.1电路图汇总.................................................................................................................114.2实验仪器清单.............................................................................................................124.3实验元器件清单如下表.............................................................................................12五、设计总结与思考及致谢..................................................................................................13参考文献..................................................................................................................................14附录一、放大电路..................................................................................................................15附录二、pcb板图...................................................................................................................165总体设计步骤研究探索设计任务及要求开始音频小信号前置放大电路原理分析确定总体设计思路原理图仿真调试电路以达到设计要求完成图1为总体设计步骤图6一、方案论证与对比1．1第一种设计方案1．1.1前置放大器的设计由于话筒提供的信号非常弱，要在音频控制级前加一个前置放大器。考虑到设计电路对频率响应及零输入时的噪声、电流、电压的要求，前置放大器选用集成运算放大器LF353。前置放大电路是由LF353放大器组成的一级放大电路，放大倍数为5，即2R=40K，1R=10K,所有电源ccV=+12V，ccV=-12V。如下图2所示84756LF353BVCCVCC10KR2Res240KR1RES2VCC图2前置放大电路图经过前级运放的放大，由5ioivUUA，可以得到iU，于是我们就得到下一级功率放大电路的输入电压，即为ioU。1.1.2功率放大器的设计由于实验室实验仪器的限制及要求，我们的第一种方案选用了A386型单片集成功率放大电路，主要特点是：上升随率高、瞬态互调失真小；输出功率比较大；外围电路简单，使用方便；体积小；内含各种保护电路，工作安全可靠。我们选择的功率放大电路的增益为200，即把A386的运算放大调节电路两端短路。由vA=oU／iU=200。进而得到电压和功率都增大到1000倍。然后接上负载，可以听到响亮的蜂鸣声，实验成功。如图下3。710ufc3CapSemi220ufC1CapSemi0.1ufC2CapSemi0.1ufC4Cap4.7KR3RLVS6GND4GAIN8325BYP7GAIN1U?LM386N-1GNDGNDGNDVCC图3功率放大电路图其中1C=220uf，2C=0.1uf，3C=10uf，4C=0.1uf，3R=4.7K，1R=8欧姆。vA=oU／iU实验用电路图如图下4。10ufc3CapSemi220ufC1CapSemi0.1ufC2CapSemi84756U?BLF353D0.1ufC4CapVCCVCC10KR2Res240KR1RES24.7KR3GNDRLVS6GND4GAIN8325BYP7GAIN1U?LM386N-1GNDGNDGNDVCC图4总的设计实验电路图其中1C=220uf,2C=0.1uf,3C=10uf,4C=0.1uf,3R=4.7K,1R=8欧姆。1.2第二种方法1.2.1前端放大器的设置在前端放大器设计中方案与设计一相同，既由LF353放大器组成的一级放大电路如图下5，不过将放大倍数设置为40，及1+2R/1R=40，取2R=390k，1R=10k，所用电源ccV=+12v,ccV=-12v。884756LF353BVCCVCC10KR2Res240KR1RES2VCC图5前置放大电路图经过前级运算电路的放大，由40ioivUUA，可以得到Ui等于原来的40倍。于是我们得到了下一级功率放大电路的输入电压。1.2.2功率放大器的设计这一部分的功率放大电路，选用了分立元器件组成的功率放大器，其机构就是集成功率放大器的内部机构，其特点就是对于电路机构了解的清晰明了，更好的掌握电路。缺点就是复杂，很难理解，使用起了非常不方便，而且容易损坏器件。由前级放大得到的电路得到的输入电压Ui，然后功率放大器，其中的1T有对信号的电压进行放大，1T选择3DG6三极管，它的放大倍数10到30，可以得到电压OU,由oU2/1R得到功率符合设计所需要求。用得到的功率连接负载进行驱动，听到响亮的蜂鸣声，设计成功。如图下6。c1D2DiodeBAT18D1DiodeBAT18T1R6GND1KR3Res2100pFc2CapSemiGNDT22N3904T32N39061KR4Res21KR5Res2GNDRLSpeake