简单音频放大器设计

1小型语音放大器设计报告摘要本文讨论了小型语音放大器的原理与设计方案，主要介绍了前置放大器设计，带通滤波器设计和功放芯片的使用，给出了设计原理图。关键词：前置放大带通滤波功放一、任务要求制作一个由集成运算放大器组成的语音放大电路。原理框图如图一所示。图一系统的原理框图二、性能指标1.输入电压Ui≤5mV2.输入阻抗Ri=10kΩ3.带通滤波器+3dB带通范围：300Hz—3kHz4..输出功率Po≥0.5W5.输出阻抗Ro=4Ω6.电源电压：+12V7.输出功率连续可调（带音量调节)三、电路设计1.前置放大器设计由系统要求的最小输出功率、负载和输入电压采，计算出系统总的增益：400200iURPg用两级反向放大组态构成前置放大器。由于功放LM386提供最小20倍（26dB）的增益。故前置放大器增益设为20倍。图二为前置放大器的原理图。两级的增益分别为10,2872311RRgRRg。级联后增益为20。信号输入前置放大器带通滤波器喇叭功率放大器2图二前置放大器原理图2.带通滤波器设计语音信号的频带集中在300Hz-3kHz，带通滤波器的通频带为300Hz-3kHz。用二阶有源高通滤波器和二阶有源低通滤波器级联而成。低通滤波器的截止频率为3kHz，由hhfRC21，llfRC21得到低通滤波器4103.5RC高通滤波器4103.5RC。电路原理图如图五所示。3图五带通滤波器电路原理图（VC是虚地，由12V电压分压得到）3.功率放大器设计根据lm386的datasheet给出的电路图（图三），在1，8脚之间加入可变电阻和电容使增益从20到200可调，如图四所示。图三文档中给出的典型电路接法4图四增益可调的lm386功放电路四、电路测试与仿真1.前置放大器测试仿真按照设计电路进行仿真，得到的放大特性和频带如图六、图七所示。图六前置放大器的放大特性5图七前置放大器频带由以上两图可知，电路能在较宽的频带内无失真的完成放大20倍的功能。2.带通滤波器测试仿真根据计算得到的电阻，电容值搭建电路，分别对高通，低通和级联后的滤波器进行仿真，经过对电阻，电容的值微调，得到更好的滤波效果。仿真的结果如图八，图九，图十所示。图八高通滤波器的频带6图九低通滤波器的频带图十带通滤波器的频带有仿真的结果可知，级联的滤波器可基本满足300Hz-3kHz的滤波要求，但通频带不够平缓，部分高频噪声不能很好的去除。由以上结果可知，前置放大器和滤波器级联后可以满足带宽的要求。五、原件清单集成运算放大器7414片功率放大器lm3581片喇叭一个1/4W电阻若干，可调电阻、电容若干面包板一块导线若干7六、总结电路实际搭建时遇到困难很多，改用双电源供电，实际电路图如下图所示：附图实际电路接入功放后出现了高频的震荡和自激。通过调试电路，解决了一部分问题，但输出波形仍然不够理想。