语音放大电路的设计报告.docVIP

语音放大电路的设计 设计报告 语音放大电路的设计 1 实验目的 （1）掌握分立或集成运放的工作原理及应用； （2）掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法。 （3）了解语音识别知识。 2．设计任务与要求 （1）已知条件 语音放大电路由“前置放大器”、“有源带通滤波器”、“功率放大器”、“喇叭”几部分构成。如图所示，并且可以采用前几个实验的设计结果，或作适当的参数调整来实现本实验的要求。 → → → → 前置放大器：将前级输出的微小的电信号在电压幅度上进行放大； 带通滤波器：滤除各种噪声信号，而使正常的语音信号通过； 功率放大器：放大电流，使信号能够驱动负载（喇叭）。 （2）性能指标 1]前置放大器 (1)输入信号Uid≦10mＶ; (2)输入阻抗Ri=100KΩ； (3)共模抑制比KCMR≧60dB。 2]有源带通滤波器 带通频率范围３００Ｈｚ～３ＫＨz。 3]功率放大器 最大不失真输出功率Ｐo,max≥5W; 负载阻抗ＲL＝４Ω； 电源电压＋５Ｖ，＋１２Ｖ，－１２Ｖ。 4]输出功率连续可调 直流输出电压≤５０mV(输出开路时)； 静态电源电流≤１００mA(输出短路时)。 ( 3 ) 要求 (1)选取单元电路及元件 根据设计要求和已知条件，确定前置放大电路、有源带通滤波电路、功率放大电路的方案，计算和选取单元电路的元件参数。 (2)置放大电路的组装与调试 测量置放大电路的差模电压增益AUd、共模电压增益AUc、共模抑制比KCMR、带宽BW1、输入电压Ri等各项技术指标，并与设计要求值行比较。 (3)源带通滤波电路的组装与调试 测量有源带通滤波电路的差模电压增益AUd、带通BW1，并与设计要求进行比较。 (4)功率放大电路的组装与调试 测量功率放大电路的最大不失真输出功率Po,max、电源供给功率PDC、输出效率η、直流输出电压、静态电源电流等技术指标。 (5)整体电路的联调与试听 (6)应用EWB软件对电路进行仿真分析 3.原理与参考电路 (1)前置放大电路 前置放大电路可以采用前面设计的差分放大电路经改进来实现，也可以采用集成运放构成测量用小信号放大电路。前者的设计方法已有详细介绍，在此不再赘述，下面介绍测量用放大电路的设计。 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，经放大后多用单端方式传输。典型情况下，信号的最大幅度可能仅有若干毫伏，共模噪声可能高达几伏。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。 在设计前置小信号放大电路时，可参考运算放大器应用的相关 ； 参考电路如图所示：增益 我们选择了NE5532P芯片作为放大器，其基本参数如下 NE5532特点： ?小信号带宽：10MHZ ?输出驱动能力：600Ω，10V有效值 ?输入噪声电压：5nV/√Hz(典型值) ?直流 电压增益：50000 ?交流电压增益：2200-10KHZ ?功率带宽： 140KHZ ?转换速率： 9V/μs ?大的电源电压范围：±3V-±20V ?单位增益补偿 我们选择的是8脚的NE5532P。 (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。 有源滤波电路的种类有低通（LPF）、高通（HPF）、带通（BPF）、带阻（BEF）滤波器，本实验着重讨论典型的二阶有源滤波器。 由于声音频率在300-3000Hz之间，所以本实验需要二阶带通有源滤波器。 基本原理： 通带滤波器（BPF）能通过规定范围的频率，这个频率范围就是电路的带宽BW，滤波器的最大输出电压峰值出现在中心频率f0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Q越高。电路的Q值可用公式求出： 可见，高Q值滤波器有窄的带宽，大的输出电压；反之低Q值滤波器有较宽的带宽，势必输出电压较小。要实现这么一个功能，我们可以将一个二阶有源低通滤波器（LPF）与一个二阶有源高通滤波器（HPF）串联起来，由二阶有源低通滤波器来对高频信号进行抑制，由二阶有源高通对滤波器队地频信号机行抑制，最终达到对信号进行一定频率范围的抑制作用。 有源滤波电路是由有源器件与RC网络组成的滤波电路。 本实验采用具有Butterworth特性的典型的二阶有源滤波器。在满足LPF的通带截止频率高于HPF的通带截止频率的条件下，把相同元件的压控电压源滤波器的LPF和HPF串联起来，可以实现Butterworth通带响应。用该方法构成的滤波器的通带较宽，通带截止频率易于调整，多用作测量信号噪声比的音频带通滤波器，电路图如下图所示，能抑制低于300Hz和高于3000Hz的信号。 设计原理：本电路