专设—语音控制放大器及原理图专设—语音控制放大器及原理图.doc

目录 1、课程设计目的…………………………………………………………1 2、设计内容要求12.1、1 2.2、1 3、?设计方案2 3.1、设计思路2 3.2、工作原理及硬件图3.3、硬件电路图6 4、7 5、参考文献8 1、设计目的： 掌握电子电路的一般设计方法和设计流程； 学习使用PROTEL软件绘制电路原理图及印刷板图； 2、设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 2.1、设计内容 在电子电路中，输入信号常常受各种因素的影响而含有一些不必要的成份（即干扰），或者输入信号是不同频率信号混合在一起的信号，对前者应设法将不必要的成份衰减到足够小，而后者应设法将需要的信号提取出来。而且随着社会的发展，在我们的日常生活中也经常会出现一系列的问题：如在检修各种机器设备的时候，我们要根据故障设备的异常声来寻找故障，这种异常的声响的频谱覆盖面往往很广；同时另外的一种情况我们在打电话的时候，有时往往因声音或干扰太大而难以听清对方的声音，这时我们就需要一种既能放大语音信号又能降低外来噪声的仪器。而且语音放大电路目前的运用很广泛：适用于很多的家用电器上面的运用。例如：便携式收音机、对讲机等很多方面的运用。为了达到这样的一个目的，我们就要考虑到设计一个能识别300~3000HZ频率范围内的小信号放大系统，我们可以用设计一个集成运算放大器组成的语音放大电路。 2.2、设计要求 查阅语音识别的相关资料，掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法，设计一个由集成运算放大器组成的语音放大电路。 电路要求： 前置放大器 输入信号：Uid =10mv, 输入阻抗：Ri=10k. 有源带通滤波器 带通频率范围：300~3000Hz 功率放大器 最大不失真输出功率:Pom=5w 负载阻抗:RL==4. 根据设计要求和已知条件进行下面的分析，并计算和选取单电路的元件数： 分析：（1）若要求输入电阻Ri大于10k，取R1=R2=51k,R3=2.4k,R4=20k,则前置放大器的增益Av为 Av=1+R4/R3=1+20/2.4=9.3 （2）对于二阶有源低通滤波器有： 取R1=R2=R=8.2k,f。=949Hz,Q=0.71 Auf=(3Q-1)/Q=1.58 C1=C2==1/(2*pi*f。*R)=0.001uF 对于有源高通滤波器，由于与低通完全的对偶，所以，R1,R2,C1,C2参相同。 （3）Cx=29 Rx=0.033UF 3、语音放大电路设计方案 3.1、设计思路 语音放大电路一般由前置放大器、带通滤波器、功率放大器等组成，该电路图原理框图如下图： 图1 语音放大原理框图 3.2、工作原理及硬件框图 3.2.1、前置放大器： 前置放大器亦为小信号放大器。在典型情况下，从拾音器获得的有用信号的最大幅值仅有几毫伏，而共模噪音可能达几伏。因此前置放大器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器。如图2： 图2 前置放大器 3.2.2、有源带通滤波器 有源滤波电路是用有源器件与RC网络组成的滤波电路。它有很多种，在实际应用中还需要将一定频率段的信号通过，我们要设计的语音放大电路是需要有源带通滤波器。因此我们可以参考二阶有源低滤波器（LPF）或二阶有源高通滤波器（HPF）电路来设计。 （1）二阶有源：LPF的其本原理 .它是利用集成运算放大器与RC低通电路一起，可以组成有源滤波器，以提高带通电压放大倍数和带负载能力，而我们为了使滤波特性更接近理想情况，就采用二阶低通滤波器（塞伦 –凯型低通滤波电路）来代替一阶有源低通滤波器。 该电路的优点：电路性能稳定，增益容易调节。 工作原理：输入电压Ui经过两级RC低通电路以后，再接到集成运算放大的相同输入端，因此在高频段对数幅频特性以—40dB/十倍频速度下降，与一阶低通滤波的—20dB/十倍频的下降速度提高了一倍，即斜率的绝对值大一倍，因而与理特性更为接近殊性。 将第一个电容C接到输出端相当于在二阶有源滤波电路中引入一个反馈，其目的是为了使输出电压在高频段迅速下降，但在接近于带通截止频率f0的范围内又不致下降太多，从而有利于改善滤波特性。电路的Q值为Q=1/(3-Aup),可见选取合适的Q值,能改善频率在f0附近的幅频特性,使之更接近理想特性。(一般,提高滤波电路的阶数可以提高衰减斜率,使幅频特性逼近理想特性,当然这样电路的费用要提高。)为了抑制尖峰脉冲，在反馈回路中可以增加电容C3，C3的容量一般为22PF—51PF。该虑波器每节RC电路衰减—6dB/倍频程，每级虑波器衰减—12dB/倍频程。 （2）二阶有源HPF 高通滤