驻极体话筒放大电路

一．一．设计思路设计思路 1 1、、 语音放大器的基本构成语音放大器的基本构成 语音放大语音放大 信号输入前置放大器 根据要求，输出功率 P2W，电阻 R4Ω ，由功率公式可得 U2.8V，对 TDA2030 输入 100mv 电压时，可达到设计要求。 另外，由于语音通过话筒输入信号为5mv，放大后要求达到 100mv，放大倍数需 在 20 倍以上，由电路设计要求得知，该放大器由三级组成，其总的电压增益 AUfAUf1AUf2AUf3。应根据放大器所需的总增益 AU，来合理分配各级电压增益 （AUf1.AUf3） 。 为了提高信噪比 S/N，前置放大器的增益要适当取大。为了使输出波形不致产生饱和失 真，输出信号的幅值应小于电源电压。 有源 带通滤波器 功率放大器 喂喂喂 2 2、、 性能指标性能指标 （1）集成直流稳压电源 ①同时输出 12V 的电压 ②输出纹波电压小于 5mV 2 前置放大器 ①输入信号Uid.10mV ②输入阻抗Ri100k. ③设定增益 Auf130 3 有源带通滤波器 ①带通频率范围300Hz～3kHz ②增益Au1 4 功率放大器 ①最大不失真输出功率 Pmax2W ②负载阻抗RL4Ω ③电源电压12V，-12V 5 输出功率连续可调 ①直流输出电压.50mV（输出开路时） ②静态电源电流.100mA（输出短路时） 综合电子设计驻极体话筒放大电路 3 3、、 要求要求 （1）选取单元电路及元件 根据设计要求和已知条件，确定集成直流稳压电源、前置放大电路、有源 带通滤波器电路、功率放大电路的方案，计算和选取单元电路的元件参数。 （2）前置放大电路的组装与调试 测量前置放大电路的电压增益AUd、输入电阻 Ri 等各项技术指标，并与设 计要求值进行比较。 （3）有源带通滤波器的组装与调试 测量有源带通滤波电路的电压增益AUd、带宽 BW，并与设计要求值进行比 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 功率.、直流输出电压、静态电源电流等技术指标。 （5） 整体电路的调试与试听 （6） 应用 Multisim 软件对电路进行仿真。 分析一下内容 前置放大器差模电压增益、共模电压增益、差模输入电阻、共模抑制比、 有源带通滤波器的幅频响应。 二．二．实验原理实验原理 1 1、集成直流稳压电源、集成直流稳压电源 稳定的直流电源供电，小功率稳压电源一般是由电源变压器、整流、滤波和稳 压等四部分电路组成。其基本电路框图及经各电路变换后，输出的波形如图所示。 图 3.3.1 直流稳压电源电路原理框图和波形变换 a 电源变压器 电源变压器的作用是将电网220V 的交流电压变换成整流滤波电路所需的低电压。 2 综合电子设计驻极体话筒放大电路 b 整流电路 整流电路一般采用具有单向导电性的二极管组成， 经常采用单相半波、 单相全波和单相 桥式整流电路。图所示的整流电路为应用广泛的桥式整流电路。电路中采用了四个二极管， 组成单相桥式整流电路。整流过程中，四个二极管轮流导通， 无论正半周或负半周，流过负 载的电流方向是一致的，形成全波整流，将变压器输出的交流电压变成了脉动的直流电压。 c 滤波电路 在整流电路的输出端并联电容即可形成滤波电路。 加入电容滤波电路后， 由于电容是储 能元件，利用其冲放电特性，使输出波形平滑，减少脉动成分，以达到滤波的目的。为了使 滤波效果更好，可选用大容量的电容为滤波电容。 因为电容的放电时间常数越大， 放电过程 越慢，脉动成分越少，同时使得电压更高。 d 稳压电路 经过滤波后输出的直流电压仍然存在较大纹波，而且交流电网电压容许有 10的起 伏，随着电网电压的起伏，输出电压也会随之变动。此外，经过滤波后输出的直流电压也与 负载的大小有关， 当负载加重时， 由于输出电流能力有限， 使得输出的直流电压下降。 因此， 当需要稳定的直流电源时， 在整流、 滤波电路后通常需要配有稳压电路。 在此我们选用 7812 和 7912 分别作为12V 和-12V 的稳压芯片。 整流二极管 IN4007。滤波电容选取两只 4700uF/50V 的电解电容作为滤波电容。 2 2、前置放大电路、前置放大电路 前置放大电路也为测量用小信号放大电路。 在测量用的放大电路中， 一般用传感器送来的 直流或低频信号，经放大后多用单端方式传输， 在典型情况下，有用信号的最大幅度可能仅 有若干豪伏， 而共模噪声可能高到几伏， 故放大器输入飘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。 3 综合电子设计驻极体话筒放大电路 典型情况下，音频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。 所以放大器 输入漂移和噪声等因素对于总的精度致关重要，放大器本身的共模抑制比特性也相当重要。 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。 我们采用的是同相比例电路的方式作为前置放大电路。输入信号模拟音频 Uid5mV .10mV 满足对指标的设计要求； 输入电阻 Ri 即满足高输入电阻的要求， 跟性能指标中 Ri100K. 的设计思路吻合； 前置放大电路的电路增益Auf11R11/R1满足对指标的设计要求。 3 3、有源带通滤波器、有源带通滤波器 有源滤波电路使用有源器件与RC 网络组成的滤波电路。 有缘滤波电路的种类很多，如按通道的性能划分，又分为低通（LPF） 、高通（HPF） 、带通 （BPF） 、带阻（BEF）滤波器。在本次的设计过程中采用宽带带通滤波器。 4 综合电子设计驻极体话筒放大电路 高通滤波器fH300Hz 1/2pi*R*C C16C17C10nF，算得 R1853KΩ 低通滤波器fL3KHz 1/2pi*R*C，算得 R155.3 KΩ 为满足设计要求，R15 和 R18 分别用 100kΩ 和 10kΩ 电位器来进行微调。 4 4、、 功率放大器功率放大器 功率放大的主要作用是向负荷提供功率，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。 功率放大器的形式很多,有 OCL 互补对称功率放大电路，OTL 功率放大电路，BTL 桥 式推挽功率放大电路和变压器耦合功率放大电路等。 这些电路各有优点， 可以根据设计要求 和设备条件综合考虑选用。本次在语音放大器的设计中我们选用了五端功放TDA2030 应用 的电路。 TDA2030 是一款 hi-fi 级的宽频功率放大器，很多有源音箱都是以它作基础的。 它 在双电源下的最大输出功率能到18w，而我们这里只采用但电源供电，理论上能达到9w。 5 综合电子设计驻极体话筒放大电路 5 5、、 系统设计系统设计 语音放大电路图 （用 5mV 的电源模拟语音信号作为输入） 6 综合电子设计驻极体话筒放大电路 三．三．元器件实