专设—语音控制放大器及原理图.doc
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1、目录1、课程设计目的1 2、课程设计内容和要求12.1、设计内容1 2.2、设计要求13、设计方案23.1、设计思路23.2、工作原理及硬件框图33.3、硬件电路原理图64、课程设计总结75、参考文献81、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
2、,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3003000HZ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
3、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:(1) 前置放大器 输入信号:Uid =10k.(2) 有源带通滤波器 带通频率范围:3003000Hz(3) 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=0.71Auf=(3Q
4、-1)/Q=1.58C1=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=0.033UF3、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:信号输入前置放大器带通滤波器功率放大器图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
5、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
6、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
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