音頻高增益放大器(模電課設(shè))

1、電子技術(shù)課程設(shè)計 音頻高增益放大器中 南 民 族 大 學(xué)計算機科學(xué)學(xué)院模擬電子技術(shù)課程設(shè)計報告題 目： 音頻高增益放大器 年級專業(yè)： 12級自動化 姓 名： 楓葉 學(xué) 號： XXXXXXXX 指導(dǎo)老師： XXXXXXX 指導(dǎo)老師評語理論設(shè)計40%作品完成效果30%答辯與報告30%總分： 指導(dǎo)老師簽名 電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目： 音頻高增益放大器 學(xué)生姓名：XX 學(xué)號：XXXXXXX 專業(yè)班級：自動化XXX 一、設(shè)計條件1可選元件（1）選題規(guī)定的“可選、限選元件”（2）電阻、電容、電感、電位器等，按需使用（3）自備元件2可用儀器萬用表，示波器，交流毫伏表，信號發(fā)生器，直流穩(wěn)壓電源二、設(shè)計任

2、務(wù)及要求1設(shè)計任務(wù)根據(jù)技術(shù)要求和已知條件，完成選題電路的設(shè)計、裝配與調(diào)試。2設(shè)計要求（1）直流穩(wěn)壓電源供電，多級電壓放大： 3dB 通頻帶：20Hz20kHz 放大倍數(shù)：40dB（可選：擴展到 60dB） 輸入阻抗：10k 輸出阻抗：100（2）選擇電路方案，完成對確定方案電路的設(shè)計。包括：計算電路元件參數(shù)、選擇元件、畫出總體電路原理圖；（3）用軟件仿真整體或部分核心實驗電路，得出適當結(jié)果；（4）裝配、調(diào)試作品，按規(guī)定格式寫出課程設(shè)計報告書。三、時間安排1第 7 周前：布置設(shè)計任務(wù)，講解設(shè)計要求、實施計劃、設(shè)計報告等要求。2第 12 周前：理解課題要求，準備元器件。3第 815 周：資料查閱，

3、方案設(shè)計，模擬仿真，實際制作。4第 1617 周：完成設(shè)計與制作，答辯，提交設(shè)計報告。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日音頻高增益放大器摘要音頻高增益即對小的音頻信號放大，為功放電路做前期放大，以達到預(yù)期效果。音頻放大需最大程度上保證不失真，為保證其音質(zhì)可設(shè)計帶通濾波電路，除去雜音，將信號頻率控制在20Hz到20KHz人耳可聽見的范圍內(nèi)。要實現(xiàn)高增益，必須運用多個放大器來實現(xiàn)，這需要考慮級與級之間的匹配，排除干擾。信號經(jīng)過前級放大，中級濾波，后級放大等電路可實現(xiàn)60dB的增益。關(guān)鍵詞：高增益、放大器、帶通濾波。Abstract：Audio high gain for a small audio sig

4、nal amplification, do early amplification for power amplifier circuit, in order to achieve the desired effect.Audio amplifier to maximum extent, ensure no distortion, in order to guarantee the quality can be designed band-pass filter circuit, remove noise and signal frequency control at 20 hz to 20

5、KHZ ears to hear.To achieve high gain, must use multiple amplifier, the matching between the need to consider the level and the level, eliminate interference.After the signal through the front-end amplifier, intermediate filtering, stage amplifier circuit can realize a gain of 60 dbKeywords: high ga

6、in, bandpass filter, amplifier目錄摘要2關(guān)鍵詞：2課設(shè)要求3一、方案論證與比較4二、電路設(shè)計51、前級放大52、有源帶通濾波53、后級放大7三、電路仿真8四、電路測試9五、總結(jié)10致謝10參考文獻10附錄11課設(shè)要求直流穩(wěn)壓電源供電，多級電壓放大： 3dB 通頻帶：20Hz20kHz 放大倍數(shù)：40dB（可選：擴展到 60dB） 輸入阻抗：10k 輸出阻抗：100一、方案論證與比較本次課程設(shè)計主要是對音頻信號進行不失真放大，可實現(xiàn)該功能的芯片有 OP07 UA741 LM358 NE5532，這幾種芯片的性能如表1芯片型號工作電壓(V)帶寬(M)輸入阻抗()輸出阻

7、抗()輸出電壓（V）特性O(shè)P07±3 ±180.6M12g6013增益穩(wěn)定，高輸出UA741±3 ±151M2M7510增益穩(wěn)定，高輸出LM358±3±151M2M6010增益穩(wěn)定，雙運放NE5532±5±2210M300K6010低噪聲，增益穩(wěn)定增益，雙運放表1通過對比各芯片的性能，為使制板焊接的方便與美觀以及更好的實現(xiàn)題目的要求。本次課程設(shè)計，我選用高帶寬，低噪聲的NE5532雙運放做前級放大，UA741做帶通濾波器，OPO7做后級放大。整體框圖如圖1圖1二、電路設(shè)計1、前級放大本次課設(shè)采用NE5532做前級放

8、大，對信號放大40dB。NE5532是高性能低噪聲雙運算放大器（雙運放）集成電路。具有很好的噪聲性能，優(yōu)良的輸出驅(qū)動能力及相當高的小信號帶寬，電源電壓范圍大。因此很適合應(yīng)用在高品質(zhì)和專業(yè)音響設(shè)備中做放大器。音頻信號經(jīng)EN5532的兩級同向放大，在進行濾波，電路圖如圖2參數(shù)計算：AUo=Ui*R1/R5*R2/R3圖22、有源帶通濾波濾波部分用UA741做巴特沃斯濾波器，巴特沃斯濾波器的特點是通頻帶內(nèi)的頻率響應(yīng)曲線最大限度平坦，沒有起伏，而在阻頻帶則逐漸下降為零。濾波效果非常理想，設(shè)計中用二階高通濾波和二階低通濾波構(gòu)成四階有源帶通濾波器，將信號頻率控制在20Hz到20KHz之內(nèi)。電路圖如圖3巴特

9、沃斯濾波器的幅頻特性曲線 切比雪夫濾波器的幅頻特性曲線 貝塞爾濾波器的幅頻特性 橢圓函數(shù)濾波器的頻率曲線參數(shù)計算：巴特沃斯低通濾波器可用如下振幅的平方對頻率的公式表示：其中,= 濾波器的階數(shù)= 截止頻率 = 振幅下降為 -3分貝時的 頻率= 通頻帶邊緣頻率在通頻帶邊緣的數(shù)值13、后級放大OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓，所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場合不需要額外的調(diào)零措施。OP07同時具有輸入偏置電流低的特點，這種低失調(diào)、高增益的特性使得OP07特別適用于高增益的測量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號等方面，所以后級用OP07對信號做10倍放大，電路圖如圖4參數(shù)計算：Auo=Ui*R8/R10圖4三、電路仿

10、真Ui=10mV，f=20Hz下，Uo=7.07V。如圖5所示 圖5Ui=10mV，f=20KHz下，Uo=7.07V。如圖所示圖6四、電路測試Ui=10mV下測得數(shù)據(jù)如表2頻率（Hz）輸出電壓Uo（V）頻率（Hz）輸出電壓Uo（V）51.3870010.3103.361K10.3155.525K10.3207.0410K10409.3615K8.72609.9418K7.688010.120K7.0410010.2255.4420010.330K3.0850010.350K1.68表2四階濾波幅頻特性曲線五、總結(jié)在做課設(shè)之前，我認真分析了題目要求，對比了各種可實現(xiàn)的方案，也對各種芯片的性能做

11、了分析。而且還對電路進行了仿真。所以在實際焊接電路和調(diào)試電路過程中沒遇到什么困難，進展順利。這次課設(shè)，讓我對書本上的各種知識和原理又有了更深入的理解。實踐操作能力也得到了鍛煉。要想做好一個電子成品，事先對題目的分析非常關(guān)鍵，其次應(yīng)該對各種可實行的方案作分析。對方案的可行性、穩(wěn)定性的綜合評估是成品能否成功的關(guān)鍵。一個好的方案可以讓我們少走岔路，才能減少實際焊接電路過程中的錯誤，才能夠在最短的時間內(nèi)做出最好的效果，磨刀不誤砍柴功，不盲目動手，才能做到事半功倍。 電路焊接也是作品成功與否的關(guān)鍵，電路元件的布局和走線是否合理直接影響實驗的結(jié)果。焊接電路時應(yīng)該避免各種干擾，盡量避免跳線，合理運用地線屏蔽的作用。一個成功的電子作品，必然是要經(jīng)過理論推導(dǎo)，要有工程計算以及合理的實踐操作的。致謝感謝在設(shè)計的過程中所有老師和同學(xué)的指導(dǎo)以及學(xué)長們在選擇元件過程中所給予的幫助，感謝他們。參考文獻1 童詩白、華成英。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）。高等教育出版社2 吳大正信號與線性系統(tǒng)分析（第4版）。高等教育出版社3 佘新平 數(shù)字電子技術(shù)（第二版）。華中科技大學(xué)出版社 12 / 13附錄元器件清單：序號元件型號數(shù)量序號元件型號數(shù)量1.Ua74121.69K