图3 同相交流放大器图
同相交流放大器图如图3所示。同相交流放大器的特点是输入阻抗高。R4、R5组成1/2V+分压电路,通过R3对运放进行偏置。电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定: ,电路输入电阻为R3,R1的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。
2.2 LM386典型电路
LM386是一个三级放大电路,第一级为差分放大电路,第二级为共射放大电路,第三级是OTL功放电路。输出端(引脚5)应接RC补偿网络,是为了提高电路的稳定性,防止产生高频自激。引脚6和4分别为电源和地,引脚7和地之间接旁路电容,起滤除噪声的作用。工作稳定后,该管脚电压值约等于电源电压的一半。增大这个电容的容值,减缓直流基准电压的上升、下降速度,有效抑制噪声,通常取10μF。引脚1和8之间外接R,C则电压增益可调20-200倍;电压放大倍数为 ,R是外接电阻。如果1和8之间不接元器件,增益为20,若接10uF的电容,增益可达200。LM386典型应用电路图如图4所示。
图4 LM386典型应用电路图
3. 各级电路设计
本设计的额定输出功率P大于等于1W,所接负载是8欧姆,根据功率计算公式,可得输出电压Vo至少大于2.8V。音响放大器输入为5mv,则总电压增益A至少大于560倍。再根据各级的功能及级数指标要求分配各级电压增益,然后分别计算各级电路的参数,通常从功放级开始向前级逐级计算[2]。
3.1 功率放大级
当负载一定时,希望输出的功率尽可能大,输出信号的非线性失真尽可能地小,效率尽可能高。根据功放级的电压增益公式
(1)
其中R为LM386外接电阻,R7,R5,R6是LM386内部的电阻,分别为15千欧,150欧,1.35千欧。外接2千欧电阻,放大倍数30(29.5dB),所设计的功率放大电路图如图5所示。
图5 功率放大电路图
3.2 音调控制器
普通人的语音信号频率大约在20Hz-20KHz之间,也就是说人耳可听见的声音是有一定的频率范围的。如果可以改变信号中不同的频率成分(一般改变高频和低频)则能够调整音色,改变音响的放音音质。这一过程的实现即是通过音调控制电路来完成的,利用的是其频率特性。所谓“音调控制”只是个习惯叫法,实际上是“高、低音控制”或“音色调节”,通过对某一段频率的信号进行提升或者衰减以实现音调的改变,满足听者爱好,渲染某种气氛,达到某种效果。由于音调电路结构和使用方法比较简单,所以在现代音响中仍然广泛应用。常用的音调控制电路有三种[3]:1衰减式音调控制电路;2(晶体管,运放)负反馈音频调制电路;3衰减—负反馈混合式音调控制电路。本设计采用第三种电路。
音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性。音调控制器的幅频特性图如图6所示。图中f0表示中音频率,要求增益Avo=0dB;fL1表示低音频转折频率,一般为几十赫兹; fL2(等于10fL1)表示低音频区的中音频转折频率;fH1表示高音频区的中音频转折频率; fH2(等于10fH1)表示高音频转折频率,一般为几十千赫兹。
图6 音调控制器的幅频特性图
音调控制器只对低音的增益进行提升与衰减,中音频的增益保持0dB不变[4]。因此,音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器构成。由运算放大器构成的音调控制电路图如图7所示。这种电路在调节方面,元器件较少,在一般收音机、音响放大器中应用较多。
图7 音调控制电路图
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