<>目录

第一章:设计要求
第二章:整体思路
第三章:具体电路设计
1、MIC放大电路
2、功率放大电路
3、正弦波发生电路
4、方波发生电路
5、加法电路
6、Line-in电路
7、音频调节电路
第四章:总结
第五章:附录

<>第一章 设计要求

1、基本要求
• 功能要求 :话筒扩音、音量控制、混音功能
• 额定功率:1W(失真度THD≤5%)
• 负载阻抗:8Ω
• 频率响应:fL≤50Hz,fH≥20kHz
• 输入阻抗:20kΩ
• 话音输入灵敏度:5mV
2、提高要求
音调控制特性:1kHz处增益为0dB,
125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围。
3、发挥部分
可自行设计实现一些附加功能

<>第二章 整体思路

基础要求部分:

本设计的正弦波与方波发生电路为独立模块,不参与音频放大电路。正弦波与方波可以用于验证加法器的正确性。音频信号经过初级MIC放大后接入功率二级放大,实现音频基本输出。在单路音频输出的基础上,加上Line-in信号,Line-in信号与MIC放大信号接入加法器,混合后进行功率放大。
整体框图:

<>第三章:具体电路设计

1、MIC放大电路
仿真图:

原理:图中用函数发生器模拟咪头产生mv级别的信号,C1起滤波作用,滤除直流噪音。R1与R4为咪头提供偏置电压。R3与R2决定放大倍数,Av=1+R3/R2,R3为电位器,实现放大倍数可调。
仿真结果:

由于仿真软件问题,对偏置电阻的位置做了修改,引入了直流分量,但从波形图中可以看出波形为Vpp约等于62V
,输入为振幅1V的正弦波信号,图中放大倍数为31倍,仿真结果正确。
实际效果:
输入有效值为10mv的正弦波信号,改变频率,得到以下结果

在10hz~50khz的带宽内,波形均未失真,且衰减幅度小于3dB。
2、功率放大电路
仿真图:

原理:C3起滤波作用,Av=1+R6/R3
仿真结果:

仿真图中Av=20*0.35/0.68=10.3,波形图中输入100mv,输出大约为1.03V,仿真正确。
实际效果:
输入有效值为200m,分别输入不同频率的正弦波信号,结果如下

频率在10HZ~50KH内波形均为失真,有8*0.707=5.6可知,在输入10HZ时,衰减大于3dB,其他均小于3dB。

本设计要求为输入有效值为10mv的信号,输出1W的功率,则最总输出电压的Vpp=4V,连接MIC放大与功率放大器,调节电位器,这样可以避免匹配输入输出阻抗的麻烦。测试效果如下:

在20HZ~50KHZ的频率均为发生失真,由4*0.707=2.828可得,测试得频率衰减均小于3dB。
3、正弦波发生电路
仿真图:

实际中采用双联电位器控制频率,用电位器控制幅度。

原理:采用文氏电桥正弦波振荡电路。f=1/(2Π*R1R4C3C1),起始二极管未导通,放大倍数为1+30/10=4>3,二极管导通后,放大倍数为1+(30//47)/10=2.83<3,放大倍数在3左右振荡,形成正弦波。
仿真效果:

在大约10ms后开始起振,15ms左右达到稳定幅值。
实际效果:

调节两个电位器可以实现输出Vpp=100mv,f=1kHZ的正弦波信号。
4、方波发生电路
仿真图:

原理:采用过零比较器,输入为正弦波,输出为方波。
仿真结果:
由于仿真软件的问题,仿真后的幅值达到几千伏,以实际效果为准。
实际效果:

正弦波与方波的频率是通过一个双联电位器共同调节的,两者的频率是一样的。
5、加法电路
仿真图:

原理:采用同相加法器,电阻均采用1K,实现只混合,不放大。
仿真结果:

1V的正弦波与1V的方波混合,结果正确。
实际效果:
将正弦波发生电路与方波发生电路接入加法器,得到如下结果:

与仿真结果相符。
6、Line-in电路
仿真图:

原理:C4起滤波作用,R2用于调节输出幅度。
仿真结果:

输入2Vp的正弦波,Av=200.05/(200.05+1)=0.5,波形图中为1Vp的信号,结果正确。
7、音频调节电路
仿真图:

原理:图中1KH的信号可以通过,且调节R6,R7,1KHZ的信号均不发生改变。输入125HZ的信号,调节R6可以实现振幅变化;输入8KHZ的信号,调节R7可以实现振幅变化。
仿真结果:
①1KHZ

由以上结果可知,基本符合要求,在1KHZ处增益为1。
实际效果:
输入100mv有效值正弦波信号

②125HZ

由以上仿真可知,由-12dB~+13dB的增益。
实际效果:
输入100mv有效值正弦波信号

③8KHZ

由以上可知,调节范围在-20dB~+13dB.
实际效果:
输入100mv有效值正弦波信号

由以上实际结果可知:
1KHZ出符合要求,125HZ处只有-10.911.48dB可调;8KHZ只有-8.528.26dB可调。

<>第四章:总结

1、先仿真,再焊接电路。
2、模块化思维,预留接口。
3、实践出真知,不能全部依赖仿真。
4、电路实现方式,前期可以采用洞洞板,方便修改调试电路,后期可以打板或快速制版。

<>第五章:附录

技术
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