语音放大电路设计：从理论到实践

"语音放大设计课程，来自清华大学，旨在设计并制作一个集成运算放大器构成的语言放大电路。实验包括前置放大器、有源带通滤波器和功率放大器的设计与制作，要求满足特定的技术指标。前置放大器需具备高输入阻抗和高共模抑制比，有源带通滤波器需在特定频率范围内工作，功率放大器则需提供至少5W的最大不失真输出功率。实验涉及电路的组装、调试与性能测试，以及整体电路的联调与试听。参考电路包括单运放差分放大电路，该电路能有效减小零点漂移和抑制共模信号。" 本文主要讨论了语音放大电路的设计，这是一个在清华大学进行的实验项目。实验目标是构建一个由集成运算放大器组成的语言放大系统，该系统包括前置放大器、有源带通滤波器和功率放大器三个关键部分。前置放大器的设计要求高输入阻抗（Ri≥100kΩ）以减少信号损失，同时需具备高共模抑制比（KCMR≥60dB），以降低噪声干扰。有源带通滤波器需在300Hz至3kHz的频率范围内工作，以确保语音信号的有效传输。功率放大器则需要提供至少5W的不失真输出功率，以驱动4Ω的负载，并能在+5V和+12V的电源电压下正常工作。 实验过程中，学生需要完成电路的计算、元件选择、组装和调试。这包括对各个单元电路的技术指标进行测量，如前置放大器的差模电压增益、共模电压增益、共模抑制比、带宽和输入电阻；有源带通滤波器的差模电压增益和带宽；以及功率放大器的最大不失真输出功率、电源供给功率、输出效率和直流输出电压等。最后，整个电路需要进行联调和试听，以验证其在实际应用中的表现。 在设计原理部分，提到了前置放大电路通常采用高输入阻抗和高共模抑制比的设计，以适应传感器送来的微弱信号。推荐的参考电路是差分放大电路，特别是单运放差分放大电路，它不仅能放大差模信号，还能有效地减少零点漂移并抑制共模信号。电路的输出电压与输入电压之间的关系由运算放大器的特性决定，理想情况下，共模输出电压为零，但在实际应用中，电阻的误差可能导致偏差。 这个语音放大设计实验涵盖了电子工程中的基础理论与实践技能，不仅要求学生掌握电路设计的基本原理，还需要他们具备实际操作和调试的能力，以实现高效且高质量的语音放大功能。