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说明音频放大电路的工作原理(单管音频放大电路)

时间:2023-05-04 02:50:33 阅读:76714 作者:4043

1、导线

放大电路是构成各种功能模拟电路的基础电路,也是对模拟信号最基本的处理。 音频信号可以分解为几个频率的正玄波之和,其频率分为20Hz~20KHz。 不正确的放大电路会引起音频信号的失真,带来噪声和噪声。

所有电子信息系统配置原则都应包括: 1、满足功能和性能要求;2、尽量简单;3、电磁兼容;4、调试应用简单。

因此,本文讨论一种在不增加电路复杂性的情况下在实现音频信号放大的同时优化信号的方法。

2、一般运算电路对音频信号的处理

2.1反转比例运算电路

图1示出了反相比例计算电路。Uin经由电阻R1与运算放大器的反相输入端子进行操作,而非反相输入端子经由补偿电阻R3接地。 R3的作用是良好地保持运算放大器输入级差分放大电路的对称性,提高运算精度。

图1

其中:

该电路的输出电阻=0,因此具有非常大的负载能力,使输入端子电压“虚短”反转,因此输入电阻表示集成运算放大器的共模输入电压为0。 即,能够有效地抑制共模干扰

其中,差分模式也称为串行模式,是指两条线路之间的信号差; 共模噪声也称为对地噪声,是指两条线分别朝向对地的噪声。 差模信号:振幅相等、相位相反的信号;共模信号:振幅相等、相位相同的信号。

图2是该电路的模拟电路。 由该图可知,信号发生器的输入波形为峰值3V、频率1Hz的正玄关波,示波器为峰值6V、频率1Hz的正玄关波,与该电路的放大特性一致。

通过测试器可知,在1Hz~1MHz时增益满足=6DB。 当频率大于1MHz时,该电路的输出增益开始衰减,并且根据图3中芯片的频率特性,可以看出,该变化满足设备自身的幅度特性。

图2

图3

2.2同相比例运算电路

图4所示的集成电路的反相输入端子经由电阻R4与接地。非反相输入端子经由补偿电阻R5与输入信号连接。

图4

其中:

由于“虚断”,同相比例运算电路的输入电流为0,输入电阻为无限大。 因此,运算放大器的共模输入电压与输入电压相等。 该电路不能抑制共模输入。

图5

3、常见运算电路优化音频信号

3.1音频信号频率范围

如上所述,音频信号主要分布在20Hz~20KHz,人声的频率范围如表1所示。

表1

男女

低音82~392Hz 82~392Hz

基准音区64~523Hz 160~1200Hz

中音123~493Hz 123~493Hz

高音164~698Hz 220~1.1KHz

各乐器的频率如图6所示。

图6

因此,采用有效音频频率范围50Hz~16KHz,可以满足所有人的声音和乐器需求范围。 在实际的电路设计运用中,如果将输出信号直接与大功率放大器连接,则不可避免地会产生低频的交流噪声和高频的刺耳噪声。 如何降低两种噪声,确保所需频率的输出是最重要的考虑因素。

3.2如何抑制高频信号

在自动控制系统中,积分电路和微分电路经常被用作调节的一环。 另外,积分电路可以波形变化,对低频信号的增益大,对高频信号的增益小,信号频率无限大时增益为0,实现滤波。 把积分电路和放大电路放在一起怎么样?

图7在图1中追加积分电路,

图7

从模拟图8可知,当频率为140Hz时,增益为0,当大于140Hz时,增益为负数,实现了高频的衰减。

图8

我们需要实现的是16KHz以上的信号衰减,根据电路如图9那样修改。

图9

从图9可以看出,当频率超过16KHz时,增益小于6DB,实现高频的衰减。

3.3低频信号如何受到抑制

如果需要实现50Hz以下的频率的衰减,则在输入侧执行c滤波。 如图10所示。

图10

可以看出,当频率小于58Hz时,增益小于6DB,实现了低频的衰减。

4、总结

运算电路的使用方法多种多样,如何实现我们期望的效果,需要仔细研究和计算。 所有电路的实现都需要缜密的思考,不能胡说八道。

正文中也有没能提供的计算。 稍后有时间的话补充一下吧。

参考文献:

[1],模拟电子技术基础教程(华成英) ) )。

[2],https://www.cn blogs.com/ZT Hua/archive/2013/01/09/2853208.html

[3],Multisim14电子系统的模拟与设计(感人的鸽子) ) ) )。

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