基于LM358和LM386的话音放大器设计

Posted 2023-03-15 小沈今天也在学电路

基于LM358和LM386的话音放大器设计

• Multisim仿真
• • 设计要求
  • 前置放大电路
  • 滤波电路
  • 功放电路
• 电路调试

Multisim仿真

  在设计电路前需要在仿真软件中先从理论上验证一下电路的可行性，然后再通过实际电路进行调试。仿真软件选择NI的Multisim 14.0。

设计要求

（1）电路采用 9V 单电源供电；
（2）前置放大器由两级放大器构成，其中放大器 1 的增益为 6dB，放大器 2 的增益为 6-20dB；
（3）带通滤波器：通带为 300Hz ~ 3.4kHz，增益不限；
（4）功率放大级增益：26 dB；
（5）输出额定功率 P > 0.4W，失真度 < 10%；负载：8Ω 喇叭。

前置放大电路

  上图是前置放大电路的仿真，使用的是LM358芯片，两个运算放大器都构成方向比例放大器，放大倍数分别为$-R5/R4$和$-(R9+R8)/R6$ 需要注意的是该芯片需要使用双电源进行供电，但要求中只给了9V电源，所以将9V电源进行分压得到4.5V，将4.5V作为基准电位。注意，该电路需要考虑C1和R4、C2和R6串联组成的高通滤波器的影响；此外，电源给芯片供电的时候需要加上去耦电容，去耦电容在实际电路中的放置需要靠近芯片的电源引脚。

滤波电路

  图2是滤波电路的设计，设计需要中是需要一个带通滤波器，但带宽有点大，就选择一个高通滤波器和一个低通滤波器的组合来做，滤波器的设计可以使用滤波器设计软件来实现，也可以先选定需要用的滤波电路，然后确定部分元器件的参数，通过公式去计算其他的器件参数。

功放电路

  由于最终的输出不足以驱动负载，所以往往要在末级加上一个功率放大电路，这里用的是LM386，这款芯片的功耗低、电压增益可调、电源电压范围大、外接器件少以及总谐波失真小，在录音机和收音机里面有着广泛的应用，386的电压增益可以在26dB-46dB可调，而设计要求中仅需要26dB，所以芯片的1，8引脚可以悬空。而电位器R15可以用来调节扬声器的音量，C10和R16串联起来可以构成校正网络用来做相位补偿。

电路调试

  仿真完成后，在AD16.0中将单层板画出来，通过热转印机，将油墨覆盖到覆铜板上，然后在盐酸+双氧水溶液中进行腐蚀，腐蚀完成后去除表面油墨然后钻孔。
  焊接的时候要注意焊一级测一级，放大器、滤波器焊接的时候需要注意实际的元器件的误差值，最好先测量器件的阻值或者容值，然后通过计算微调这些元器件，在此之后再进行焊接。尤其要注意直插元件的电容值和实际值相差的比较大，需要好好关注。
  全部都完成后就可以播放一段学习强国的音频进行测试啦！