模拟语音信号处理电路设计.docx

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模拟语音信号处理电路设计

模拟语音信号处理电路设计

————————————————————————————————作者：

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湖北民族学院信息工程学院

电子线路课程设计实验报告

实验名称：

模拟语音信号处理电路设计

姓名：

霍敏

学号：

K030841410

专业：

电气工程及其自动化

指导教师：

易金桥

实验时间：

2010年10月

一、

设计任务与要求

功能要求：

设计一个模拟语音信号产生电路，信号频率可调，经滤波和功率放大处理后，最后采用扬声器输出，并设计一个直流稳压电源给整个电路供电。

系统框图如下。

技术指标：

1.模拟语音信号发生器输出正弦信号，其频率调节范围为50Hz-15kHz，供电电压为5V，输出信号Vp-p=5V；

2.滤波器的截止频率fH=3000Hz,fL=300Hz，阻带衰减速率为-40dB/10倍频程，供电电压±12V；

3.功率放大器Vi=0.2V，RL=8Ω（即扬声器），Po≥2W，γ<3%，供电电压±12V，采用集成功放LM386设计。

4.直流稳压电源采用集成三端稳压器，输出电压为±12V，+5V，的Iomax=0.2A，，+5V的Iomax=0.5A；纹波电压△Vop-p≤5mV，稳压系数Sv≤5Ｘ10-3。

二、实验原理

此电路由模拟语音信号产生电路、滤波器、功率放大电路、直流稳压电源组成。

在试验中由模拟语音信号产生电路产生频率为50HZ~15KHZ的正弦波，然后经过低通滤波器和高通滤波器、最后产生300Hz~3000Hz的波形，由于要求带宽范围很广，采用一级二阶高通滤波器和一级低通滤波器相极级联的方法，获得所要的波段，滤波器的带宽有两个滤波器的截止频率锁决定。

最后经过功率放大器进行放大。

原理图

三、设计方法与过程

A、带通滤波器的设计

由于要求带宽范围很广，采用一级二阶高通滤波器和一级低通滤波器相极级联的方法，获得所要的波段，这时滤波器的阻带衰减为-40dB/10，速率滤波器的带宽有两个滤波器的截止频率锁决定。

A

（1）低通滤波器

由图5.6.4（b）得f0=300hz时，C=0.068uF.对应参数K=5

查设计表5.6.4得Av=1时，电容=0.00C，R1=4.422，R2=5.399，

将上述电阻值乘于参数K=5，得R1=8.5K，R2=32.4K，C=2.5nf

A

（2）高通滤波器

同理，由计算得高通滤波器的R1=5.62K，R2

=11.3K，C=68nF

B、模拟语音信号产生电路

此电路由555定时器产生方波信号，在经过积分电路变为正弦波。

取RA=RB=50KΏ，滑动变阻器取100KΏ当f=50HZ时，C=95.3nff=15KHZ时，C=0.477nf。

C、集成运放与晶体管组成的功放。

根据放大电路和功率放大电路的要求，需要稳压电源输出两种直流电压。

即前置放大级的±5V电压和功率放大级的±12V电压。

±12V电压可选用三端集成稳压电路LM7812和LM7912芯片直接输出，±5V电压可以选用可调三端集成稳压电路LM7805和LM7905。

其性能参数为：

输出电压调节范围1.2V~37V,最大输出电流1.5A,最小输入输出压差为3V，最大输入输出压差为40V。

T3，T4为不同类型的晶体管，锁组成的复合管有第一支管决定，即为PNP型，三极管T1，T2为相同类型的NPN管，所组成的复合管为NPN型。

R4，R5，RP2及二极管D1，D2所组成的支路是两对复合管的基极偏置电压。

静态时支路电流I0可由下式计算：

I0=

式中，Vd为二极管正向压降。

为减小静态功耗和克服交越失真，静态时T1，T3应工作在微导通状态，即满足下列关系Vab=Vd1+Vd2

Vbe1+Vbe3

称为状态为甲乙类状态，二极管D1，D2，与三极管T1，T2应为相同类型的的半导体材料，

电路如图所示，其功放电压增益AV=

若取R2=1K，则R3+RP1=19K,先取R3=10K，RP1=47K

如果功放的前级的音量控制器（设4.7K欧姆）则取R1=47K，以保证功放级和输入阻抗远大于前级的输出阻抗。

若取静态电流I0=1mA,因静态时Vc=0V，有式可得I0

设R4=11.3K欧姆，取标称值11K欧姆

其他元件的参数如图所示。

D、功率放大器

根据放大电路和功率放大电路的要求，需要稳压电源输出两种直流电压。

即前置放大级的±5V电压和功率放大级的±12V电压。

±12V电压可选用三端集成稳压电路LM7812和LM7912芯片直接输出，±5V电压可以选用可调三端集成稳压电路LM7805和LM7905。

其性能参数为：

输出电压调节范围1.2V~37V,最大输出电流1.5A,最小输入输出压差为3V，最大输入输出压差为40V。

直流稳压电路如图所示。

四、设计结果与分析

模拟语音信号产生电路、滤波器、功率放大电路、直流稳压电源的仿真结果，如图所示：

模拟语音信号产生电路的仿真

滤波器的仿真结果

经过扬声器后仿真结果

五、结语

在此次实验中我明白了很多的道理，书本上的知识要和实际联系起来解决在设计电路中所遇到的麻烦，有时候虽然比较的繁琐但是做一个实验真的要比上一节理论课收获的更多，在将理论学好的同时更应该注意培养自己的独立的创新能力，这样更加有力于提高自己的专业方面的素质和能力，在做实验的时候总是要去想如何的去解决问题，有机会去思考一些以前都被动都接受的东西，是对某一理论的深入了解。

多想几个为什么是对自己的一种要求，在大三这个时间段真的应该注意学习一些有用的，培养自己的动手能力，将自己的专业基础打牢，在以后的工作会很需要，会更加严厉的要求自己，实事求是，努力的学习。