语音放大电路的设计与实现
2014-03-12蔡晓艳薛春玲王照平
蔡晓艳 薛春玲 王照平
摘 要： 设计了一款低成本、大功率的语音放大器。该设计采用带通滤波电路对输入的音频信号进行处理，专业音频放大芯片NE5532对语音信号进行初级功率放大、三极管和大功率晶体管2N7300组成后级功率放大后推动扬声器。通过测试，该语音放大电路可以提供40 W的功率，远大于普通家用语音功率放大器，而且成本又远低于专业语音功率放大器，完全满足需要。
关键词： 语音放大； NE5532； 大功率晶体管； 音频信号
中图分类号： TN912.3?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）05?0064?03
0 引 言
音频功率放大器是音响系统中的关键部分，已广泛应用于日常生活中，具有很强的实用性[1]，但是在部分场合依然没有合适的语音功放，比如大教室上课，中型会议室开会，小型广场集会等场合。市场上卖的语音功放一般为家庭使用，对于大教室来说功率不足，使用专业的音响设备，成本太高。所以需要一款功率较大、成本低的语音放大器来满足小范围的使用，因此设计了一种电路简单、成本较低的语音放大电路。该电路克服了专业设备成本高的问题，又克服了市场上低端语音放大器功率不足的问题，对于满足实际的学习工作有着重要的研究意义。
1 系统总体设计
语音放大电路主要由带通滤波电路、初级功率放大电路、后级功率放大电路、直流稳压电源等电路构成。其原理框图如图1所示。
2 系统硬件设计
2.1 带通滤波电路
带通滤波电路的主要作用就是对音频信号进行一些预处理，使之更符合后级功放电路的要求。带通滤波电路使用电阻电容滤波[2]，效果稳定调试方便。它主要由声道平衡电路和音调控制电路两部分组成。具体电路如图2所示。
2.1.1 声道平衡电路
2.1.2 音调控制电路
音调控制电路是使听音者根据自己的需要对声音的某些频率段进行提升或者衰减，更符合听音者的听觉习惯[3]。本设计使用多频段音调电路，进来的音频信号分别进入中低高音频控制电路调节后再叠加进入功率放大电路，使校正的频响更细致，效果更出色。
（1） 高音控制：变阻器[R5]及周围元件组成高音调音电路。电容[C3]可以通过高音频信号，变阻器往上滑动时高音频信号增强，往下滑动时高音频信号减弱。
（2） 中音控制：变阻器[R8]及周围元件构成中音调音电路。电路中部分高频信号经过[R7，][C4，][R9]等元件被滤除，[C5]可以通过音频中的中频信号，变阻器[R8]往上滑动时中音频信号增强，往下滑动时中音频信号减弱
（3） 低音控制：变阻器[R12]及周围元件构成低音调音电路。音频信号进入[R12]可以调节其幅度大小，再和调节后的高音、中音叠加进入功率放大电路，就可以构成完整高中低调音电路。
2.2 初级功率放大
初级功率放大由NE5532组成，NE5532是高性能低噪声双运放，它具有较好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号与电源带宽。用作音频放大时音色温暖，保真度高，曾被音响发烧友们誉为“运放之皇”[4?5]，其电路如图3所示。
2.3 后级功率放大
后级功率放大电路由差分放大电路和复合管放大电路组成，复合管放大电路使用大功率晶体管2N3055[6]。具体电路如图4所示。
2.4 直流电源
任何一个电路，电源都是非常重要的一部分，对于一个语音放大器来说更是重中之重。本电路将电网电压220 V（有效值）50 Hz的交流信号经过桥式整流电路变成单向直流电，由于其脉动成分大须经过滤波电路变成平滑的直流电，最后通过7812和7912稳压器将电路稳压成±12 V直流电，供给负载[7]。电源电路如图5所示。
2.5 语音放大电路整体原理图及实物图
语音放大电路的整体原理图和实物图如图6，图7所示。
2.6 测试数据
经过对语音放大电路实物的反复调试，最终达到比较满意的效果。测试数据见表1。
3 结 论
经过理论分析和实践检验，设计的语音放大电路电路简单、工作稳定，最大输出功率达到40 W，与现在主流的集成电路语音放大器相比具有发热量小、稳定性好、成本低、功率大的特点，具有较好的使用价值。
参考文献
[1] 骆旭坤.基于Proteus的音频功率放大器的设计与仿真[J].佛山科学技术学院学报：自然科学版，2011，29（1）：59?60.
[2] 杨素行.模拟电子技术基础教程[M].北京：高等教育出版社，2004.
[3] 陈光明，施金鸿.电子技术课程设计与综合实训[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.
[4] 赵久华.易于制作的全集成Hi?Fi功放[J].电子世界，2000（5）：4?6.
[5] 韦发清.基于LM4766和NE5532的音频功率放大器[J].信息技术，2011，35（4）：200?202.
[6] 周惠潮，孙晓峰.常用电子器件及应用[M].北京：电子工业出版社，2007.
[7] 周雪主.电子技术基础[M].北京：电子工业出版社，2003.
摘 要： 设计了一款低成本、大功率的语音放大器。该设计采用带通滤波电路对输入的音频信号进行处理，专业音频放大芯片NE5532对语音信号进行初级功率放大、三极管和大功率晶体管2N7300组成后级功率放大后推动扬声器。通过测试，该语音放大电路可以提供40 W的功率，远大于普通家用语音功率放大器，而且成本又远低于专业语音功率放大器，完全满足需要。
关键词： 语音放大； NE5532； 大功率晶体管； 音频信号
中图分类号： TN912.3?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）05?0064?03
0 引 言
音频功率放大器是音响系统中的关键部分，已广泛应用于日常生活中，具有很强的实用性[1]，但是在部分场合依然没有合适的语音功放，比如大教室上课，中型会议室开会，小型广场集会等场合。市场上卖的语音功放一般为家庭使用，对于大教室来说功率不足，使用专业的音响设备，成本太高。所以需要一款功率较大、成本低的语音放大器来满足小范围的使用，因此设计了一种电路简单、成本较低的语音放大电路。该电路克服了专业设备成本高的问题，又克服了市场上低端语音放大器功率不足的问题，对于满足实际的学习工作有着重要的研究意义。
1 系统总体设计
语音放大电路主要由带通滤波电路、初级功率放大电路、后级功率放大电路、直流稳压电源等电路构成。其原理框图如图1所示。
2 系统硬件设计
2.1 带通滤波电路
带通滤波电路的主要作用就是对音频信号进行一些预处理，使之更符合后级功放电路的要求。带通滤波电路使用电阻电容滤波[2]，效果稳定调试方便。它主要由声道平衡电路和音调控制电路两部分组成。具体电路如图2所示。
2.1.1 声道平衡电路
2.1.2 音调控制电路
音调控制电路是使听音者根据自己的需要对声音的某些频率段进行提升或者衰减，更符合听音者的听觉习惯[3]。本设计使用多频段音调电路，进来的音频信号分别进入中低高音频控制电路调节后再叠加进入功率放大电路，使校正的频响更细致，效果更出色。
（1） 高音控制：变阻器[R5]及周围元件组成高音调音电路。电容[C3]可以通过高音频信号，变阻器往上滑动时高音频信号增强，往下滑动时高音频信号减弱。
（2） 中音控制：变阻器[R8]及周围元件构成中音调音电路。电路中部分高频信号经过[R7，][C4，][R9]等元件被滤除，[C5]可以通过音频中的中频信号，变阻器[R8]往上滑动时中音频信号增强，往下滑动时中音频信号减弱
（3） 低音控制：变阻器[R12]及周围元件构成低音调音电路。音频信号进入[R12]可以调节其幅度大小，再和调节后的高音、中音叠加进入功率放大电路，就可以构成完整高中低调音电路。
2.2 初级功率放大
初级功率放大由NE5532组成，NE5532是高性能低噪声双运放，它具有较好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号与电源带宽。用作音频放大时音色温暖，保真度高，曾被音响发烧友们誉为“运放之皇”[4?5]，其电路如图3所示。
2.3 后级功率放大
后级功率放大电路由差分放大电路和复合管放大电路组成，复合管放大电路使用大功率晶体管2N3055[6]。具体电路如图4所示。
2.4 直流电源
任何一个电路，电源都是非常重要的一部分，对于一个语音放大器来说更是重中之重。本电路将电网电压220 V（有效值）50 Hz的交流信号经过桥式整流电路变成单向直流电，由于其脉动成分大须经过滤波电路变成平滑的直流电，最后通过7812和7912稳压器将电路稳压成±12 V直流电，供给负载[7]。电源电路如图5所示。
2.5 语音放大电路整体原理图及实物图
语音放大电路的整体原理图和实物图如图6，图7所示。
2.6 测试数据
经过对语音放大电路实物的反复调试，最终达到比较满意的效果。测试数据见表1。
3 结 论
经过理论分析和实践检验，设计的语音放大电路电路简单、工作稳定，最大输出功率达到40 W，与现在主流的集成电路语音放大器相比具有发热量小、稳定性好、成本低、功率大的特点，具有较好的使用价值。
参考文献
[1] 骆旭坤.基于Proteus的音频功率放大器的设计与仿真[J].佛山科学技术学院学报：自然科学版，2011，29（1）：59?60.
[2] 杨素行.模拟电子技术基础教程[M].北京：高等教育出版社，2004.
[3] 陈光明，施金鸿.电子技术课程设计与综合实训[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.
[4] 赵久华.易于制作的全集成Hi?Fi功放[J].电子世界，2000（5）：4?6.
[5] 韦发清.基于LM4766和NE5532的音频功率放大器[J].信息技术，2011，35（4）：200?202.
[6] 周惠潮，孙晓峰.常用电子器件及应用[M].北京：电子工业出版社，2007.
[7] 周雪主.电子技术基础[M].北京：电子工业出版社，2003.
摘 要： 设计了一款低成本、大功率的语音放大器。该设计采用带通滤波电路对输入的音频信号进行处理，专业音频放大芯片NE5532对语音信号进行初级功率放大、三极管和大功率晶体管2N7300组成后级功率放大后推动扬声器。通过测试，该语音放大电路可以提供40 W的功率，远大于普通家用语音功率放大器，而且成本又远低于专业语音功率放大器，完全满足需要。
关键词： 语音放大； NE5532； 大功率晶体管； 音频信号
中图分类号： TN912.3?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）05?0064?03
0 引 言
音频功率放大器是音响系统中的关键部分，已广泛应用于日常生活中，具有很强的实用性[1]，但是在部分场合依然没有合适的语音功放，比如大教室上课，中型会议室开会，小型广场集会等场合。市场上卖的语音功放一般为家庭使用，对于大教室来说功率不足，使用专业的音响设备，成本太高。所以需要一款功率较大、成本低的语音放大器来满足小范围的使用，因此设计了一种电路简单、成本较低的语音放大电路。该电路克服了专业设备成本高的问题，又克服了市场上低端语音放大器功率不足的问题，对于满足实际的学习工作有着重要的研究意义。
1 系统总体设计
语音放大电路主要由带通滤波电路、初级功率放大电路、后级功率放大电路、直流稳压电源等电路构成。其原理框图如图1所示。
2 系统硬件设计
2.1 带通滤波电路
带通滤波电路的主要作用就是对音频信号进行一些预处理，使之更符合后级功放电路的要求。带通滤波电路使用电阻电容滤波[2]，效果稳定调试方便。它主要由声道平衡电路和音调控制电路两部分组成。具体电路如图2所示。
2.1.1 声道平衡电路
2.1.2 音调控制电路
音调控制电路是使听音者根据自己的需要对声音的某些频率段进行提升或者衰减，更符合听音者的听觉习惯[3]。本设计使用多频段音调电路，进来的音频信号分别进入中低高音频控制电路调节后再叠加进入功率放大电路，使校正的频响更细致，效果更出色。
（1） 高音控制：变阻器[R5]及周围元件组成高音调音电路。电容[C3]可以通过高音频信号，变阻器往上滑动时高音频信号增强，往下滑动时高音频信号减弱。
（2） 中音控制：变阻器[R8]及周围元件构成中音调音电路。电路中部分高频信号经过[R7，][C4，][R9]等元件被滤除，[C5]可以通过音频中的中频信号，变阻器[R8]往上滑动时中音频信号增强，往下滑动时中音频信号减弱
（3） 低音控制：变阻器[R12]及周围元件构成低音调音电路。音频信号进入[R12]可以调节其幅度大小，再和调节后的高音、中音叠加进入功率放大电路，就可以构成完整高中低调音电路。
2.2 初级功率放大
初级功率放大由NE5532组成，NE5532是高性能低噪声双运放，它具有较好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号与电源带宽。用作音频放大时音色温暖，保真度高，曾被音响发烧友们誉为“运放之皇”[4?5]，其电路如图3所示。
2.3 后级功率放大
后级功率放大电路由差分放大电路和复合管放大电路组成，复合管放大电路使用大功率晶体管2N3055[6]。具体电路如图4所示。
2.4 直流电源
任何一个电路，电源都是非常重要的一部分，对于一个语音放大器来说更是重中之重。本电路将电网电压220 V（有效值）50 Hz的交流信号经过桥式整流电路变成单向直流电，由于其脉动成分大须经过滤波电路变成平滑的直流电，最后通过7812和7912稳压器将电路稳压成±12 V直流电，供给负载[7]。电源电路如图5所示。
2.5 语音放大电路整体原理图及实物图
语音放大电路的整体原理图和实物图如图6，图7所示。
2.6 测试数据
经过对语音放大电路实物的反复调试，最终达到比较满意的效果。测试数据见表1。
3 结 论
经过理论分析和实践检验，设计的语音放大电路电路简单、工作稳定，最大输出功率达到40 W，与现在主流的集成电路语音放大器相比具有发热量小、稳定性好、成本低、功率大的特点，具有较好的使用价值。
参考文献
[1] 骆旭坤.基于Proteus的音频功率放大器的设计与仿真[J].佛山科学技术学院学报：自然科学版，2011，29（1）：59?60.
[2] 杨素行.模拟电子技术基础教程[M].北京：高等教育出版社，2004.
[3] 陈光明，施金鸿.电子技术课程设计与综合实训[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.
[4] 赵久华.易于制作的全集成Hi?Fi功放[J].电子世界，2000（5）：4?6.
[5] 韦发清.基于LM4766和NE5532的音频功率放大器[J].信息技术，2011，35（4）：200?202.
[6] 周惠潮，孙晓峰.常用电子器件及应用[M].北京：电子工业出版社，2007.
[7] 周雪主.电子技术基础[M].北京：电子工业出版社，2003.
