LM386音响放大器的设计+仿真(3)
图3 同相交流放大器图
同相交流放大器图如图3所示。同相交流放大器的特点是输入阻抗高。R4、R5组成1/2V+分压电路，通过R3对运放进行偏置。电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定： ，电路输入电阻为R3,R1的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。
2.2 LM386典型电路
LM386是一个三级放大电路，第一级为差分放大电路，第二级为共射放大电路，第三级是OTL功放电路。输出端（引脚5）应接RC补偿网络，是为了提高电路的稳定性，防止产生高频自激。引脚6和4分别为电源和地，引脚7和地之间接旁路电容，起滤除噪声的作用。工作稳定后，该管脚电压值约等于电源电压的一半。增大这个电容的容值，减缓直流基准电压的上升、下降速度，有效抑制噪声，通常取10μF。引脚1和8之间外接R，C则电压增益可调20-200倍；电压放大倍数为 ，R是外接电阻。如果1和8之间不接元器件，增益为20，若接10uF的电容，增益可达200。LM386典型应用电路图如图4所示。
图4 LM386典型应用电路图
3. 各级电路设计
本设计的额定输出功率P大于等于1W，所接负载是8欧姆，根据功率计算公式，可得输出电压Vo至少大于2.8V。音响放大器输入为5mv，则总电压增益A至少大于560倍。再根据各级的功能及级数指标要求分配各级电压增益，然后分别计算各级电路的参数，通常从功放级开始向前级逐级计算[2]。
3.1 功率放大级
当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高。根据功放级的电压增益公式
(1)
其中R为LM386外接电阻，R7，R5，R6是LM386内部的电阻，分别为15千欧，150欧，1.35千欧。外接2千欧电阻，放大倍数30（29.5dB)，所设计的功率放大电路图如图5所示。
图5 功率放大电路图
3.2 音调控制器
普通人的语音信号频率大约在20Hz-20KHz之间，也就是说人耳可听见的声音是有一定的频率范围的。如果可以改变信号中不同的频率成分（一般改变高频和低频）则能够调整音色，改变音响的放音音质。这一过程的实现即是通过音调控制电路来完成的，利用的是其频率特性。所谓“音调控制”只是个习惯叫法，实际上是“高、低音控制”或“音色调节”，通过对某一段频率的信号进行提升或者衰减以实现音调的改变，满足听者爱好，渲染某种气氛，达到某种效果。由于音调电路结构和使用方法比较简单，所以在现代音响中仍然广泛应用。常用的音调控制电路有三种[3]：1衰减式音调控制电路；2（晶体管，运放）负反馈音频调制电路；3衰减—负反馈混合式音调控制电路。本设计采用第三种电路。
音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性。音调控制器的幅频特性图如图6所示。图中f0表示中音频率，要求增益Avo=0dB；fL1表示低音频转折频率，一般为几十赫兹； fL2(等于10fL1)表示低音频区的中音频转折频率；fH1表示高音频区的中音频转折频率； fH2(等于10fH1)表示高音频转折频率，一般为几十千赫兹。
图6 音调控制器的幅频特性图
音调控制器只对低音的增益进行提升与衰减，中音频的增益保持0dB不变[4]。因此，音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器构成。由运算放大器构成的音调控制电路图如图7所示。这种电路在调节方面，元器件较少，在一般收音机、音响放大器中应用较多。
图7 音调控制电路图