内容发布更新时间 : 2024/12/22 20:25:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

我们讲过使用一个电容器就可以实现简单的滤波，但是在设计多媒体音箱时滤波就需要使用多组不同容值的电容器来实现了。通常比较高档的音箱中会使用最大容值为10000uF的高品质电容器来实现滤波，并且每隔一段距离安置小一个数量级的电容，以保证最大限度的滤除掉电源中的噪波。下图中为常见的一种滤波电容安排方式：

图7-16电源电路中的滤波

电源电路对电流进行滤波后要进行最后的稳压，二极管稳压电路是一种比较简单的稳压方式，其稳定性达不到多媒体音箱设计的要求。下面我们将学习使用三端稳压集成电路来完成电源的稳压，这也是我们第一次接触集成电路。常用的三端稳压集成电路包括78xx和79xx系列，其中78xx系列用于正电源的稳压，79xx系列用于负电源的稳压。78xx和79xx中的“xx”可以是05、08、10、12、15等，这个数值代表输出电压的大小，比如7912用于输出稳定的-12V直流电。图7-17是常用的三端稳压集成电路7805的实物图：

图7-17 三端稳压集成电路

正如其名，三端稳压集成电路有三个引脚，中间黑色的部分就是集成电路的芯片，通常来说集成电路就是由芯片和引脚封装而成的。要了解一个集成电路的使用方法，最简单的途径是阅读芯片的数据手册。集成电路的数据手册中包括了集成电路的引脚功能、性能指标等参数。下图是在78xx和79xx的数据手册中截得的管脚定义图：

图7-18 7805管脚定义图

由管脚图可知，三端稳压集成电路的三个管脚依次为输入端、接地端和输出端。要使用三端稳压集成电路进行设计，只需将其三个管脚按照定义接入电路即可，大大简化了设计。当然，要使三端稳压集成电路正常工作是有一定条件的，通常来说，其输入电压要比输出电压大一些，以7805为例，要在输出端得到稳定的5V直流，输入端的电压应达到7V以上。当然，输入端所加的电压也不能过大，过高的电压也会烧毁芯片，具体的电压范围应以数据手册为准。

下面给出了多媒体音箱中±15双电源供电的电源电路总图：

图7-19多媒体音箱电源电路总图

7.4 前置放大器中的集成电路

通过之前的介绍我们知道前置放大电路的作用是对音源输入的声音电信号进行放大，使其满足后续处理的要求。在我们学过的元件中，三极管可以完成信号放大的要求，但由于其存在设计复杂、放大精度不易控制、放大增益较小等缺点无法满足音箱设计中低噪声、高放大精度、高放大增益的要求，因此在实际的多媒体音箱中，我们使用运算放大器来担任前置放大的任务。 7.4.1初识运算放大器

运算放大器是一种很常见的集成电路，其将若干个三极管、电阻、电容等元件集成到一个很小的芯片中，以特定的电路形式来完成放大任务。运算放大器是集成电路，因此其同样具有了集成电路的优点，其放大精度高、增益大、噪声低、设计简单。在一些对放大元件要求较高的场合，设计人员大量使用运算放大器来代替传统的三极管。运算放大器的电路符号如下：

图7-20运算放大器电路符号

图7-20中1端称为运算放大器的输出端，2端称为运算放大器的反相输入端，3端称为运算放大器的同相输入端。

运算放大器的应用范围很广，其不仅可以用于普通的放大，还可以完成信号的加减乘

除等“运算”任务，其在滤波器的设计中也担任着重要的角色，一些速度较快、性能较高的运算放大器还可以完成比较简单的信号比较的任务。关于运算放大器的具体特性和应用，我们将在第8章中进行详细的介绍。 7.4.2多媒体音箱中的运算放大器

多媒体音箱中的运算放大器需要有低噪声、高精度、高增益的特点，常用于前置放大运算放大器有LM324、LM358、NE5534和NE5532等，其中LM324和LM358常用于低端的音箱中，而NE5534和NE5532凭借其出色的低噪声性能广泛应用于中高端的音箱中。下图是NE5532运算放大器的实物：

图7-21NE5532运算放大器

与其他集成电路一样，要使用NE5532，我们首先要知道其引脚的作用。下面给出了NE5532的引脚图：

图7-22 NE5532管脚图

NE5532的引脚图可知NE5532为单片双运算放大器集成电路，NE5532的1、2、3引脚分别为运算放大器A的输出端、反相输入端、同相输入端，其7、6、5引脚分别为运算放大器B的输出端、反相输入端、同相输入端。引脚8向两个运算放大器提供正电源，引脚4向两个运算放大器提供负电源。

看懂了引脚图我们就可以连接由NE5532组成的前置放大电路了，图7-23中给出了一个由NE5532构成的单运算放大器的反相放大电路。

图7-23单运算放大器前置放大电路

图7-23中的前置放大电路由NE5532运算放大器、三个电阻器和两个电容器组成。运算放大器采用+VCC和-VCC双电源供电，VCC的大小通常要求介于5V和22V之间，这也是NE5532的工作电压范围。两个电容器的作用是隔直流，即去掉音源信号中的直流分量，以免在输出时产生直流噪声，其并不参与实际的信号放大，信号放大由电阻器和运算放大器来完成。那么，怎么通过电阻器和运算放大器来确定前置放大电路的放大倍数呢？接下来我们通过仿真来探寻这个问题的答案。

R2仿真与实践7-2

100k?-12VC110uF-POLR110k?2134XSC1GTABXFG1U1AC210uF-POLR310k?8NE5532P12V 图7-24前置放大器仿真电路

按照图7-24搭建仿真电路，NE5532使用±12V双电源供电，信号源输出频率1kHz、峰-峰值为200mV的正弦信号。观察仿真结果如下图：

图7-25前置放大器仿真结果

由图7-25的仿真结果可知，放大输出为峰-峰值2V的正弦信号，即信号被放大了10倍。为了研究放大电路中电阻器对放大倍数的影响，我们逐一改变电阻器的阻值，然后观察输出结果。首先我们将电阻器R1的阻值增大到20KΩ，得到仿真结果如下：

图7-26前置放大器仿真结果（R1为20KΩ）

此时输出的信号峰-峰值为1V，放大倍数5倍。我们猜想R1的阻值与放大倍数之间可能存在着反比关系。将R1的阻值调回10KΩ，同时将R2的阻值增大到120KΩ，得到仿真结果如下：