使用555定时器的低功率音频放大器

传统的音频放大方法是使用高功率电路来驱动扬声器,用于礼堂或其他大厅等区域。然而,对于涉及使用小扬声器的低量程要求的应用,我们可以通过构建一个低功率放大器输出电流如200 mA来满足要求。

本文介绍了一种利用555定时器实现的低功率音频放大器的原理、设计和工作原理。555定时器产生载波信号,被放大音频信号调制,以产生调制信号。这个信号用来驱动一个小扬声器。

低功率音频放大电路原理:

本电路采用运算放大器的音频放大原理和555定时器的脉宽调制原理。音频信号使用低噪声高输入运算放大器TL071进行放大,并馈送到555定时器的控制引脚。使用555定时器作为不稳定的多谐振荡器产生振荡信号的。这个信号被音频信号调制,输出脉冲的宽度随控制管脚(音频信号)的电压而变化,导致脉冲宽度调制。

555定时器作为放大器电路图:

555定时器作为放大器的电路图
一种使用555定时器的低功率音频放大器的电路图亚博最新官网网址电子产品中心

低功率音频放大器电路设计:

这里的电路设计是一个简单的过程,只包括两个步骤:前置放大器部分的设计和不稳定多谐振荡器部分的设计。

这里我们用的是低噪音JFET输入运算放大器TL071,输入偏置电流低,旋转速率高,约为13V/µs。亚博彩票下载采用两个47K电阻设计分压器网络,使OPAMP的非反相端施加6V电压。假设我们需要的增益约为22(V/V)或27.2dB,其中一个反馈电阻的值约为1K,我们计算出另一个电阻的值约为22K。由于这个放大器的输出阻抗很低,我们使用一个大约1K的电阻在输出连接到555定时器的控制引脚。亚博彩票下载

下一步的设计过程涉及到555定时器稳定电路的设计。在正常的电路连接555定时器作为稳定多谐振荡器,我们使用两个电阻充放电电容。然而,为了提供更快的放电速率,我们在这里使用一个二极管1N4007代替电阻。这里我们需要的输出频率约为145khz,假设电容的值约为10nF,我们可以计算出阈值电阻的值约为1K (1N4007的正向电阻约为1Ohms)。

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使用555定时器的低功率音频放大器电路仿真:

一旦电路设计完成,下一步就是电路仿真。这里我们按照一系列步骤使用Multisim软件来模拟电路。

  1. 麦克风仿真模型从模拟菜单下的LabView仪器中选择。
  2. 需要设置相应的参数(记录时间和采样率)。
  3. 利用软件构建了设计的电路,并将麦克风作为输入连接到电路中。
  4. 从模拟菜单下的LabView仪器中选择一个扬声器模型,并作为输出连接到电路中
  5. 交互式模拟设置通过设置结束时间等于或大于记录时间来完成。
  6. 只要进行电路模拟,扬声器的“播放”按钮就会变成灰色,一旦模拟结束,按钮就会被启用。

555定时器作为放大器电路是如何工作的?

电路操作分为两个部分-预放大(电信号放大)操作和脉宽调制操作。放大操作由低噪声运算放大器TL071完成。使用麦克风感知输入音频信号,并将其转换为低压电信号。这个低压交流信号通过一个1uF的电解液电容馈送到OPAMP的非反相端,它阻止了音频信号的直流电流。

这个信号用运算放大器放大,增益取决于反馈电阻的值。这里OPAMP工作在线性模式,使非反相端电压等于输出电压使用反馈网络。这个放大的信号然后通过电容(移除直流组件)和电阻馈送到555定时器的控制引脚。在这里,555定时器工作在不稳定模式与输出信号的频率由电阻R1和C1的组合确定。

然而,由于我们在这里应用控制电压,输出脉冲的宽度取决于控制电压。由555定时器产生的载波输出信号被音频电压调制,合成调制信号用于驱动扬声器。在这里,扬声器不响应高频信号,而是响应调制信号的直流值,因此音频信号出现放大。

555定时器作为放大电路应用:

  1. 该应用程序可用于开发用于车辆的低功耗音乐系统。
  2. 它可以用于面积有限的教室。

音频放大电路的局限性:

  1. 该电路只适用于低功率扬声器。
  2. 555定时器不产生50%占空比信号。
  3. 这种电路是理论上的,可能需要改变硬件实现。

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