使用555定时器的低功耗音频放大器

传统的音频放大方法使用高功率电路来驱动扬声器，用于礼堂或任何其他大厅等区域。然而，对于涉及使用小型扬声器的低频要求的应用，我们可以通过构建一个低输出电流（如200毫安）的低功率放大器来满足要求。

在这篇文章中，我们将描述一个使用555定时器的低功率音频放大器的原理、设计和操作。555定时器产生一个载波信号，该信号被放大的音频信号所调制，产生一个调制信号。这个信号被用来驱动一个小型的扬声器。

低功率音频放大器电路原理：

这个电路是基于使用运算放大器进行音频放大和使用555定时器进行脉冲宽度调制的原理。音频信号使用低噪音高输入的运算放大器TL071进行放大，并被送入555定时器的控制引脚。555定时器被用作一个可控的多谐振荡器，产生一个振荡信号。这个信号被音频信号调制，从而使输出脉冲的宽度相对于控制引脚（音频信号）的电压而变化，造成脉冲宽度调制。

555定时器作为一个放大器的电路图：

低功率音频放大器的电路设计：

这里的电路设计是一个简单的过程，只涉及两个步骤--设计前置放大器部分和设计可控多晶硅部分。

在这里，我们使用一个低噪声的JFET输入运算放大器TL071，它具有低输入偏置电流和约13V/µs的高回转率。使用两个各为47K的电阻设计了一个分压网络，以便将6V的电压施加到运算放大器的非反相端。假设我们所需的增益约为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，我们在输出端使用一个大约1K的电阻，将其连接到555定时器的控制引脚。

设计过程的下一步是设计555定时器的星形电路。 在555定时器的正常电路连接中，我们使用两个电阻对电容器进行充电和放电。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来代替电阻。在这里，我们所需的输出频率约为145KHz，假设电容器的值约为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）。

使用555定时器电路模拟的低功率音频放大器：

一旦电路设计完成，下一步就涉及到定时器电路模拟。在这里，我们按照一系列的步骤使用Multisim软件对电路进行仿真。

从LabView仪器的Simulate菜单下选择麦克风仿真模型。

所需的参数被相应地设置（记录的时间和采样率）。

使用该软件建立设计的电路，并将麦克风作为输入连接到电路。

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。

交互式模拟设置是通过设置结束时间等于或超过录音时间来完成的。

只要电路模拟发生，扬声器的 "播放 "按钮就是灰色的，一旦模拟结束，该按钮就会启用。

555定时器作为一个放大器电路是如何工作的？

电路操作分为两部分--预放大（电信号放大）操作和脉冲宽度调制操作。放大操作是由低噪声运算放大器TL071完成的。输入的音频信号用麦克风感应，并转换为低压电信号。这个低压交流信号通过一个1uF的电解质电容被送入运算放大器的非反相端，该电容阻断了音频信号的直流电流。

这个信号通过运算放大器被放大，其增益取决于反馈电阻的值。在这里，运算放大器在线性模式下工作，以便通过反馈网络使非反相终端的电压与输出电压相等。这个放大的信号然后通过电容（去除直流成分）和电阻被送入555定时器的控制引脚。在这里，555定时器以星形模式工作，输出信号的频率由电阻R1和C1的组合决定。

然而，由于我们在这里应用了控制电压，输出脉冲的宽度根据控制电压而变化。由555定时器产生的载波输出信号被音频电压调制，由此产生的调制信号被用来驱动扬声器。在这里，扬声器不对高频信号作出反应，而是对调制信号的直流值作出反应，因此，音频信号出现了放大。

555定时器作为一个放大器电路的应用：

该应用可用于开发车辆中使用的低功率音乐系统。

它可以在面积有限的教室里使用。

音频放大器电路的局限性：

这个电路只适用于低功率的扬声器。

555定时器不能产生50%占空比的信号。

这个电路是理论上的，可能需要改变硬件实现