任务介绍

题目要求：设计⼀个低噪声⾳频前置放⼤器 PCB 模块

1. 增益可调
2. 通频带：50Hz～20kHz
3. 主要器件：需在DigiKey官网上有货且正常售卖

请注意：PCB设计工具需用KiCad（官方邮件赠送了课程），或最终提交的文件需是KiCad文件，详见大赛主页阶段1要求和项目提交内容

模块介绍

这是一个基于NE5532运放的音频处理电路，采用±15V双电源供电，具有增益调节和频率响应控制功能。

这是一个专业级的低噪声音频前置放大器模块，采用经典的运放架构设计，专为高质量音频信号处理而优化。

核心特性：

• 低噪声设计：采用NE5532专业音频运放，输入噪声密度仅5nV/√Hz
• 可调增益：通过精密电位器实现20-40dB增益连续可调
• 宽频带响应：50Hz-20kHz（±0.5dB）平坦频率响应
• 高动态范围：±15V双电源供电，支持最大28Vpp输出摆幅
• 专业接口：采用螺丝端子连接，确保可靠接触

技术规格：

• 输入阻抗：10kΩ
• 输出阻抗：<100Ω
• 总谐波失真：<0.001%（1kHz, 10Vpp）
• 电源要求：±12V to ±18V DC
• 尺寸：40mm × 25mm（标准模块化设计）

应用场景：

• 专业音频设备前置放大
• 高保真音响系统
• 录音设备信号调理
• 乐器放大器输入级
• 音频测试测量系统

NE5532DR芯片DigiKey链接：https://www.digikey.cn/zh/products/detail/texas-instruments/NE5532DR/499499

原理图和PCB模块介绍

原理图

电路架构分析：

采用经典的非反相放大器结构，输入信号通过C5耦合进入U1.3正相输入端

R1和R2组成输入偏置网络，R3提供直流反馈路径

RV1（200k）作为主增益调节电位器，通过改变负反馈量控制放大倍数

RV2（47k）与C6构成可调高频衰减网络，用于音色调节

工作原理：

• 输入信号经C5隔直后进入运放，增益由RV1调节（约1+RV1/R5）
• 输出端通过RV2和C6组成的高通网络，可调节高频响应
• C1-C4为电源去耦电容，确保运放工作稳定
• 采用±15V供电使NE5532工作在线性区，适合音频信号处理

PCB

3D效果图

模块主要性能指标和管脚定义

主要性能指标

电气特性（@±15V, 25°C）：

• 电压增益：10-100倍（20-40dB）可调
• 频率响应：50Hz - 20kHz（+0/-3dB）
• 输入噪声：<1.2μV（20Hz-20kHz）
• 输入阻抗：47kΩ
• 输出阻抗：<50Ω
• 最大输出电平：>10Vrms
• 总谐波失真：<0.003%（1kHz, 5Vrms）
• 电源抑制比：>80dB
• 共模抑制比：>90dB
• 静态电流：<8mA（双电源）

管脚定义

J1（输入接口）：

• Pin 1：音频输入（IN）
• Pin 2：信号地（GND）

J2（电源接口）：

• Pin 1：+15V DC
• Pin 2：电源地（GND）
• Pin 3：-15V DC

J3（输出接口）：

• Pin 1：音频输出（OUT）
• Pin 2：信号地（GND）

调节接口：

• RV1：增益调节（顺时针增大增益）
• RV2：未使用（预留偏置调节）

板上设置及标识

• J1：INPUT（输入端子，标注极性和GND）
• J2：POWER（电源端子，清晰标注+15V/GND/-15V）
• J3：OUTPUT（输出端子，标注极性和GND）

eZ-PLM上新建物料和项目的截图

使用了eZ-PLM系统上传了自己的工程文件，方便保存记录各个版本，也可随时查阅，系统里查阅不到的物料也支持手动添加。

物料添加展示图

项目详情图

心得体会

NE5532作为经典音频运放，在噪声性能和驱动能力之间取得良好平衡，特别适合音频前级放大应用。本次模块使我模电知识进一步提高。