《模拟电子技术》课程设计_音响放大器的设计

《模拟电子技术》课程设计_音响放大器的设计
《模拟电子技术》课程设计_音响放大器的设计

湖南工学院(筹)

《模拟电子技术》课程设计说明书

课题名称:音响放大器的设计

系部:电气与信息工程系

专业:电子信息技术

班级: 0504班

设计人:

学号: 402050435

指导老师:

时间: 2006年月12月

湖南工学院(筹)

课程设计任务书

课程:模拟电子技术

课程设计题目:音响放大器的设计

适用班级:电信0504班

时间:2006~2007学年第一学期指导教师:

课程设计任务书

音响放大器的设计

(一)、设计目的

1、解集成功率放大器内部电路工作原理

2、掌握其外围电路的设计与主要性能参数测试方法

3、掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术

(二)、设计要求和技术指标

1、技术指标

额定功率P≥0.3W,负载阻抗为10Ω,频率响应范围为50Hz-20KHz,输入阻抗大于20KΩ,放大倍数≥20dB。

2、设计要求

(1)设计话音放大与混合前置放大器、音调控制级、功率放大级;

(2)选定元器件和参数,并设计好电路原理图;

(3)在万能板或面包板上进行电路安装调测;

(4)测试输出功率;

(5)测试输入阻抗;

(6)写出设计报告。

(三) 、设计提示

1、音响放大器的设计框图如图4-1所示,

2、音响放大器各级增益分配如图4-2所示

3、设计用仪器:示波器1台,晶体管毫伏表,万用表1块,低频信号发生器,实验面包板

或万能板,智能电工实验台。

4、设计用主要器件:电子混响延时模块一片、集成功放LM386(或LA41020)、四运放LM324一块、LA4102、高阻话筒20K一个、扬声器(8Ω/4W)一个、电阻电容若干。

参考书:彭介华《电子技术课程设计指导》高教出版社;上课教材。

(四)、设计报告要求

1、选定设计方案;

2、拟出设计步骤,画出设计电路,分析并计算主要元件参数值;

3、列出设计电路测试数据表格;

4、进行设计总结的分析,并写出设计报告。

(五)设计总结与思考

1、总结话音放大器的设计和测试方法;

2、总结设计话音放大器所用的知识点。

目录

1 话音放大器的设计 (1)

1.1 话音放大器电路 (1)

1.2 话音放大器电路仿真图 (1)

2 混合前置放大器的设 (2)

2.1 混合前置放大器的主要功能 (2)

2.2 混合前置放大器电路 (3)

3 音调控制器的设计 (5)

3.1 音调控制曲线分析 (5)

3.2 音调控制电路及仿真图 (7)

3.3 音调控制器的低频电路 (8)

3.4 音调控制器的高频电路 (9)

4 功率放大器的设计 (11)

4.1 集成运放与晶体管组成的功率放大器 (12)

4.2 功率放大器电路工作原理 (12)

4.3 静态工作点设置 (13)

4.4 功率放大器原理图 (14)

5 音响放大器的测试方法 (15)

6 电路设计的根据及晶体管的选择 (16)

6.1 电路确定 (16)

6.2 选择晶体管或集成运放 (17)

7 电路安装与调试技术 (17)

8 电路测试结果及数据处理分析 (19)

8.1 测试结果 (19)

8.2 误差计算 (19)

9 音响放大器元件清单 (20)

10 设计体会 (21)

附录音响放大器整机图 (22)

参考文献 (23)

前言

新旧世纪的的交替,不是一个简单的更迭,而是事物不断发展,循序渐进的过程。新世纪带来的是新的起点,新的追求,新的开拓。近几年来,计算机技术进入了前所未有的快速发展时期,随着电子信息技术的发展关于音响放大器在电子技术基础中所出的位置越来越来重要,它不仅是电子信息类专业的一个重要部分,而且在其它类专业工程中也是不可缺少的。放大器电路作为子系统的应用,发展更是迅速,已成为新一代电子设备不可缺少的核心部件,其现实生活中的运用也是非常普遍和广泛。

在音响放大器的设计过程中,控制其电路的核心部分是几个放大器的设计,其中主要包括:话音放大器,混合前置放大器,音调控制器,功率放大器等。电子技术的发展促使话音放大器被广泛的应用到一系列放音设备中,混合前置放大器也成为数字电子电路设计和制作

过程中不可缺少的部分,例如在信号放大器的设计和无线电遥控电路的设计过程中该部件都是不可缺少的,功率放大器更是设计电子电路的核心。功率放大器的运用使电子产品的成本大大减少,并且设计简单,易于操作,可靠性好的优点。

对音响放大器设计的目的是为了更好的掌握集成功率放大器内部电路工作原理,学会其外围电路的设计与主要性能参数测量方法以及掌握音响放大器的设计与电子线路系统的装试和调试技术。本次设计分为四的主要步骤:一:构思和设计话音放大器,混合前置放大器,音调控制级和功率放大级。二:根据设计要求和选择的电路通过计算选择元器件和参数,并准确无误的设计好要设计的电路原理图。三:在万能板或在面包板上根据设计电路原理进行元器件的电路安装和精细的调试。四:在安装好的电路板上进行输出功率的测试。

在此次课程设计的编写过程中得到了曹老师的大力支持和指导。以及参考了多种电子设计资料如《电子线路设计·实验·测试》(第二版),《模电课程设计与实验指导》等。在编写此次课程设计的过程中由于时间的仓促和本人的水平有限,在设计和制作的过程中难免出现缺点和不足之处,还敬请各位老师的批评和指正。

1.话音放大器的设计

1.1话音放大器电路

由于人发出的声音频率在340Hz~3400Hz之间,声波在传播中会产生反射、折射、绕射和干涉等现象,达到花筒的信号比人刚刚成声带中发出来的声音要小,同时话筒是一种换能器,它将声能转化为电能,话筒的输出信号一般只有5mV左右,而输出阻抗达到20KΩ(亦有低输出阻抗的话筒如20Ω,200Ω等),则要对话音进行放大。由于声音在空气中传播就会产生谐波失真,谐波失真是指声音回放中增加了原信号没有的高次谐波成分而导致的失真,则要在话音放大器中设计一个低通滤波器。话音放大器的作用是不失真地放大信号(最高频率可以达到10KHz)。话筒的频率特性、性噪比和灵敏度直接影响着重现声音的音质。同时要求输入阻抗远大于话筒的输出阻抗。因此确定话音放大器电路如图1.1

1.2 话音放大器电路仿真图

话音放大器电路仿真图如图1.2

2.混合前置放大器的设计

2.1 混合前置放大器的主要功能

任何功率放大器总是要将节目源输入的信号进行放大,然后输出给扬声器。节目源的种

类有多种多样,如:传声器、收音头、电唱机、录音机(放音磁头)、线路传输以及新近出现的CD唱机等。这类节目源设备的输出信号电压差别很大,从零点几毫伏到几百毫伏,甚至1~2伏。而功率放大器的输入灵敏度是一定的,如果我们在前面设计的例子中为50mV。这些节目源信号如果从同一输入接口输入放大器,或者由于输入电平过低,使功率放大器输出功率不足,不能充分发挥功放的作用;或者由于输入电平过高,使放大器的输出信号产生严重过载失真,失去高保真放大的意义。因此,必须设置前置放大器,对输入放大器的各种输入信号进行处理;或放大,或衰减,或进行阻抗变换,使其与功率放大器的是输入灵敏度相匹配。

在各种音源信号中,除了电平差别外,他们的频率特性有的也不同,如电唱机输出信号的频率特性曲线呈上翘形,磁带放音的频率特性曲线也呈上翘形,即低音呈衰减,高音被提升,但他们的衰减和提升的程度又各不相同。这样,在输入功率放大器之前,必须进行频率补偿,使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态。

综上所述,前置放大器的主要功能为:

(1)对输入功率放大器的各种音源信号进行加工处理,或放大,或衰减,使其和功率放大器的输入灵敏度相匹配,使功率放大器充分发挥其放大和保真的功能。

(2)进行阻抗变换,使各种音源信号的输出阻抗能与功率放大的输入阻抗相匹配,实现信号的高效传输。

(3)进行频率均衡处理,使电唱机和磁带机输出信号的频率特性恢复成平坦的状态。

2.对前置放大器的技术要求

对前置放大器的技术要求,就是必须要和功率放大器的特性相适应,即对功率放大器的技术要求,同样也适用于前置放大器,而且对前置放大器还应略高一些。否则就不能成为一个高保真“系统”,也就是说,构成高保真系统的每一个单元都必须是一个高保真单元。

3.混合前置放大器参数计算

混合前置放大器电路由运放组成,为反相输入加法器电路

混合前置放大器的作用是将磁带放音机输出的音乐号与电子混响后的声音信号进行混合放大。其电路如图2.1所示,这是一个反相加法器电路,输出与输入电压的关系为

V0=-(R f V1/R1+R f V2/R2)(2.1)

式中V1话筒放大器输电压;

V2录音机输出电压。

2.2混合前置放大器电路

1.图2.2为话放级与混合前置放大器的电路图

图2.2话放级与混合前置放大器的电路图2.图2.3为混合前置放大器的输出波形

3.音调控制器的设计

3.1音调控制曲线分析

音调控制器是控制、调节音响放大器输出频率高低的电路,其控制曲线如图3.1中所示。

图中 kHz f o 1=——中音频率,要求增益dB A uo 0=;

kHz f L 11=——低音转折频率,一般为几十赫兹;

1210L L f f =——中音频转折频率;

kHz f H 11=——中音频转折频率;

1210H H f f =——高音频转折频率,一般为几十千赫兹。

从图中可见,音调控制器只对低音频或高音频进行提升或衰减,中音频增益保持不变,音调控制

器由低通滤波器和高通滤波器共同组成。

2.音调控制器参数计算。

根据题意,125Hz 和20kHz 处有±12dB 调节范围,还已知了

dB x kHz f Hz f Hx Lx 12,8,125===,代入式中得

Hz Hz f f x Lx L 500212526/126/2=?=?=

Hz f f L L 5010/21== 又 kHz f L 201= dB x 12= 代入下式得

kHz kHz f f x

Lx H 22/202/6/1261===

kHz f f H H 201012==

因此 dB R R RP A uL 20313231≥+= 31R 、32R 、31RP 不能取得太大,否则运放漂移电流影响不能忽略不计。同时也不能太

小,否则流过电流将超出运放输出能力。一般取几千欧至几百千欧。取31RP =470Ωk ,

31R =32R =47Ωk ,取值正确与否代入上式进行验算。

)8.20(114747*********dB R R RP A uL

=+=+= 满足设计要求。 由于)2/(132311C RP f L π=则可求得32C

F

f RP C L μπ008.0)2/(113132== 取标称值0.01μF ,F C C μ01.03231

==

可得 421333R R R R R R c b a =====

Ω===k R R R 47323134

Ω==k R R a 14134

因此 10/)(33≥+=R R R A a uH

Ω=≈k R R a 1.1410/3

取标称值Ω=k R 133。

由于)2/(133332C R f H π=则可求得33C

pF f R C H 490)2/(123333==π

取标称值pF C 51033=。

32RP 与31RP 等值取470Ωk ,级间耦合与隔直电容4124C C =,取10μF 。

采用集成运放构成音调控制器。

3.2音调控制电路及仿真图

1.音调控制电路如图3.2所示。

图 3.2 音调控制器电路

2.音调控制电

路仿真图如图3.3

3.3音调控制器的低频电路

设电容C 1 = C 2 >>C 3 , 在中低音频区,C 3 可以视为开路,在中高音频区,C 1,C 2 可视为短路。

1当f

端,对应于低频衰减最大的情况。分析表明,图(a )所示电路是一个一介有源低通滤波器,

其增益函数的表达式为:

A (j )=Vi V 0= - 121R RP RP +×12/)(1/)(1ωωωωj j ++ 式中 ,1=1/(RP 1C 2)或 f l1=1/(2

RP 1C 2),2=(RP 1+R 2)/(RP 1R 2C 2)或f l2 =(R 1+R 2)/(2RP 1R 2C 2)

当f

时电压增益

A VL =(RP 1+R 2)/R 1

在f=f ll 时,因为f l2=10f l1故可求得

A v1= -j j R R RP ++?+11.01121 模 A v1=(RP 1+R 2)/2R 1

此时电压增益Av 1相对下降3dB

在f=f l2时,可得

Av 2= - j

j R R RP 1011121++?+

模 Av2 = -10

2121?+R R RP =0.14A vl 此时电压增益相对A vl 下降17dB 。

同理可以得出图3.3.3(b )所示电路的相应表达式,其增益相对于中频增益为衰减量。

音调控制器低频时的幅频特性曲线如图3.1中左半部分的实线所示。

3.4音调控制器的高频电路

当f>f0时,音调控制器的高频等效电路如图3.3.4所示。

由于此时可将C1,C2视为短路,R4与R1,R2组成星型连接,将其转换成三角形连接后的

电路如图3.3.5所示。电阻的关系为

R a =R 1 +R 4+( R 1R 4 /R 2)

R b =R 4 +R 2 +(R 4R 2 /R )

Rc=R 1 +R 2 +(R 2R 1/R 4)

若取R 1=R 2=R 4 ,则有

Ra=R b =Rc=3R 1=3R 2=3R 4

图取的高频等效电路如图3.3.7所示,其中,图(a )为RP 2的滑臂在最在最左端时,对于

高频提升最大的情况:图(b )为RP 2的滑臂在最右端时,对应于高频衰减最大的情况。分

析表明,图(a )所示电路为一价有源高通波器,其增益函数的表达式为

A (j )=4

3/)(1/)(10ωωωωj j Ra Rb Vi V ++?-=

式中3=1/[(R a +R 3)C 3]或f H1=1/ [2(R a +R 3)C 3]

4=1/(R 3 .C 3) 或f H2 =1/(2R 3C 3)

与分析低频等效电路的方法相同(从略),得到下列公式。

当f

A v3=2A vo

此时电压增益相对于AV3相对于A V0提升了3d B 。在f=f H2时,

A V4=10/2A V0

此时电压增益AV 4相对于AV 0提升17d B

当f > f H2时,C 3 视为短路,此时电压增益

A VH =(R a +R 3)/R 3

同理可以得出图(b )所示电路的相应的表达式,其增益相对于中频增益为衰减量。音调控

制器高频时的幅频特性曲线3.1中右半部分实线所示。

实际应用中 ,通过先提出对低频区LX f (或1L f )和2L f (或(2H f )

即 2l f =lx f .6/2x

1H f =hx f / 6/2

x

4.功率放大器的设计

功率放大器(简称功放)的作用是给音响放大器的负载RL(扬声器)提供一定的输出功率.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,功率放大器的常见电路形式有OTL(单电源供电的互补推挽电路)电路和OCL(乙类双电源互补对称功率放大电路)电路,有用集成运算放大器(简称运放)和晶体管组成的功率放大器,也有专用集成电路功率放大器。

4.1 集成运放与晶体管组成的功率放大器

由集成运放与晶体管组成的OCL功率放大器电路如图4.1所示,其中,运放为驱动级,晶体管T1~T4级成复合式晶体管互补对称电路。

4.2 功率放大器电路工作原理

三极管T1、T2为相同类型的NPN管,所组成的复合管仍为NPN型。T3、T4为不同类型的晶体管,所组成的复合管的导电极性由第一只决定,即为PNP型。R4、R5、RP2及二极管D1、D2所组成的支路是两对复合管的基极偏置电路,静态是支路电流I0可由下式计算:

I

0=(2Vcc-2V

D

)/(R

4

+R

5

+RP

2

)

式中,VD为二极管的正向压降。

为减小静态功耗和克服交越失真,静态时T1、T3应工作在微导通状态,即满足下列关系:

V AB V

D1

+V

D2

V

BE1

+V

BE3

称此状态为有甲乙类状态。二极管D1、D2与三极管T1、T3应为相同类型的半导体材料,如图D1、D2为硅二极管2CP10,则T1、T3也应为三极管。RP2用于调整复合管的微导通状态,其调节范围不能太大,一般采用几百欧姆或1K电位器(最好采用精密可调电位器)。安装电路时首先应使RP2的阻值为零,在调整输出级静态工作电流或输出波形的交越失真时再逐渐增大阻值。否则会因RP2的阻值较大而使复合管损坏。

R6、R7用于减小复合管的穿透电流,提高电路的稳定性,一般为几十欧姆至几百欧姆,R8、R9为负反馈电阻,可以改善功率放大器的性能,一般为几欧姆。R10、R11称为平衡电阻使T1、T3的输出对称,一般为几十欧姆至几百欧姆。R12、C3称为消振网络,可改善负载为扬声器时

的高频特性。因扬声器呈感性,易引起高频自激,此容性网络并入可使等效负载呈阻性。此

外,感性负载易产生瞬时过压,有可能损坏晶体三极管T 2、T 4。R 12、C 3的取值视扬声器的频

率响应而定,以效果最佳为好。一般R 12为几十欧姆,C 3为几千皮法至0.1F 。

功放在交流信号输入时的工作过程如下:当音频信号V i 为正半周时,运放的输出电压V c

上升,VB 亦上升,结果T 3、T 4截止,T 1、T 2导通,负载R L 中只有正向电流i L ,且随V i 增加

而增加。反之,当V i 为负半周时,负载R L 中只有负向电流i L 且随V i 的负向增加而增加。只

有当V i 变化一周时负载R L 才可获得一个完整的交流信号。

4.3 静态工作点设置

设电路参数完全对称。静态时功放的输出端O 点对地的电位应为零,即V O =0,常称O 点

为“交流零点”。电阻R 1接地,一方面决定了同相放大器的输入电阻,另一方面保证了静态

时同相端电位为零,即V+=0。由于运放的反相端经R 3、RP 1接交流零点,所以V-=0。故静态

时运放的输出Vc=0。调节RP 1电位器可改变功放的负反馈深度。电路的静态工作点主要由

I 0决定,I 0过小会使晶体管T 2、T 4工作在乙类状态,输出信号会出现交越失真,I 0过大会增

加静态功耗使功放的效率降低。综合考虑,对于数瓦的功放,一般取I 0=1mA ~3mA ,以使T 2、

T 4工作电甲乙类状态。

由设计要求可知,Av=2131R RP R Vi PoRL Vi Vo ++== 若取R2=0.1K ,则R3+RP1=34.5K 。现取R3=10K ,RP1=47K 。

因为功放级前级是音调控制电位器(设4.7k ),则取R1=47k 以保证功放级的输入阻抗

远大于前级的输出阻抗。

若取静态电流I0=1mA ,因静态是Vc=0,由已知可得

I 04

7.0624R V V RP R VD Vcc -=+- (设RP20) 则R 4=5.3k

取标称值5.1k

其它元件参数的取值如图4.1所示。

功率放大器的仿真波形如图4.2所示

4.4功率放大器原理图

功率放大器原理图如图4.4

图 4.4 功率放大器原理图

1.外部元件的设定说明及选用:

R F、C F与内部电阻R11组成交流负反馈支路,控制功放级的电压增益A VF,即

A VF=1+R11/R F ≈R11/R F=33

C B为相位补偿电容。C B减小,带宽增加,可消除高频自激。C B般取几十皮法至几百皮法,现取C B =51pF。

C C为OTL电路的输出端电容,两端的充电电压等于V CC/2,C C一般取耐压值远大于V CC/2的几百微法的电容。现取C C=470μF。

C D为反馈电容,消除自激振荡,C D一般取几百皮法,现取C D=560pF。

C H为自举电容,使复合管T12、T13的导通电流不随输出电压的升高而减小,取C H=220μF。

C3、C4可滤除纹波,一般取几十微法到几百微法,现取C3=220μFC4=100μF。

C2为电源退耦滤波,可消除低频自激,取C2=220μF。

5.音响放大器的测试方法

1.额定功率

音响放大器输出失真度小于某一数值(如<5%)时的的最大功率称为额定功率,即P0=U02/R L

式中 R L额定负载阻抗;

U0(有效值)R L两端的最大不失真电压。

测量P0的条件:信号发生器输出频率f1=1kHz,输出电压U i=20 mV,音调控制器的两个电位器RP1、RP2置于中间位置,音量控制电位器RP3置于最大值,双踪示波器观测U i及U0的波形,失真度测量仪监测U0的波形失真。测量P0的步骤是:功率放大器的输出端接额定负载电阻R L(代替扬声器),输入端U i,逐渐增大输入电压U i,直到U0的波形刚好不出现削波失真(或<3%)此时对应的输出为最大输出电压,可算出额定功率P0。

请注意,最大输出电压测量后应迅速减小U i,否则会因测量时间太久而损坏功率放大器。

2.频率响应

放大器的电压增益对于中音频f0(1kHz)的电压增益下降3dB时所对应的低音频率f L和高音频率f H称为放大器的频率响应。测量条件同上,调节RP3使输出电压约为最大输出电压的50%。测量步骤是:话筒放大器的输入端接U i=5mV,输出端接音调控制器,使信号发生器的输出频率f i从125Hz20kHz变化(保持U i=5 mV不变),测出负载电阻R L上对应的输出电压U0,用半对数坐标纸绘出频率响应曲线,并在曲线上标注f L与f H值.

3.音调控制特性

Ui(=125mV)从音调控制级输入端耦合电容加入,U0从输出端耦合电容引出。先测1kHz处的电压增益Au(≈0dB),再分别测低频等性。测低频等性:将RP1的滑臂分别置于最左端和最右端时,频率从50Hz 20kHz变化,记下对应的电压增益。最后绘制音调特性曲线,并标注f L1、f x、f L2、f0(1kHz)、f H1、f H2等频率对应的电压增益。

4.输入阻抗

从音响放大器输入端(如话筒放大器输入端)看进去的阻抗称为输入阻抗R i。如果接高阻的话筒,R i应远大于20k.接电唱机,R i应远大于500k。R i的测量方法与放大器的输入阻抗测量方法相同。

5.输入灵敏度

使音响放大器输出额定功率时所需的输入电压(有效值)称为输入灵敏度。测量条件与额定功率的测量相同,测量方法是,使U i从零开始逐渐增大直到U0达到额定功率值时对应的电压值,此时对应的U i值即为输入灵敏度。

6.噪声电压

音响放大器的输入为零时,输出负载R L上的电压称为噪声电压U N。测量条件同上,测量方法是,使输入端对地短路,音量电位器为最大值,用不波器观测输出负载R L的电压波形,用交流电压表测量其有效值。

7.整机效率

=(P0/P c)×100%试中 P0——输出的额定功率;

P c——输出额定功率时所消耗电源功率。

6.电路设计的根据及晶体管的选择

6.1电路确定

电路形式主要有级间耦合方式各级电路形式和偏置电路形式。

1.选定级间耦合方式:

通常有:阻容耦合,直接耦合和变压器耦合。

阻容耦合和直间耦合可以做到体积小,成本低,频率响应好,应用比较多。在这里用阻容耦合。

2.前置级电路的确定:前置级分为输入级和中间级

⑴输入级的要求

a 要适合信号源的需要;

b 输出阻抗要和次级匹配;

c 噪声系数要小(NF)一般是满

足输入阻抗为主。要求阻抗高时可以用共集电极电路或场效应管。若要求阻抗低时可以用共基极电路,还可以加负反馈电路。

注意的是在输入级工作电频低噪声影响较大,要尽量减小影响:在选择元器件时要选噪声系数小的(场效应管),选用热噪声小的电阻元件;还可以通过减小静态工作电流、,还有放大器的频带不宜过宽。

⑵中间级电路

中间级电路主要是提高增益,主要考虑提高放大倍数。经常使用晶体管共射极电路,但如果是宽频放大电器还可以将共基,共集和共发射极电路搭配使用。

3.输出级电路的选择

输出级的主要目的是让负载得到足够大的功率,电路的形式与负载要求有关。

负载电阻低时,采用射极输出器,互补对称电路,或者也可以用变压器匹配输出。电阻大时可采用共射极放大器或共基极电路。

4.偏置电路的选择

为了保证电路的稳定性对偏置电路的选择有很严格的要求,主要从稳定性和结构简单,还有经济等方面考虑,可以采用固定偏置或稳定偏置。;比较常用的有基极分压射极接有电流负反馈电阻的形式。

6.2选择晶体管或集成运放

目前用的比较多的是双极型三极管;

对它的选择有一定的要求:

⑴为保证上限频率要求:f1应足够大,一般f1﹥(5~10)f2(f2为放大器的上限截止频

率)

⑵选择管子时要还要考虑下级限参数

A晶体管工作是最大反向电压

B 晶体管工作时的最大电流

C 晶体管工作时的最大管耗

⑶为提高放大倍数,应选择放大系数大的晶体管,但也不要太大则稳定性差,一般硅

管在40~150左右就可以了。在前置级中还要注意NF较小的晶体管。

7.电路安装与调试技术

1.合理布局,分级装调

音响放大器是一个小型电路系统,安装前要将各级进行合理布局,一般按照电路的顺序一级一级地布局,功放级应远离输入级,每一级的地线尽量接在一起,连线尽可能短,否则很

音响课程设计报告(模板)

音响电路设计 课程名称:音响放大器设计 内容摘要:(1)了解音响放大器的基本组成和总体设计 (2)了解音响放大器各组成部分的具体设计 (3)了解其安装及调试过程 设计要求: 1设计一个音响放大器,要求具有音调控制、音量控制等功能,可接入电脑音频信号、录音机线路输出信号等扩音,或作为有源音箱等; 2电路基本要求内含前置放大、音调控制、功率放大等; 3画出音响放大器的电路原理图,分析各部分电路的工作原理; 4电路制作与调试; 5简易故障的判定及排除。 一、设计的作用和目的以及意义 在很多电气设备中都有音响功率放大器,集成音响功率放大器具有工作稳定、性能好、易于安装调试、成本低等优点。集成功放加上前置放大器、音调控制电路就可构成音响放大器。前置放大主要完成对输入信号的放大,一般要求输入阻抗高,输出电阻低,频带宽,噪声小;音调控制主要实现对输入信号高、低音的提升和衰减;功率放大器决定了整机的输出功率、非线性失真系数等指标,要求功率高、失真尽可能小、输出功率大。 目的: 1.通过多语音放大器的设计,掌握低频小信号放大电路的工作原理和设计方法。 2.进一步理解集成运算放大器和集成功放的工作原理,掌握有源滤波器和功放电路的设计过程。 3.了解一般电子电路的设计过程和装配与调试方法。 设计意义: 1. 音响技术的发展经历了电子管、晶体管、场效应管的历史时期,在不同的历史时期都各有其特点。预计音响技术今后的发展主流为数字音响技术。 2. 通过音响放大器设计,使我们认识到一个简单的模拟电路系统,应当包括信号源、输入级、中间级、输出级和执行机构。信号源的作用是提供待放大的电信号,如果信号是非电量,还须把非电量转换为电信号,然后进入输入级,中间级进行电流或电压放大,再进入输出级进行功率放大,最后去推动执行机构做某项工作。

音频功率放大器设计实验报告

题目:音频功率放大器电路 音频功率放大器设计任务 1、基本要求 (1)频带范围 200Hz —— 10KHz,失真度 < 5%。 (2)电压增益 >= 20dB。 (3)输出功率 >= 1 W (8欧姆负载)。 (4)功率放大电路部分使用分立元件设计。 发挥部分 (1)增加音调控制电路。 (2)增加话筒输入接口,灵敏度 5mV,输入阻抗 >> 20 欧姆。 (3)输出功率 >= 10W (8欧姆负载)。 (4)其他。 目录 1 引言····························································· 2 总体设计方案·····················································2.1 设计思路······················································· 2.2 总体设计框图··················································· 3 设计原理分析·····················································3.1设计总原理图 3.2设计的PCB电路图 ··· 1 引言 在现代音响普及中,人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同,令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以,就高保真度功放而言,应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。

音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域,几十年来,人们为之付出了不懈的努力,无论从线路技术还是元器件方面,乃至于思想认识上都取得了长足的进步。本次设计旨在熟悉设计流程,达到基本指标。 2 总体方案 根据实验要求,本次设计主要是也能够是用集成功放TDA2030为主的电路 一、电路工作原理 图1所示电路为音频功率放大器原理图,其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片,输出功率大于10W,频率响应为10~1400Hz,输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级,且有短路保护和过热保护,可确保电路工作安全可靠。TDA2030使用方便、外围所需元器少,一般不需要调试即可成功。 RP是音量调节电位器,C1是输入耦合电容,R1是TDA2030同相输入端偏置电阻。 R2、R3决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为 (R2+R3)/R2=(0.68+22)/0.68=33.3倍,C2起隔直流作用,以使电路直流为100%负反馈。静态工作点稳定性好。 C4、C5为电源高频旁路电容,防止电路产生自激振荡。R4、R5称为茹贝网路,用以在电路接有感性负载扬声器时,保证高频稳定性。VD1、VD2是保护二极管,防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。 2.电流反馈 电流反馈是指在一个反馈电路中,若反馈量与输出电流成正比则为电流反馈;若反馈量与输出电压成正比则为电压反馈。通常可以采用负载短路法来判断。 从概念上说,若反馈量与输出电压(有时不一定是输出电压,而是取样处的电压)成正比则为电压反馈;若反馈量与输出电流(有时不一定是输出电流,而是取样处的电流)成正比则为电流反馈。在判断电压反馈和电流反馈时,除了上述方法外,也可以采用负载短路法。负载短路法实际上是一种反向推理法,假设将放大电路的负载电阻RL短路(此时,),若

音频功率放大器的设计与制作

电子技术课程设计报告 设计课题:音频功率放大器的设计与制作 拔河游戏机的设计与制作

模电部分 音频功率放大器的设计与制作 一、设计任务与要求 1)话筒放大器和前置放大器由于话筒的输出信号一般只有5mV左右,而输出阻抗达到20kΩ(也有低输出阻抗的话筒如20Ω,200Ω等),所以话筒放大器的作用是不失真的放大声音信号(最高频率达到20kHz)。其输入阻抗应远大于输出阻抗。前置放大器要求失真小、通频带宽。 2)电子混响器电子混响器的作用是用电路模拟声音的多次反射,产生混响效果,使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。该部分电路有专用电路可以选用,不作设计要求。 3)音调控制器音调控制器的作用是控制、调节音响放大器输出频率的高低,音调控制器只对低音频或高音频的增益进行提升或衰减,中音频增益保持不变。这部分参考电路较多,要求通过仿真进行选取,并进行必要的计算。 4)功率放大器功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL(扬声器)提供一定的输出功率。当负载一定时,希望输出的功率尽可能的大,输出信号的非线性失真尽可能小,效率尽可能高。功率放大器的常见电路形式有单电源供电的OTL电路和正负双电源供电的OCL 电路。有专用集成电路功率放大器芯片。可采用由集成运算放大器和晶体管组成的功率放大器,要求进行必要的计算和计算机仿真。 设计参数 ①放大器的失真度<1%。 ②放大器的功率>1W。 ③放大器的频响为50Hz—20kHz。 ④音调控制特性为自选。 (3)设计要求 1)调研,查找并收集资料。 2)总体设计,画出框图。

3)单元电路设计。 4)电气原理设计---绘制原理图。 5)参数计算——列元器件明细表。 6)用EWB对设计电路进行仿真实验,并给出仿真结果及关键点的波形。 7)撰写设计说明书。 8)参考资料目录。 二、方案设计与论证 2.1 音响模块流图 图2-1电路整体框图 话音放大器:话音放大器的作用是不失真地放大音频信号。 电子混响器:电子混响器是用电路模拟声音的多次反射,产生混响效果,使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。 混合前置放大器:混合前置放大器的作用是将音乐信号和电子混响后的声音信号混合放大。 音调控制器:音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性。 功率放大器:功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL提供一定的输出功率 电路方案的比较与论证 2.2话音放大电路的比较与论证 方案一:采用uA741运算放大器设计电路,uA741通用高增益运算通用放大器,早些年最常用的运放之一。应用非常广泛,双列直插8脚或圆筒8脚封装。工

音响放大器设计 东南大学

东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称:电子电路实践 第次实验 实验名称:音响放大器设计 院(系):专业: 姓名:学号: 实验室: 实验组别: 同组人员:实验时间:年评定成绩:审阅教师:

实验五音响放大器设计 【实验内容】 设计一个音响放大器,性能指标要求为: 功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能、音调可调(选作) 额定功率≥0.5W(失真度THD≤10%) 负载阻抗10Ω 频率响应f L≤50Hz f H≥20kHz 输入阻抗≥20kΩ 话音输入灵敏度≤5mV 音调控制特性(扩展) 1kHz处增益为0dB,125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围1.基本要求 功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能 额定功率≥0.5W(失真度THD≤10%) 负载阻抗10Ω 频率响应f L≤50Hz f H≥20kHz 输入阻抗≥20kΩ 话音输入灵敏度≤5mV 2.提高要求 音调控制特性1kHz处增益为0dB,125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围。 3.发挥部分 可自行设计实现一些附加功能 【实验目的】 1.了解实验过程:学习、设计、实现、分析、总结。 2.系统、综合地应用已学到的模拟电路、数字电路的知识,在单元电路设计的基础上,利用multisim软件工具设计出具有一定工程意义和实用价值的电子电路。 3.通过设计、调试等环节,增强独立分析与解决问题的能力。 【报告要求】 1.实验要求: (1)根据实验内容、技术指标及实验室现有条件,自选方案设计出原理图,分析工作原 理,计算元件参数。 话音放大器:

由于话筒的输出信号一般只有5mV 左右,而输出阻抗可能高达到20k 。所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到20kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。话筒接入后可能会啸叫,这一般是话筒外壳接地不善引起的。在话筒输入和地直接接一47uF 电容,啸叫基本消除。 由于话筒的输出信号一般只有5mV 左右,而输出阻抗达到20k Ω(也有低输出阻抗的话筒,如20Ω,200Ω等),所以话筒放大器的作用是不失真地放大声音信号(取频率lkHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。 话筒放大器由如图所示电路组成,即由A1组成的同相放大器,具有很高的输入阻抗,能与高阻话筒配接作为话筒放大器电路。 满足:Uo=(1+R4/R1)Ui , 取RF=100K Ω,R1=20 K Ω 其放大倍数AV1为:AV1=1+RF/R1=6 电路中的电容均用来滤波。 混合前置放大器: 混合前置放大器的作用是将mp3输出的声音信号与话音信号混合放大,其电路如下图所示。从图中可以看出,输出电压与输入电压之间的关系为:121 2f f o i i R R v v v R R ?? =-+ ???,式中,1 i v 为话筒放大器的输出信号,2i v 为放音机的输出信号。在实验过程中可调节电位器R1和R2以调整增益。 音调控制器:

音响放大器课程设计

音响放大器的设计 摘要:音响放大器所需要设计的电路为话筒放大器,音调控制器及功率放大器。话音放大器的作用是不失真的放大声音信号(最高信号达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗;音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性,因此音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器组成。 关键词:音响放大器;话放级;音调控制级;功放级 1设计内容 1.1设计目的 (1)学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤,培养综合设计与调试能力。 (2)学会音响放大器的设计方法和性能指标测试方法。 (3)培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。 1.2设计要求 (1)设计并制作一个音响放大器,主要技术指标要求: ①额定功率:P。>=1W ②负载阻抗:R=8Ω ③频率范围:40Hz~10kHz ④话放级输入灵敏度:5mV ⑤输入阻抗:R>>20Ω ⑥系统的总电压增益A>560倍(55dB) (2)设计电路结构,选择电路元件,计算确定元件参数,画出实用原理电路图。 (3)自拟实验方法、步骤及数据表格,提出测试所需仪器及元器件的规格、数量,交指导教师审核。 (4).批准后,进实验室进行组装、调试,并测试其主要性能参数。 1.3参考方案 (1).电路图设计

①确定目标:设计整个系统是由那些模块组成,各个模块之间的信号传输,并画出音响放大器方框图。 ②系统分析:根据系统功能,选择各模块所用电路形式。 ③参数选择:根据系统指标的要求,确定各模块电路中元件的参数。 ④总电路图:连接各模块电路。 (2).电路安装、调试 ①为提高学生的动手能力,学生自行焊接电路板。 ②在每个模块电路的输入端加一信号,测试输出端信号,以验证每个模块能否达到所规定的指标。 ③重点调试每一级的输出波形。 ④将各模块电路连起来,整机调试,并测量该系统的各项指标。 2设计方案: 2.1设计方案分析论证 (1).音响放大器设计思路 ①由于话筒的输出信号一般只有5mV左右,而输出阻抗达到20kΩ(亦有低输出阻抗的话筒如20Ω,200Ω等),所以话音放大器的作用是不失真的放大声音信号(最高信号达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。 ②音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性,由其特性可知音调控制器只对低音频与高音频的增益进行提升和衰减,因此,音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器组成。 ③功放级的作用是给音响放大器的负载提供一定的输出功率。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的小,效率尽可能提高。

音响放大器课程设计与制作模电课程设计

课程设计任务书学生姓名:专业班级: 指导教师:工作单位:信息工程学院 题目: 音响放大器设计与制作 初始条件:集成芯片LM324三块,LM386一块,瓷片电容,电解电容,电位器若干,4Ω/扬声器一个。 要求完成的主要任务: (1)技术指标如下: a.输出功率:; b.负载阻抗:4欧姆; c.频率响应:fL~fH=50Hz~20KHz; d.输入阻抗:>20K欧姆; e.整机电压增益: >50dB; (2)电路要求有独立的前置放大级(放大话筒信号)。 (3)电路要求有独立的功率放大级。 时间安排: 2016年1月10日查资料 2016年1月11,12日设计电路 2016年1月13日仿真 2016年1月14日,15日实物调试 2016年1月16日答辩 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

目录 摘要......................................................... ABSTRACT ...................................................... 1电路方案的比较与论证........................................ 音响放大器的总设计........................................... 放大电路的比较与论证........................................ 音频功率放大电路的比较与论证................................ 2核心元器件介绍............................................... LM324的介绍................................................. LM386的介绍................................................. 3电路设计 .................................................... 直流稳压电源电路的设计...................................... 话音放大器.................................................. 混合前置放大器.............................................. 音调控制器.................................................. 功率放大电路的设计.......................................... 总电路图 (18) 4用MULTISIM进行仿真.......................................... 话放与混放性能测试.......................................... 单独功放性能测试 (20)

音频功率放大器实验报告

一、实验目的 1)了解音频功率放大器的电路组成,多级放大器级联的特点与性能; 2)学会通过综合运用所学知识,设计符合要求的电路,分析并解决设计过程中遇到的问题,掌握设计的基本过程与分析方法; 3)学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试,学会Altium Designer使用进行PCB制版,最后焊接做成实物,学会对实际功放的测试调试方法,达到理想的效果。 4)培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。 二、实验要求 1)设计要求 设计并制作一个音频功率放大电路(电路形式不限),负载为扬声器,阻抗8Ω。要求直流稳压电源供电,多级电压、功率放大,所设计的电路满足以下基本指标: (1)频带宽度50Hz~20kHz,输出波形基本不失真; (2)电路输出功率大于8W; (3)输入阻抗:≥10kΩ; (4)放大倍数:≥40dB; (5)具有音调控制功能:低音100Hz处有±12dB的调节范围,高音10kHz 处有±12dB的调节范围; (6)所设计的电路具有一定的抗干扰能力; (7)具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。 发挥部分: (1)增加电路输出短路保护功能; (2)尽量提高放大器效率; (3)尽量降低放大器电源电压; (4)采用交流220V,50Hz电源供电。 2)实物要求 正确理解有关要求,完成系统设计,具体要求如下: (1)画出电路原理图; (2)确定元器件及元件参数; (3)进行电路模拟仿真; (4)SCH文件生成与打印输出;

(5)PCB文件生成与打印输出; (6)PCB版图制作与焊接; (7)电路调试及参数测量。 三、实验内容与原理 音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备,它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分,如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1)前置放大级 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大,然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种,如传声器(话筒)、电唱机、录音机(放音磁头)、CD 唱机及线路传输等,这些声音源的输出信号的电压差别很大,从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的,这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话,对于输入过低的信号,功率放大器输出功率不足,不能充分发挥功放的作用;假如输入信号的幅值过大,功率放大器的输出信号将严重过载失真,这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器,以便使放大器适应不同的输入信号,或放大,或衰减,或进行阻抗变换,使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中,除了信号的幅度差别外,它们的频率特性有的也不同,如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形,即低音被衰减,高音被提升。对于这样的输入信号,在进行功率放大器之前,需要进行频率补偿,使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态,即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号,一般只需将输入信号进行放大和衰减,不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配;二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱,一般只有100μV~几毫伏,所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路,对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器,首先要选择低噪声的晶体管,另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小,而且它几乎与静态工作点无关,在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下,

音响放大器课程设计与制作-覃文博

课程设计任务书 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作单位:信息工程学院 题目: 音响放大电路的设计仿真与实现 初始条件: 可选元件:集成功放,电容、电阻、电位器若干;或自选元器件。 可用仪器:示波器,万用表等。 要求完成的主要任务: (1)设计任务 根据技术指标和已知条件,完成对音频功率放大器的设计、仿真、装配与调试,并自制直流稳压电源。 (2)设计要求 ①设计一个失真小,具有话筒放大,电子混响、混合前置放大、音调控制、功率放大的音 响放大电路;输出功率1W左右,负载电阻8Ω;频率响应20~20KHz以内,输入阻抗大于20kΩ。 ② 选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。 ③ 利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图,确定电路元件参数、掌握电路工作原理 并仿真实现系统功能。 ④ 安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 ⑤ 选做:利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。 时间安排: 1、前半周,完成仿真设计调试;并制作实物。 2、后半周,硬件调试,撰写、提交课程设计报告,进行验收和答辩。 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

目录 摘要 (3) 1.1设计任务 (3) 1.2设计要求和技术指标 (3) 1.3发挥部分 (3) 2设计总体方案 (4) 2.1 音响模块流图 (4) 2.2电路方案的比较与论证 (4) 3 核心元器件介绍 (6) 3.1集成功放TDA2030A简介 (6) 3.2 LM324的介绍 (7) 4各模块电路原理与总电路图 (9) 4.1话音放大器 (9) 4.2电子混响器 (10) 4.3混合前置放大器 (11) 4.5功率放大器 (16) 5音响放大器的技术指标及测试方法 (18) 5.1额定功率 (18) 5.2音调控制曲线 (18) 5.3输入阻抗 (18) 5.4噪声电压 (18) 参考文献 (20)

音频功率放大电路实验报告分析

实验报告 课程名称: 电路与模拟电子技术实验 指导老师: 成绩:__________________ 实验名称: 音频功率放大电路 实验类型: 研究探索型实验 同组学生姓名:__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验内容和原理(必填) 音频功率放大电路,也即音响系统放大器,用于对音频信号的处理和放大。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分。 作为音响系统中的放大设备,它接受的信号源有多种形式,通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大,因此,音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器,希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足,。 为了充分地推动扬声器,通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率,而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示,按其构成,可分为前置放大级,音调控制级和功率放大级三部分。 装 订 线

前置放大电路: 前置放大级输入阻抗较高,输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大,为了减小噪声,前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为:23 1R R A vf + = 输入电阻:1R R if = 输出电阻:0of =R 功率放大级: 对于功率放大级,除了输出功率应满足技术指标外,还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配,否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电,缺点是输出要通过大电容与负载耦合,因此低频响应较差;OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合,频响特性较好,但需要用双电源供电。(实验室提供本功能模块) 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高,失真小,输出功率大,外围电路简单等特点,采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端;2脚为反相输入端;3脚为负电源;4脚为输出端; 5脚为正电源。 功放级电路中,电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载,其作用是把扬声器的电感性负载补偿接近纯电阻性,避免自激和过电压。 图中通过R10、R9、C9引入了深度交直流电压串联负反馈。由于接入C9,直流反馈系数F ′=1。对于交流信号而言,

音响放大器课程设计与制作.

课程设计 题目音响放大器的设计与制作学院信息工程学院 专业通信工程 班级0905 姓名刘洋 指导教师 2010 年月日

武汉理工大学信息学院模电课程设计 课程设计任务书 学生姓名:刘洋专业班级:通信0905班 指导教师:工作单位:信息工程学院 题目: 音响放大器设计与制作 初始条件: 1.TDA2030A 2.LM324 要求完成的主要任务: (1)技术指标如下: a.输出功率:0.5W; b.负载阻抗:4欧姆; c.频率响应:f L~f H=50Hz~20KHz; d.输入阻抗:>20K欧姆; e.整机电压增益: >50dB; (2)电路要求有独立的前置放大级(放大话筒信号); (3)电路要求有独立的功率放大级。 参考书: 1.《电子线路设计·实验·测试》第三版,谢自美主编,华中科技大学出版社 2.《通信电子线路》第二版,刘泉主编,武汉理工大学出版社 3.《高频电子线路》第三版张肃文主编高教出版社 时间安排: 第18周理论讲解。 第19周理论设计、实验室安装调试,地点:鉴主13楼通信工程综合实验室、鉴主15楼通信工程实验室(1) 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

音响放大器的设计与制作 学生姓名:刘洋 内容摘要: 本文介绍了音响的构成、功能、及工作原理,它由TDA2030芯片所组成的功放电路,LM324四运放大器为前置放大和音调放大构成,本身具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点。而TDA2030一款输出功率大,最大功率到达35W 左右,静态电流小,负载能力强,动态电流大既可带动4-16Ω的扬声器,电路简洁,制作方便、性能可靠的高保真功放,并具有内部保护电路。本设计的功能是将输入音频信号进行放大,是一种可普遍用于家庭音响系统、立体声唱机等电子系统中,便于携带,适用性强。 关键词:TDA2030 OTL 输出功率 LM324 Audio amplifier design and production Abstract: This article describes the sound of the composition, function, and principle, it is formed by the TDA2030 chip power amplifier circuit, LM324 quad op amp as the preamp and tone to enlarge constitute itself with supply voltage range, the static power consumption can be a single power use and low cost advantages. The TDA2030 a high output power, maximum power reaches 35W or so, the static current, load capacity, dynamic current can drive large 4-16Ωspeaker, circuit simplicity, making convenient and reliable high-fidelity power amplifier, and an internal protection circuit. This design feature is the input audio signal amplification, Is generally available for home audio systems, stereo player and other electronic system, portable applicability. Key words :TDA2030 OTL Output power LM324

音响系统放大器课程设计

音响放大器的设计 内容摘要:㈠了解音响放大器的基本组成和总体设计 ㈡了解音响放大器各组成部分的具体设计 ㈢了解Multisim8的基本操作和命令 ㈣利用Multisim8设计实验电路并进行仿真验证 ㈤音响放大器的实物安装与调试 设计要求:设计一个音响放大器,要求具有音调输出控制,卡拉OK伴唱,对话筒与录音机的输出信号进行扩音。已知话筒的输出电压为5mV,录音机的输出信号为100mV,电路要求达到的主要技术指标如下: 1 额定功率Po=0.5W(失真度<10%); 2负载阻抗R=20Ω(Vs=15V); 3 频率响应fl~fH=40Hz~10KHz; 4音调控制特性:1KHz处增益为0dB,40Hz和10KHz处有±12dB的调节范围,A VL=A VH>=+20dB;输入阻抗Ri>>20Ω 总体方案选择的论证: 本次实验主要通过对音响放大器的设计,来了解音响放大器的组成, 掌握音响放大器的设计方法,学会综合运用所学的知识对实际问题进行分 析和解决。 音响放大器的基本组成如图2-1所示。 从上图可以看到,音响放大器主要由语音放大器、混合前置放大器、 音调控制器和功率放大器等电路组成。设计时先确定整机电路的级数,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。本题需要设计的电路为语 音放大器、混合前置放大器、音调控制器和功率放大器。根据题意的要求,

可得各级的增益分配如图2-2所示 最后,根据上图的增益分配,调节各个放大级的参数,便设计出理想 的音响放大器了。 单元电路的设计 1、语音放大器 由于话筒的输出信号一般只有5mv 左右,而输出阻抗达到20K Ω,所 以要求语音放大器的输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗,而且不失真地放大声音信号,频率也应满足整个放大器的要求。因此,语音放大器可采用集成运放组成的同相放大器构成,具体电路如图2-3所示。图中,放大器的增益 f VF 1 R A 1R =+。 由于要求语音放大级的放大倍数为7.5,所以选择i R 10K =Ω,f R 采用 阻值为100K Ω的电位器,使放大器可以根据需要调整。 2、混合前置放大器 混合前置放大器的主要作用是将磁带放音机的音乐信号与语音放大器 的输出声音信号进行混合放大,可采用反相加法器实现,具体电路如图2-4所示。从图中可以看出,输出电压与输入电压之间的关系为: 1212f f o i i R R v v v R R ?? =-+ ??? (2-1) 式中,1i v 为话筒放大器的输出信号,2i v 为放音机的输出信号。另外, 图中的'R 是平衡电阻,大小为'1R R =//2R //f R 。

音响放大电路方案与制作教案

音响放大器设计与制作教案设计<第1次课) 本次课教案 步骤一:课题引入<10分钟): 教师:《电子设计与制作》专业课程由6个实用电子产品的设计与制作工程组成,要求我们对每个工程进行任务分析、电路设计、制作与调试电路、撰写设计报告、完成工程资料、进行工程学习汇报

等内容,本课程的考核实行动态考核,总成绩由每个工程考核成绩汇总得到。音响放大器的设计与制作为第一个工程。下面我们进行本工程的设计任务分析 学生:认真体会老师介绍的学习思路和学习方法 步骤二:阅读音响放大器的设计任务书 教师:下发设计任务书资料,引导学生阅读并设问学生“一般的音响放大器由哪几个部分构成?” 设计一款额定输出功率为10 ~ 20W的音响放大器,要求能进行高低音调调节和音质补偿,电路简洁,制作方便、性能可靠。性能主要指标: 输出功率:10 ~ 20W<额定功率); 频率响应:20Hz ~ 20kHz<≤3dB) 输出阻抗:≤0.16Ω。 输入灵敏度:500mV<1000Hz,额定输出时) 学生:根据电子技术课程中所学知识进行讨论,老师启发学生思考要满足以上技术指标,必须需要哪些电路? 步骤三:音响放大器的设计任务分析 教师:设问1,要达到设计任务书中的技术指标,应当采用什么电路进行组合? 学生:回答问题,根据功能要求得出音响放大器的结构方框图 教师设问2:功放电路有哪些类型,哪些典型功放电路的输出功率能达到10W以上? 学生:通过上网或查书寻找功放电路的种类与技术指标,常见功放IC的资料。然后回答问题。 教师设问3:为什么要进行高低音音调调节,应当由什么电路来完成? 学生通过阅读引导文回答:功放系统中无论是低档机还是高档机,除了要进行音量调节外,还要有音调调节控制电路,低档音响为了节约成本往往采用阻容式音调调节,但容易使高低音相互干扰,而且缺乏力度和清晰感,听起来非常浑浊杂乱。 参考资料:根据音调调节电路在整机中的位置,有衰减式,负反馈式,衰减负反馈混合式三种电路形式,普及式音响采用第三种电路形式,NE5532组成的高中低音调音量调节控制电路;高档机采用专用音调控制IC如M6241,TDA7315,TDA7449 教师设问4:哪些功放电路能达到频响范围为20Hz ~ 20kHz<≤3dB)的技术要求? 学生回答:分立元件组成的功放电路在实际应用中,频率要远远低于截止频率才能保证晶体管的交流电流增益与其直流电流增益接近或相等,大功率晶体管的实际工作频率很难超过50KHZ,也就是说,采用低频大功率晶体管制作的功率放大器的带宽很难超过集成功率放大器的100KHZ,因此采用分立元件的音频功率放大电路的性能不如集成功率放大器。教师设问5:要达到20w的输出功率,电源供电有什么要求?

音响放大器的设计 课程设计DOC

课程设计说明书课程名称:音响放大器的设计 专业名称: 学生班级: 学生姓名: 学生学号: 指导老师:

课程设计任务书 设计目的 1)了解集成功率放大器内部电路工作原理 2)掌握其外围电路的设计与主要性能参数测试方法 3)掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术 设计要求和技术指标 1)技术指标 额定功率P≥0.3W,负载阻抗为10Ω,频率响应范围为50Hz-20KHz,输入阻抗大于20KΩ,放大倍数≥20dB。 2)设计要求 (1)设计话音放大与混合前置放大器、音调控制级、功率放大级; (2)选定元器件和参数,并设计好电路原理图; (3)在万能板或面包板或PCB板上进行电路安装调测; (4)测试输出功率; (5)测试输入阻抗; (6)撰写设计报告。 3)设计扩展要求 (1)能驱动额定功率P≥8W的扬声器; (2)电路电压放大级输出阻抗低,能带500Ω负载。

目录 第1章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 音频功率放大器概述 (1) 1.3 音频功率放大器概述 (2) 第2章音响放大器设计 (3) 2.1 音响放大器简介 (3) 2.2 单元电路的设计 (3) 2.2.1 话音放大器 (3) 2.2.2 混响前置放大器............................................................................... 错误!未定义书签。 2.2.3 电子混响器....................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2.4 音调控制器 (5) 2.2.5 功率放大器 (9) 2.3 总电路设计 (9) 第3章电路仿真结果 (13) 3.1 话放与混合级仿真 (13) 3.2 音调控制器的电路仿真 (13) 3.3 功率放大器的电路仿真 (15) 第4章音响放大器的安装与调试 (16) 4.1 电路安装 (16) 4.2 电路调试技术 (16) 4.3 整机功能试听 (17) 第5章心得体会 (18) 参考文献 (19) 附录A 音响放大器元件清单 (19) 附录B PCB板图 (20)

ADS-228苹果迷你小音响放大器学习资料

A D S-228苹果迷你小 音响放大器

电子竞赛作品设计报告 作品名称:ADS-228苹果迷你小音箱放大器专业年级:2015级汽车电子二班 学生姓名:费精忠 学号: 201507581222 指导教师: 电子信息工程学院 摘要

随着电子技术的发展,音箱越来越受到人们的关注和使用。音响是将电信号还原成声音信号的一种装置,还原真实性将作为评价音箱性能的重要标准。有源音箱就是带有功率放大器的音箱系统。把功率放大器与扬声器系统做成一体,构成一套完整的音响组合。而迷你音箱就是一款简单的有源音响,本文主要介绍了迷你音响的构成、功能、及工作原理,它主要是由TDA2822芯片所组成的集成功放电路构成。本身具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点。是一种可普遍用于家庭音响系统、立体声唱机等电子系统中,便于携带,适用性强。 主要:音响/TDA2822芯片/制作

目录 1 概述 (2) 1.1 迷你音响的亮点 (2) 1.2 迷你音响的发展 (2) 1.3 音响的技术指标 (2) 2 核心元器件介绍 (3) 2.1 电阻电容和二极管的介绍 (3) 2.2 TDA2822的介绍 (4) 3 电路的整体结构 (4) 3.1 电路的工作原理 (4) 3.2 功率放大器的工作原理 (4) 4 安装与调试 (5) 4.1 对元器件的前期准备 (5) 4.2 PCB的焊接与安装 (6) 4.3 音乐的调试 (7) 制作感言 (8) 参考文献 (9)

音响放大器的设计与制作 第一部分概述 1.1 迷你音响的亮点 迷你音响一般使用方便,外观华丽。并且在外形上也比较统一、美观;使用时不需要很多的时间进行调试,一般来说直接就可以使用,在操作上较为方便。在电路上,是输入一个较小的音频信号经过电位器的调制,又通过TDA-2822集成块的功率放大,经过RC回路的滤波选频,输出一个较大的可调音频信号。 1.2迷你音响的发展 从单一的收音机到现在CD、VCD、DVD、多媒体音响、GPS、车载多媒体终端等,迷你音响,正是适时而生顺势而发,适应了市场变化之需求,顺应了时代的潮流。在这期间,迷你音响随着人们审美观念的变化、住房装修风格的变化、家居文化的变化,以及互联网信息时代新产品的出现等因素的变化,人们对音响的功能、款式、造型、色彩、体积等各个方面都提出了新的要求,而传统的音响难以能够适应这种特殊的要求。迷你音响的发展,正是由于需求变化和市场环境的变化,达到随需而变、随机而变的。 1.3音响的技术指标 音响系统整体技术指标性能的优劣,取决于每一个单元自身性能的好坏,如果系统中的每一个单元的技术指标都较高,那么系统整体的技术指标则很好。其技术指标主要有六项:频率响应、信噪比、动态范围、失真度、瞬态响应、立体声分离度、立体声平衡度。 1.频率响应:所谓频率响应是指音响设备重放时的频率范围以及声波的幅度随频率的变化关系。一般检测此项指标以1000Hz的频率幅度为参考,并用对数以分贝(dB)为单位表示频率的幅度。 音响系统的总体频率响应理论上要求为20~20000Hz。在实际使用中由于电路结构、元件的质量等原因,往往不能够达到该要求,但一般至少要达到32~18000Hz。 2.信噪比:所谓信噪比是指音响系统对音源软件的重放声与整个系统产生的新的噪声的比值,其噪声主要有热噪声、交流噪声、机械噪声等等。一般检测此项指标以重放信号的额定输出功率与无信号输入时系统噪声输出功率的对数比值分贝(dB)来表示。一般音响系统的信噪比需在85dB以上。

基于multisim下的音响放大器设计与仿真

基于multisim下的音响放大器设计与仿真

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信息工程学院 课程设计报告书 题目: 基于multisim10下的音响放大器设计与仿真 课程:电子线路课程设计 专业:电气工程及其自动化 班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 2015年01月 07日

信息工程学院课程设计任务书 学号学生姓名专业(班级)设计题目基于multisim10下的音响放大器设计与仿真 设计技术参数1、放大器的失真度<1%。 2、放大器的功率>2W。 3、放大器的频响为50Hz—20kHz。 4、音调控制特性为自选。 设计要求1、采用运算放大集成电路和功率放大集成电路设计音频功率放大器。 2、用multisim对设计电路进行仿真实验,并给出仿真结果及关键点的波形。 3、了解方波信号的发生电路模块及仿真。 4、了解直流稳压源的基本组成原理及模块电路仿真。 参考资料 1、孙梅生,李美莺,徐振英《电子技术基础课程设计》高等教育出版社 2、梁宗善《电子技术基础课程设计》华中理工大学出版社 3、张玉璞,李庆常《电子技术课程设计》北京理工大学出版社 4、彭介华《电子技术课程设计指导》高等教育出版社 5、谢自美《电子线路设计·实验·测试》(第三版)华中科技大学出版社 6、康华光,陈大钦. 电子技术基础—模拟部分(第五版) 2015年1月7日

信息工程学院课程设计成绩评定表 学生姓名:学号:专业(班级): 课程设计题目:基于multisim10下的音响放大器设计与仿真 成绩: 指导教师: 年月日

音响放大电路方案与制作教案

个人资料整理仅限学习使用音响放大器设计与制作教案设计<第1次课)

本次课教案 步骤一:课题引入<10分钟): 教师:《电子设计与制作》专业课程由6个实用电子产品的设计与制作工程组成,要求我们对每个工程进行任务分析、电路设计、制作与调试电路、撰写设计报告、完成工程资料、进行工程学习汇报. 个人资料整理仅限学习使用 等内容,本课程的考核实行动态考核,总成绩由每个工程考核成绩汇总得到。音响放大器的设计与制作为第一个工程。下面我们进行本工程的设计任务分析 学生:认真体会老师介绍的学习思路和学习方法 步骤二:阅读音响放大器的设计任务书 教师:下发设计任务书资料,引导学生阅读并设问学生“一般的音响放大器由哪几个部分构成?”设计一款额定输出功率为10 ~ 20W的音响放大器,要求能进行高低音调调节和音质补偿,电路简洁,制作方便、性能可靠。性能主要指标: 输出功率:10 ~ 20W<额定功率); 频率响应:20Hz ~ 20kHz<≤3dB) 输出阻抗:≤0.16Ω。 输入灵敏度:500mV<1000Hz,额定输出时) 学生:根据电子技术课程中所学知识进行讨论,老师启发学生思考要满足以上技术指标,必须需要哪些电路? 步骤三:音响放大器的设计任务分析 教师:设问1,要达到设计任务书中的技术指标,应当采用什么电路进行组合? 学生:回答问题,根据功能要求得出音响放大器的结构方框图教师设问2:功放电路有哪些类型,哪些典型功放电路的输出功率能达到以上? 10W学生:通过上网或查书寻找功放电路的种类与技术指标,常见功放IC的资料。然后回答问题。

教师设问3:为什么要进行高低音音调调节,应当由什么电路来完成? 学生通过阅读引导文回答:功放系统中无论是低档机还是高档机,除了要进行音量调节外,还要有音调调节控制电路,低档音响为了节约成本往往采用阻容式音调调节,但容易使高低音相互干扰,而且缺乏力度和清晰感,听起来非常浑浊杂乱。 参考资料:根据音调调节电路在整机中的位置,有衰减式,负反馈式,衰减负反馈混合式三种电路形式,普及式音响采用第三种电路形式,NE5532组成的高中低音调音量调节控制电路;高档机采用专用音调控制IC如 M6241,TDA7315,TDA7449 教师设问4:哪些功放电路能达到频响范围为20Hz ~ 20kHz<≤3dB)的技术要求?学生回答:分立元件组成的功放电路在实际应用中,频率要远远低于截止频率才能保证晶体管的交流电流增益与其直流电流增益接近或相等,大功率晶体管的实际工作频率很难超过50KHZ,也就是说,采用低频大功率晶体管制作的功率放大器的带宽很难超过集成功率放大器的100KHZ,因此采用分立元件的音频功率放大电路的性能不如集成功率放大器。 教师设问5:的输出功率,电源供电有什么要求?20w要达到. 仅限学习使用个人资料整理 ,考虑安作为功放输出块,其典型工作电压范围为-5----22VTDA2030学生回答:如果选用供电。全性和功放效果,一般选15V 以上问题由各小组分别负责回答,其他小组进行适当补充,老师进行引导,最后作点评。 步骤四:<7分钟)请画出出音响放大器的方框图老师要求学生根据以上的设计任 务分析,画出音响放大器的结构方框图,并考虑各单元电路如何实现 学生:集体讨论并画出结构方框图 小结<5分钟):总结音响放大器的设计任务分析情况,完成设计任务分析表格,老师对 各小组的学习情况<回答问题)进行总结和评价。 说明:设计任务分析就是要根据设计任务书并查找资料,设计能满足设计要求的电路总体方案。. 个人资料整理仅限学习使用

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