單片機(jī)課程設(shè)計(jì)音響功率放大器

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前言.....................................................2</p><p>　　第1章.緒論........................................... ..3</p><p>　　第2章.設(shè)計(jì)方案

2、選擇......................................5</p><p>　　2.1方案選擇........................................... 5</p><p>　　2.2方案討論........................................... 6</p><p>　　第3章.設(shè)計(jì)

3、原理說(shuō)明......................................6</p><p>　　3.1 音響放大器的介紹說(shuō)明...............................6</p><p>　　3.2 電子混響及混響前置放大器的組成原理及功能...........8</p><p>　　3.3音調(diào)控制器..................

4、....................... 9</p><p>　　3.4功率放大器.........................................14</p><p>　　第4章.制作與安裝.................................... ...16</p><p>　　4.1 PCB制作...............

5、............................16</p><p>　　4.2 安裝工藝....................................... ...17</p><p>　　第5章.調(diào)整與測(cè)試.................................... ...24</p><p>　　5.1話筒放大器與混合前置放大器調(diào)

6、試.................. ...24</p><p>　　5.2 音調(diào)控制器的調(diào)試.................................. 26</p><p>　　5.3功率放大的調(diào)試.................................. ..28</p><p>　　第6章.心得體會(huì)....................

7、......................30</p><p>　　第7章.鳴謝..............................................31</p><p>　　參考文獻(xiàn)................................................32</p><p>　　附錄.................

8、...................................33 </p><p>　　附錄1：音頻放大器元件清單.............................. 33</p><p>　　附錄2：電路原理圖...................................... 34</p><p>　　附錄3：PCB圖......

9、.....................................35</p><p><b>　　第1章.緒論</b></p><p><b>　　1.1引言 </b></p><p>　　伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對(duì)音頻功率放大器的要求越來(lái)越高。音頻是多媒體中的一種重要媒體。人能夠聽(tīng)見(jiàn)的

10、音頻信號(hào)的頻率范圍大約是 60Hz-20kHz 其中語(yǔ)音大約分布在300Hz-4kHz之內(nèi)，而音樂(lè)和其他自然聲響是全范圍分布的。 如何通過(guò)分析儀器讓音頻功放達(dá)到更高的要求是許多人為之努力的永恒的課題，聲音經(jīng)過(guò)模擬設(shè)備記錄或再生，成為模擬音頻，再經(jīng)數(shù)字化成數(shù)字音頻，音頻分析就是以數(shù)字音頻信號(hào)為分析對(duì)象以數(shù)字信號(hào)處理的各種理論為分析手段，提取信號(hào)在時(shí)域，頻域內(nèi)一系列特性的過(guò)程。 本文基于所學(xué)知識(shí)模擬制作音響功率放大器，踐

11、實(shí)所學(xué)知識(shí)掌握程度，并通過(guò)對(duì)所學(xué)知識(shí)來(lái)制造和改進(jìn)相關(guān)產(chǎn)品，實(shí)際動(dòng)手的過(guò)程中遇見(jiàn)了很多問(wèn)題，但是在老師的指導(dǎo)和幫助下解決相應(yīng)的問(wèn)題。同時(shí)在與同組人的討論學(xué)習(xí)過(guò)程中加強(qiáng)可團(tuán)隊(duì)意識(shí)的培養(yǎng)，加強(qiáng)了相互間協(xié)調(diào)合作的能力，從而高質(zhì)、高效的完成本項(xiàng)任務(wù)。</p><p>　　1.2 音頻功率放大器概述 音響技術(shù)的發(fā)展歷史可以分為電子管、晶體管、集成電路、場(chǎng)效應(yīng)管四個(gè)階段。1906年美國(guó)的德福雷斯特發(fā)明了真空三極管，開(kāi)

12、創(chuàng)了揉電聲技術(shù)的先河。1927年貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了負(fù)反饋NFB（Negative feedback）技術(shù)后，使音響技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代，比較有代表性的如“威廉遜”放大器，而1947年威廉遜先生在一篇設(shè)計(jì)Hi-Fi（High Fidelity）放大器的文章中介紹了一種成功運(yùn)用負(fù)反饋技術(shù)，成為了Hi-Fi史上一個(gè)重要的里程碑。 60年代由于晶體管的出現(xiàn)，使功率放大器步入了一個(gè)更為廣闊的天地。晶體管放大器細(xì)膩動(dòng)人的音色、較低

13、的失真、較寬的頻響及動(dòng)態(tài)范圍等特點(diǎn)，，各種電路也相應(yīng)產(chǎn)生，如：“OTL （Output Transformer Less）” 無(wú)輸出放大器、“OCL（Output Capacitor Less）”放大器等。直至70年代，晶體管放大技術(shù)的應(yīng)用已相當(dāng)成熟，各種新型電路不斷出現(xiàn)，如：較成功地解決了負(fù)反饋電路的瞬態(tài)失真和高頻相位反轉(zhuǎn)問(wèn)題的無(wú)負(fù)反饋放大電路；成功地將甲、乙放大器的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起的超甲類放大電路；具</p><p

14、>　　第2章.設(shè)計(jì)方案選擇</p><p><b>　　2.1方案的選擇</b></p><p>　　方案一 ：采用鎖環(huán)頻率相合成技術(shù)外加音響放大器</p><p>　　采用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)，先用鎖相環(huán)頻率合成產(chǎn)生一定范圍的頻率，在通過(guò)傳感器把接收到的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)化音頻信號(hào)。在通過(guò)低通濾波器把頻率控制在音頻所需要的頻率范圍。它的優(yōu)點(diǎn)就是工

15、作頻率可調(diào)也可以達(dá)到很高的頻率分辨率；缺點(diǎn)是要求使用的濾波器通帶可變，實(shí)現(xiàn)很困難。具體方案如圖2.1.1所示：</p><p>　　圖2.1.1 鎖環(huán)頻率相合成技術(shù)框圖</p><p>　　方案二：采用直接數(shù)字式頻率合成器DDS技術(shù)外加音響放大器</p><p>　　采用直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)，是用RAM存儲(chǔ)所需波形的量化信息，按照不同頻率要求以頻率控制字K

16、為步進(jìn)對(duì)相位增量進(jìn)行累加，以累加相位值作為地址碼讀取存放在內(nèi)存里。</p><p>　　DDS具有相對(duì)帶寬很寬、頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間極短、頻率分辨率高等優(yōu)點(diǎn)；另外，全數(shù)字化結(jié)構(gòu)便于集成，輸出相位連續(xù)，頻率、相位和幅度也可實(shí)現(xiàn)程控。</p><p>　　但在方案中需要一塊FPGA,一塊雙口RAM,那么設(shè)計(jì)的成本較高。同時(shí)電路也不好仿真。實(shí)現(xiàn)起來(lái)也比較困難。</p><p>　

17、　方案三：采用直接給定的音頻信號(hào)外加音響放大器</p><p>　　采用直接所定的音頻信號(hào)，是由MP3現(xiàn)代音頻信號(hào)設(shè)備，直接給音響放大器。此電路簡(jiǎn)單，其優(yōu)點(diǎn)是：在音頻信號(hào)具有直接給定的音頻頻率，在頻率方面沒(méi)有失真效果，而且具有混響器的效果。</p><p>　　圖2.1.2直接給定的音頻信號(hào)外加音響放大器</p><p><b>　　2.2方案的討論<

18、;/b></p><p>　　通過(guò)對(duì)方案的比較和選擇，選擇第三個(gè)方案有三個(gè)原因：首先這個(gè)方案它設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠，軟硬可相互補(bǔ)充各自的缺點(diǎn)。同時(shí)音響效果也比較好。音響放大電路設(shè)計(jì)由三部分組成:混合前置放大模塊，音調(diào)輸出控制模塊，功率放大模塊。混合前置放大模塊作用是將磁帶放音機(jī)輸出的音樂(lè)信號(hào)混合放大。音調(diào)輸出控制模塊作用是主要是控制、調(diào)節(jié)音響放大器的幅頻特性。功率放大模塊作用是給音響放大的負(fù)載（揚(yáng)聲器）提供一定的輸

19、出功率；其次本方案能很好的進(jìn)行模擬仿真能夠完成計(jì)算機(jī)調(diào)試的過(guò)程，減少我們?cè)谥谱鬟^(guò)程中的麻煩；第三本方案也是本組討論覺(jué)得最合適的方案，便宜且方便。</p><p>　　第3章.設(shè)計(jì)原理說(shuō)明</p><p>　　本設(shè)計(jì)由語(yǔ)音放大器、電子混響器、混合前置放大器、音調(diào)控制器及功率放大器五部分組成。其工作原理如下：當(dāng)語(yǔ)音信號(hào)由話筒輸出后，進(jìn)入語(yǔ)音放大器放大并傳入電子混響器產(chǎn)生混響效果。混響后的信號(hào)連

20、同磁帶放音機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)一同進(jìn)入混合前置放大器，并進(jìn)行放大。放大后的信號(hào)進(jìn)入音調(diào)控制器，然后進(jìn)入功率放大器進(jìn)行功率放大后，由揚(yáng)聲器輸出聲音。接下來(lái)我們?cè)敿?xì)的分析各級(jí)的結(jié)構(gòu)原理。</p><p>　　3.1語(yǔ)音放大器的介紹說(shuō)明</p><p>　　由于話筒的輸出信號(hào)一般只有5mV左右，而輸出阻抗達(dá)到20k 亦有低輸出阻抗的話筒，（如20 ，200 等)，所以話筒放大器的作用是不失真地放大聲音信

21、號(hào)(最高頻率達(dá)到10kHz)。其輸入阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于話筒的輸出阻。如圖3.1.1</p><p>　　AvF=1+Rf/R2 （3.1.1）</p><p>　　Ri=R1 (R1一般取幾十千歐)</p><p>　　耦合電容C1、C3可根據(jù)交流放大器的下限頻率fL來(lái)確定，一般取</p><

22、p>　　C1 = C3 = (3～10）1/ 2RLfL （3.1.2）</p><p>　　反饋支路的隔直電容C2一般取幾微法。</p><p>　　圖3.1.1語(yǔ)音放大器原理圖</p><p>　　3.2電子混響器及混響前置放大器的組成原理及功能</p>

23、;<p>　　電子混響器（如圖3.2.1）的作用是用電路模擬聲音的多次反射，產(chǎn)生混響效果，使聲音聽(tīng)起來(lái)具有一定的深度感和空間立體感。在“卡拉OK"伴唱機(jī)中，都帶有電子混響器。電子混響器的組成框圖中BBD器件稱為模擬延時(shí)集成電路，內(nèi)部由場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成多級(jí)電子開(kāi)關(guān)和高精度存儲(chǔ)器。</p><p>　　如圖3.2.1電子混響器．</p><p>　　混合前置放大器的作用是將

24、磁帶放音機(jī)輸出的音樂(lè)信號(hào)與電子混響后的聲音信號(hào)進(jìn)行混合放大。其電路如圖所示3.2.2，這是一個(gè)反相加法器電路，輸出與輸入電壓間的關(guān)系為：</p><p>　　V0= －（RFV1/R1+RFV2/R2） （3.2.1）</p><p>　　上式中 ， U1為話筒放大器輸電壓 ，U2為錄音機(jī)輸出電壓</p><p>　　圖3

25、.2.2混合前置放大器</p><p><b>　　3.3音調(diào)控制器</b></p><p>　　1.音調(diào)控制器主要是控制、調(diào)節(jié)放大器的幅頻特性，理想的控制曲線如圖3.3.1所示，圖中f0(等于1kHz)表示中音頻率，要求Av0=0dB; fL1 表示低音頻轉(zhuǎn)折（或截止）頻率，一般為幾十赫茲；fL2（等于10 fL1）表示低音頻區(qū)的中音頻轉(zhuǎn)折頻率; fH1表示高音

26、頻區(qū)的中音頻轉(zhuǎn)折頻率；fH2（等于10fH1 ）表示高音頻轉(zhuǎn)折率，一般為幾十千赫茲。 </p><p>　　圖3.3.1音調(diào)控制器理想的控制曲線</p><p>　　由圖可見(jiàn)，音調(diào)控制器只對(duì)低音頻與高音頻的增益進(jìn)行提升與衰減，中音頻的增益保持0 dB不變，因此，音調(diào)控制器的電路可由低通濾波器與高通濾波器構(gòu)成。由運(yùn)算放大器構(gòu)成的音調(diào)控制器，如圖3.3.2所示。這種電路調(diào)節(jié)方便，元器件較少，在

27、一般收錄音響放大器中應(yīng)用較多。下面分析該電路的： </p><p>　　設(shè)電容C1 = C2 >>C3 , 在中低音頻區(qū),C3 可以視為開(kāi)路,在中高音頻區(qū),C1,C2 可視為短路。</p><p>　　( 1).當(dāng)f<f0 時(shí)，音調(diào)控制器的低頻等效電路如圖3.3.3所示。其中，圖（a）為滑臂在最右端，對(duì)應(yīng)于低頻衰減最大的情況。分析表明，圖（a）所示電路是一個(gè)一

28、介有源低通濾波器，其增益函數(shù)的表達(dá)式為：</p><p>　　A（j）== - × （3.3.1）</p><p>　　式中 ，1=1/（RP1C2）或 fl1=1/(2RP1C2)，2=（RP1+R2）/（RP1R2C2）或fl2 =(R1+R2)/(2RP1R2C2)</p><p>　　(2).當(dāng)f<fl1時(shí)，C2可以視為開(kāi)路

29、，運(yùn)算放大器的反向輸入端為虛地，R4 的 影響可以忽略，此時(shí)電壓增益為：</p><p>　　AVL =（RP1+R2）/R （3.3.2）</p><p>　　圖3.3.2音調(diào)控制電路圖</p><p>　　圖3.3.3低頻等效電路（a）低頻提升</p><p>　　( 3) .在f=fll時(shí)，因?yàn)閒l2=

30、10fl1故可由式（3.3.1）得</p><p>　　Av1= - 模 Av1=（RP1+R2）/R1</p><p>　　此時(shí)電壓增益Av1相對(duì)下降3dB。在f=fl2時(shí)，由式（3.3.1）得：</p><p>　　Av2= - 。模 Av2 = - =0.14Avl</p><p>　　此時(shí)電壓增益相對(duì)Avl下降17dB。</p

31、><p>　　同理可以得出圖（b）所示電路的相應(yīng)表達(dá)式，其增益相對(duì)于中頻增益為衰減量。音調(diào)控制器低頻時(shí)的幅頻特性曲線如圖3.3.1中左半部分的實(shí)線所示。</p><p>　　圖3.3.3音調(diào)控制器的低頻等效電路（b） 低頻衰減</p><p>　　(1)當(dāng)f>f0時(shí)，音調(diào)控制器的高頻等效電路如圖3.3.4所示。</p><p>　　圖3.3

32、.4音調(diào)控制器的高頻等效電路</p><p>　　由于此時(shí)可將C1，C2視為短路，R4與R1，R2組成星型連接，轉(zhuǎn)換成三角形連接后的電路如圖3.3.5所示，其電阻的關(guān)系為：</p><p>　　Ra=R1 +R4+( R1R4 /R2)</p><p>　　Rb =R4 +R2 +（R4R2 /R） （3.3.3）</p&

33、gt;<p>　　Rc=R1 +R2 +（R2R1/R4）</p><p>　　若取R1=R2=R4 ，則式（3.3.3）為： Ra=Rb=Rc=3R1=3R2=3R4</p><p>　　圖取的高頻等效電路如圖3.3.6所示，其中，圖（a）為RP2的滑臂在最在最左端時(shí)，對(duì)于高頻提升最大的情況：圖（b）為RP2的滑臂在最右端時(shí)，對(duì)應(yīng)于高頻衰減最大的情況。</p>

34、<p>　　圖3.3.5電路等效如</p><p>　　圖3.3.6高頻等效電路</p><p>　　（a）為高頻提升；（b）為高頻衰減</p><p>　　分析表明，圖（a）所示電路為一價(jià)有源高通波器，其增益函數(shù)的表達(dá)式為</p><p>　　A（jw）= （3.3.4）<

35、;/p><p>　　式中w=1/[(Ra+R3)C3]或fH1=1/ [2Л（Ra+R3）C3]</p><p>　　w4=1/(R3 .C3) 或fH2 =1/(2ЛR3C3)</p><p>　　與分析低頻等效電路的方法相同（從略），得到下列公式。</p><p>　　(2).f<fH1 時(shí)，C3視為開(kāi)路，此時(shí)電壓增益Av0

36、=1(0dB)。在f=fH1 時(shí)，</p><p><b>　　Av3=Avo</b></p><p>　　此時(shí)電壓增益相對(duì)于AV3相對(duì)于AV0提升了3d B。在f=f H2時(shí)</p><p>　　AV4=10/AV0</p><p>　　此時(shí)電壓增益AV4相對(duì)于AV0提升17d B</p><p

37、>　　(3).當(dāng)f > f H2時(shí)，C3 視為短路，此時(shí)電壓增益</p><p>　　AVH=（Ra+R3）/R3</p><p>　　同理可以得出圖（B）所示電路的相應(yīng)的表達(dá)式，其增益相對(duì)于中頻增益為衰減量。音調(diào)控制器高頻時(shí)的幅頻特性曲線3.3.1中右半部分實(shí)線所示。實(shí)際應(yīng)用中 ，通過(guò)先提出對(duì)低頻區(qū)（或）和(或()</p><p>　　即

38、 =. </p><p><b>　　=/ </b></p><p><b>　　3.4功率放大器</b></p><p>　　功率放大器(簡(jiǎn)稱功放)的作用是給音響放大器的負(fù)載RL(揚(yáng)聲器)提供一定的輸出功率.當(dāng)負(fù)載一定時(shí),希望輸出的功率盡可能大,輸出信號(hào)的非線性失真盡可能地小,效率盡可能高,

39、功率放大器的常見(jiàn)電路形式有OTL（單電源供電的互補(bǔ)推挽電路）電路和OCL（乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路）電路,有用集成運(yùn)算放大器(簡(jiǎn)稱運(yùn)放)和晶體管組成的功率放大器,也有專用集成電路功率放大器。</p><p>　　3.4.1集成運(yùn)放與晶體管組成的功率放大器</p><p>　　由集成運(yùn)放與晶體管組成的OCL功率放大器電路如圖3.4.1所示，其中，運(yùn)放為驅(qū)動(dòng)級(jí)，晶體管T1～T4級(jí)成復(fù)合式

40、晶體管互補(bǔ)對(duì)稱電路</p><p>　　圖3.4.1集成運(yùn)放與晶體管組成的功率放大器</p><p>　　3.4.2電路工作原理</p><p>　　三極管T1、T2為相同類型的NPN管，所組成的復(fù)合管仍為NPN型。T3、T4為不同類型的晶體管，所組成的復(fù)合管的導(dǎo)電極性由第一只決定，即為PNP型。R4、R5、RP2及二極管D1、D2所組成的支路是兩對(duì)復(fù)合管的基極偏置

41、電路，靜態(tài)是支路電流I0可由下式計(jì)算： </p><p>　　I0=(2Vcc-2VD)/(R4+R5+RP2) （3.4.1）</p><p>　　(3.4.1)式中，VD為二極管的正向壓降。</p><p>　　為減小靜態(tài)功耗和克服交越失真，靜態(tài)時(shí)T1、T3應(yīng)工作在微導(dǎo)通狀態(tài)，即滿足下列關(guān)系：VAB/VD1+VD2/BE1+VBE3

42、 </p><p>　　稱此狀態(tài)為有甲乙類狀態(tài)。二極管D1、D2與三極管T1、T3應(yīng)為相同類型的半導(dǎo)體材料，如圖D1、D2為硅二極管2CP10，則T1、T3也應(yīng)為三極管。RP2用于調(diào)整復(fù)合管的微導(dǎo)通狀態(tài)，其調(diào)節(jié)范圍不能太大，一般采用幾百歐姆或1K電位器（最好采用精密可調(diào)電位器）。安裝電路時(shí)首先應(yīng)使RP2的阻值為零，在調(diào)整輸出級(jí)靜態(tài)工作電流或輸出波形的交越失真時(shí)再逐漸增大阻值。否則會(huì)因RP2的

43、阻值較大而使復(fù)合管損壞。</p><p>　　R6、R7用于減小復(fù)合管的穿透電流，提高電路的穩(wěn)定性，一般為幾十歐姆至幾百歐姆，R8、R9為負(fù)反饋電阻，可以改善功率放大器的性能，一般為幾歐姆。R10、R11稱為平衡電阻使T1、T3的輸出對(duì)稱，一般為幾十歐姆至幾百歐姆。R12、C3稱為消振網(wǎng)絡(luò)，可改善負(fù)載為揚(yáng)聲器時(shí)的高頻特性。因揚(yáng)聲器呈感性，易引起高頻自激，此容性網(wǎng)絡(luò)并入可使等效負(fù)載呈阻性。此外，感性負(fù)載易產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)

44、壓，有可能損壞晶體三極管T2、T4。R12、C3的取值視揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)而定，以效果最佳為好。一般R12為幾十歐姆，C3為幾千皮法至0.1F。</p><p>　　功放在交流信號(hào)輸入時(shí)的工作過(guò)程如下：當(dāng)音頻信號(hào)Vi為正半周時(shí)，運(yùn)放的輸出電壓Vc上升，VB亦上升，結(jié)果T3、T4截止，T1、T2導(dǎo)通，負(fù)載RL中只有正向電流iL，且隨Vi增加而增加。反之，當(dāng)Vi為負(fù)半周時(shí)，負(fù)載RL中只有負(fù)向電流iL且隨Vi的負(fù)向增加而

45、增加。只有當(dāng)Vi變化一周時(shí)負(fù)載RL才可獲得一個(gè)完整的交流信號(hào)。</p><p><b>　　靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置：</b></p><p>　　設(shè)電路參數(shù)完全對(duì)稱。靜態(tài)時(shí)功放的輸出端O點(diǎn)對(duì)地的電位應(yīng)為零，即VO=0，常稱O點(diǎn)為“交流零點(diǎn)”。電阻R1接地，一方面決定了同相放大器的輸入電阻，另一方面保證了靜態(tài)時(shí)同相端電位為零，即V+=0。由于運(yùn)放的反相端經(jīng)R3、RP1接交流零點(diǎn)

46、，所以V-=0。故靜態(tài)時(shí)運(yùn)放的輸出Vc=0。調(diào)節(jié)RP1電位器可改變功放的負(fù)反饋深度。電路的靜態(tài)工作點(diǎn)主要由I0決定，I0過(guò)小會(huì)使晶體管T2、T4工作在乙類狀態(tài)，輸出信號(hào)會(huì)出現(xiàn)交越失真，I0過(guò)大會(huì)增加靜態(tài)功耗使功放的效率降低。綜合考慮，對(duì)于數(shù)瓦的功放，一般取I0=1mA～3mA，以使T2、T4工作電甲乙類狀態(tài)。</p><p><b>　　第4章.制作與安裝</b></p>&l

47、t;p><b>　　4.1 PCB制作</b></p><p>　　4.1.1PCB制作的操作說(shuō)明</p><p>　　圖4.1 PCB生成流程圖</p><p>　　4.1.2 據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)電路原理圖,并完成原理圖的繪制。對(duì)于簡(jiǎn)單的原理圖也可以進(jìn)行直接的PCB板繪制。PCB圖如附錄B所示。</p><p>　

48、　a. 據(jù)原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表，這部分PROTEL99是自動(dòng)進(jìn)行的，只需要用戶單</p><p>　　“create Netlist”即可；</p><p>　　b. 網(wǎng)絡(luò)表有也是原理圖與印制電路板的接口；</p><p>　　c. 規(guī)劃電路板的結(jié)構(gòu)，即確定電路板的框架，設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)；</p><p>　　d. 引入第二步生成的網(wǎng)絡(luò)表和零件封裝，

49、讓原理圖與印制電路板連接起來(lái)；</p><p>　　e. 引入網(wǎng)絡(luò)表后系統(tǒng)將根據(jù)規(guī)則對(duì)零件自動(dòng)布局進(jìn)行飛線；</p><p>　　f. 修改封裝與布局，這是自動(dòng)布線的前提；</p><p>　　g. Protel 99 SE自動(dòng)布線比較完善，它采用最先進(jìn)的無(wú)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?；谛螤畹膶?duì)角線自動(dòng)布線技術(shù)；</p><p>　　h. 自動(dòng)布線后，如果有

50、不滿的地方，我們可以進(jìn)行手工調(diào)整；</p><p><b>　　i. 存盤(pán)并打??；</b></p><p><b>　　j. 結(jié)束。</b></p><p><b>　　4.2安裝工藝</b></p><p>　　安裝工藝是制作工程中最關(guān)鍵的一步，它承接上面的設(shè)計(jì)性工作和下面的

51、調(diào)試工作。為此我們做了大量的學(xué)習(xí)和練習(xí)，具體理論學(xué)習(xí)知識(shí)如下：</p><p><b>　　4.2.1焊接技術(shù)</b></p><p>　　裝接電路的主要工作是在電路板上焊接電子元器件,焊接質(zhì)量的好壞直接影響著電路的性能,焊接質(zhì)量主要取決于四個(gè)條件:焊接工具,焊劑,焊料,焊接技術(shù). 為保證焊接質(zhì)量,要求焊點(diǎn)光亮,圓滑,無(wú)虛焊. a.元件引線要刮凈,最好先掛錫

52、再焊.因?yàn)橐€表面經(jīng)常有氧化物或油漬,不易"吃錫",焊接起來(lái)困難,即使勉強(qiáng)焊上也容易形成虛焊,因而必須將氧化物或油漬刮除干凈. b.焊接溫度和時(shí)間要掌握好.溫度不夠,焊錫流動(dòng)性差,很容易凝固;溫度過(guò)高,焊錫流淌,焊點(diǎn)又不易存錫,兩種情況都不易焊好.一般焊接時(shí)讓烙鐵頭的溫度高于焊錫熔點(diǎn),烙鐵頭與焊點(diǎn)接觸時(shí)間以使焊點(diǎn)錫光亮,圓滑為宜.如果焊點(diǎn)不亮或形成"豆腐渣"狀,說(shuō)明溫度不夠,焊接時(shí)

53、間太短.這種情況由于焊劑沒(méi)能充分揮發(fā),很容易形成虛焊.此時(shí)需要增加焊接溫度,只要將烙鐵頭在焊點(diǎn)上多停留些時(shí)間即可,不必加壓力或來(lái)回移動(dòng). c.扶穩(wěn)不晃,上錫適量.焊接時(shí),被焊物體必須扶穩(wěn)扶牢,特別在焊錫凝固過(guò)程中不能晃動(dòng)被焊元器件,否則很容易造成虛焊.烙鐵沾錫多少要根據(jù)焊點(diǎn)大小來(lái)決定,最好所沾錫量能包住被焊物.如果一次上錫不夠,可以下次填補(bǔ),但要注意再</p><p>　　4.2.2印制電路板安裝

54、與焊接</p><p>　　印制電路板的裝焊在整個(gè)電子產(chǎn)品制造中處于核心的地位，可以說(shuō)一個(gè)整機(jī)產(chǎn)品的“精華”部分都裝在印制板上，其質(zhì)量對(duì)整機(jī)產(chǎn)品的影響是不言而喻的。盡管在現(xiàn)代生產(chǎn)中印制板的裝焊已經(jīng)日臻完善，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，但在產(chǎn)品研制，維修領(lǐng)域主要還是手工操作；況且手工操作經(jīng)驗(yàn)也是自動(dòng)化獲得成功的基礎(chǔ)。</p><p>　　4.2.3印制板和元器件檢查 裝配前應(yīng)對(duì)印制板和元器件進(jìn)行檢查

55、， 內(nèi)容主要包括：.印制板：圖形，孔位及孔徑是否符合圖紙，有無(wú)斷線，缺孔等，表面處理是否合格，有無(wú)污染或變質(zhì)。</p><p>　　.元器件：品種，規(guī)格及外封裝是否與圖紙吻合，元器件引線有無(wú)氧化，銹蝕。對(duì)于要求較高的產(chǎn)品，還應(yīng)注意操作時(shí)的條件，如手汗影響錫焊性能，腐蝕印制板，使用的工具如改錐，鉗子碰上印制板會(huì)劃傷銅箔，橡膠板中的硫化物會(huì)使金屬變質(zhì)等。4.2.4元器件引線成型 </p>&l

56、t;p>　　如4.2.1所示，是印制板上裝配元器件的部分實(shí)例，其中大部分需在裝插前彎曲成型。彎曲成型的要求取決于元器件本身的封裝外形和印制板上的安裝位置，有時(shí)也因整個(gè)印制板安裝空間限定元件安裝位置。</p><p>　　圖4.2.1印刷板上元器件引線成型</p><p>　　元器件引線成型要注意以下幾點(diǎn)： </p><p>　?。?） 所有元器件引線均不得從根

57、部彎曲。因?yàn)橹圃旃に嚿系脑?，根部容易折斷。一般?yīng)留1．5mm以上（圖4.2.2）。</p><p>　　 </p><p>　　圖4.2.2元器件引線彎曲</p><p>　?。?）彎曲一般不要成死角，圓弧半徑應(yīng)大于引線直徑的1－2倍。</p><p>　?。?）要盡量將有字符的元器件面置于容易觀察的位置，如圖4.2.3

58、所示。</p><p><b>　?。牐牐牐牐牐?lt;/b></p><p>　　圖4.2.3元器件成型及插裝時(shí)主義標(biāo)記位置</p><p>　　4.2.5元器件插裝 </p><p>　?。?）貼板與懸空插裝如圖4.2.4（a）所示，貼板插裝穩(wěn)定性好，插裝簡(jiǎn)單；但不利于散熱，且對(duì)某些安裝位置不適應(yīng)。懸空插裝，適應(yīng)范圍

59、廣，有利散熱，但插裝較復(fù)雜，需控制一定高度以保持美觀一致。如圖4.2.4（b）所示，懸空高度一般取2～6mm。</p><p>　?。牐牐?圖4.2.4遠(yuǎn)去見(jiàn)插裝形式</p><p>　　插裝時(shí)具體要求應(yīng)首先保證圖紙中安裝工藝要求，其次按實(shí)際安裝位置確定。一般無(wú)特殊要求時(shí)，只要位置允許，采用貼板安裝較為常用。</p

60、><p>　?。?）安裝時(shí)應(yīng)注意元器件字符標(biāo)記方向一致，容易讀出。</p><p>　　圖4.2.5所示安裝方向是符合閱讀習(xí)慣的方向。</p><p>　　圖4.2.5安裝方向符號(hào)閱讀習(xí)慣</p><p>　?。?）安裝時(shí)不要用手直接碰元器件引線和印制板上銅箔。（4）插裝后為了固定可對(duì)引線進(jìn)行折彎處理（圖4.2.6）。</p>

61、;<p>　　圖4.2.6元器件引線折彎固定</p><p>　　4.2.6 印制電路板的焊接 </p><p>　　焊接印制板，除遵循錫焊要領(lǐng)外，以下幾點(diǎn)須特別注意： （1） 電烙鐵，一般應(yīng)選內(nèi)熱式20～35W或調(diào)溫式，烙鐵的溫度不超過(guò)300℃的為宜。烙鐵頭形狀應(yīng)分局印制板焊盤(pán)大小采用鑿形或錐形，目前印制板發(fā)展趨勢(shì)是小型密集化，因此一般常用小型圓錐烙鐵頭。（2）

62、 加熱方法，加熱時(shí)應(yīng)盡量使烙鐵頭同時(shí)接觸印制板上銅箔和元器件引線（圖4.2.7）。對(duì)較大的焊盤(pán)（直徑大于5mm）焊接時(shí)可移動(dòng)烙鐵，即烙鐵繞焊盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，以免長(zhǎng)時(shí)間停留一點(diǎn)導(dǎo)致局部過(guò)熱，如圖八所示。</p><p>　　圖4.2.7烙鐵對(duì)焊點(diǎn)加熱（3） 金屬化孔的焊接，兩層以上電路板的孔都要進(jìn)行金屬化處理。焊接時(shí)</p><p>　　不僅要讓焊料潤(rùn)濕焊盤(pán)，而且孔內(nèi)也要潤(rùn)濕填充。因此金屬化孔加

63、熱時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)于單面板。</p><p>　　圖4.2.8大盤(pán)烙鐵焊接 圖4.2.9金屬化孔德焊接</p><p>　?。?） 焊接時(shí)不要用烙鐵頭摩擦焊盤(pán)的方法增強(qiáng)焊料潤(rùn)濕性能，而要靠表面清理和預(yù)焊。</p><p>　?。?） 耐熱性差的元器件應(yīng)使用工具輔助散熱。4.2.7焊后處理</p>

64、<p>　?。?） 剪去多余引線，注意不要對(duì)焊點(diǎn)施加剪切力以外的其他力。（2） 檢查印制板上所有元器件引線焊點(diǎn) ，修補(bǔ)缺陷。（3） 根據(jù)工藝要求選擇清洗液清洗印制板。一般情況下使用松香焊劑后印制板不用清洗。4.2.8導(dǎo)線焊接</p><p>　　導(dǎo)線焊接在電子產(chǎn)品裝配中占有重要位置。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)故障的電子產(chǎn)品中，導(dǎo)線焊點(diǎn)的失效率高于印制電路板，有必要對(duì)導(dǎo)線的焊接工藝給予特別的重視。4.2

65、.9常用連接導(dǎo)線 </p><p>　　電子裝配常用導(dǎo)線有三類，如圖十所示。</p><p><b>　?。牐牐牐牐牐牐牐?lt;/b></p><p>　　圖4.2.10常用導(dǎo)線</p><p>　?。?） 單股導(dǎo)線，絕緣層內(nèi)只有一根導(dǎo)線，俗稱“硬線”容易成形固定，常用于固定位置連接。漆包線也屬此范圍，只不過(guò)它的絕緣層不是塑

66、膠，而是絕緣漆。</p><p>　?。?） 多股導(dǎo)線，絕緣層內(nèi)有4～67根或更多的導(dǎo)線，俗稱“軟線”，使用最為廣泛。（3） 屏蔽線，在弱信號(hào)的傳輸中應(yīng)用很廣，同樣結(jié)構(gòu)的還有高頻傳輸線，一般叫同軸電纜的導(dǎo)線。</p><p><b>　　第5章.調(diào)整與測(cè)試</b></p><p>　　實(shí)踐表明，新安裝完成的電路板，往往難于達(dá)到預(yù)期的效果。這是

67、因?yàn)槿藗冊(cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，不可能周全地考慮到元件值的誤差、器件參數(shù)的分散性等各種復(fù)雜的客觀因素，此外，電路板安裝中仍有可能存在沒(méi)有查出的錯(cuò)誤。通過(guò)電路板的測(cè)試和調(diào)整，可發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)計(jì)方案的不足，并查出電路安裝中的錯(cuò)誤，然后采取措施加以改進(jìn)和糾正，就可使之達(dá)到預(yù)定的技術(shù)要求。</p><p>　　5.1話筒放大器與混合前置放大器調(diào)試1.  設(shè)計(jì)電路由話筒放大與混合前置放大兩級(jí)電路組成。其中第一部分A1

68、組成同相放大器，具有很高的輸入阻抗，能與高阻話筒配接作為話筒放大器電路，其放大倍數(shù)Av1為                     Av1=1+ R12/R11=8.5（18.5dB） （5.1.1）四運(yùn)放LM

69、324的頻帶雖然很窄（增益為1時(shí)，帶寬為1MHz），但這里放大倍數(shù)不高，故能達(dá)到fH= 10kHz的頻響要求。    混合前置放大器的電路由運(yùn)放A2組成，這是一個(gè)反向加法器電路，電壓V02的表達(dá)式為                <

70、/p><p>　?。?.1.2）根據(jù)圖5.1.1的增益分配，混合級(jí)的輸出電壓V02≥37.5mV，而話筒放大器的輸出V01已經(jīng)達(dá)到了V02的要求，即V01=Av1V11=42mV，所以取R21=R22。錄音機(jī)輸出插孔的信號(hào)V12一般為100mV，已經(jīng)遠(yuǎn)大于V02的要求，所以對(duì)V12要進(jìn)行適當(dāng)衰減，否則</p><p>　　輸出會(huì)產(chǎn)生失真。取R23=100kΩ，R22=R21=39kΩ。<

71、;/p><p>　　2. 話放級(jí)與混合級(jí)仿真圖如5.1.1 ，仿真波形如圖5.1.2 。</p><p>　　圖5.1.1話放級(jí)與混合級(jí)仿真</p><p>　　5.1.2話放級(jí)與混合級(jí)仿真波形</p><p>　　5.2 音調(diào)控制器的調(diào)試</p><p>　　1.音調(diào)控制器的設(shè)計(jì)及參數(shù)的確定  &#

72、160; 音調(diào)控制器的電路如圖6.2.1所示。運(yùn)算放大器選用單電源供電的四運(yùn)放LM324，其中RP33稱為音量控制電位器，其滑臂在最上端時(shí)，音箱放大器輸出最大功率。    根據(jù)低頻區(qū)fLX與高頻區(qū)fHX處提升量或衰減量x(dB)與轉(zhuǎn)折頻率關(guān)系得到轉(zhuǎn)折率fL2及fH1：   　     則   

73、;     則          當(dāng)f＜fL1時(shí)C32可視開(kāi)路則 AvL=（RP31+R32）/R31≥20dBR31、R32、RP31不能取得太大，否則運(yùn)放漂移電流的影響不可忽略，但也不能太小，否則流過(guò)它們的電流將超出運(yùn)放的輸出能力。一般取幾千歐～幾百千歐。現(xiàn)取RP31=470kΩ，R31=R32=

74、47kΩ則   AvL=（RP31+R32）/R31=1+RP31/ R31=11（20.8dB）根據(jù)式                        &

75、#160;    fL1=1/2πRP31C32                 </p><p>　　得；      取標(biāo)稱值0.01μF，即C31=C3

76、20.01μF。根據(jù)：Ra=Rb=Rc=3R1=3R2=3</p><p>　　所以對(duì)等效電路    R34=R31=R32=47kΩ ，Ra=3R34=141kΩ因?yàn)? AvH=（Ra+R33）/R33≥20dB所以           R33=R

77、a/10=14.1kΩ        取標(biāo)稱值13K因?yàn)?#160;           所以   取標(biāo)稱值510pF 取    RP32=RP31=470kΩ，

78、RP33=10kΩ，級(jí)間耦合與隔直電容C34=C35=10μF</p><p>　　圖5.2.1音調(diào)控制電路</p><p>　　2.音調(diào)控制器的電路仿真</p><p>　　5.2.2音調(diào)控制器的仿真圖</p><p><b>　　.</b></p><p>　　5.3 功率放大器調(diào)試<

79、;/p><p>　　功率放大器(簡(jiǎn)稱功放)的作用是給音響放大器的負(fù)載RL(揚(yáng)聲器)提供一定的輸出功率。當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，希望輸出的功率盡可能大，輸出信號(hào)的非線性失真盡可能地小，功率盡可能的高。有用集成運(yùn)算放大器(簡(jiǎn)稱運(yùn)放)和晶體管組成的功率放大器，也有專用集成電路功率放大器。</p><p>　?。?）.集成運(yùn)放與晶體管組成的功率放大器</p><p>　　由集成運(yùn)放與晶體

80、管組成的OCL功率放大器電路如圖5.3.1所示。其中，運(yùn)放為驅(qū)動(dòng)級(jí)。晶體管T1～T4組成復(fù)合式晶體管互補(bǔ)對(duì)稱電路。</p><p>　　圖5.3.1 集成運(yùn)放與晶體管組成的功率放大器</p><p>　　由分析電路可得功率放大器的參數(shù)確定如下: </p><p>　　R1=47K Ω R2=1KΩ R3=10KΩ </p><p>　　R4=

81、11KΩ R5=11KΩ R6=240KΩ </p><p>　　R7=240KΩ R8=R9=1KΩ R10=100KΩ</p><p>　　R11=100KΩ R12=10KΩ </p><p>　　C1=10μF C2=10μF C3=0.1μF RL=8KΩ</p><p>　　功放在交流信號(hào)輸入時(shí)的工作工程如

82、下：當(dāng)音頻信號(hào)Vi為正半周時(shí)，運(yùn)放的輸出電壓VC上升，VB亦上升，結(jié)果T3、T4截止，T1、T2導(dǎo)通，負(fù)載RL中只有正向電流IL,且隨Vi增加而增加。反之，當(dāng)Vi為負(fù)半周時(shí)，負(fù)載RL中只有負(fù)向電流IL且隨Vi的負(fù)向增加而增加。只有當(dāng)Vi變化一周時(shí)負(fù)載RL才可獲</p><p>　　(2) 集成功率放大器 </p><p>　　由兩片LA4100接成的BTL（Balanced Transfo

83、rmerless）功率放大器的電路如圖5.3.2 所示。輸入信號(hào)Vi經(jīng)LA4100（1）放大后，獲得同相輸出電壓VO1，其電壓增益AVI≈R11/RF（40dB）。VO1經(jīng)外部電阻R1、RF2分壓加到LA4100（2）的反輸入端，衰減量為RF2/（R1+RF2）（-40 dB），這樣兩個(gè)功率放大器的輸入信號(hào)大小相等，方向相同。如果使LA4100（2）的電壓增益AV2=（R2//R11）/RF2≈AV1，則兩個(gè)功放的輸出電壓VO1與VO2

84、大小相等，方向相反，因而RL兩端的電壓VL=2VO1。輸出功率PL=（2VO1）2/RL=4 VO12/RL?？梢?jiàn)接成BTL電路形式后，輸出功率在理論上比OTL電路的功率要增加4倍。由于電路不完全對(duì)稱，實(shí)際上獲得的輸出功率只有OTL電路的2～3倍。雙聲道集成功率放大器的內(nèi)部就有兩個(gè)完全相同的集成功放，可以接成BTL電路。</p><p>　　圖5.3.2 LA4100接成BTL電路</p><

85、;p>　　電路功率放大器仿真波形如圖5.3.3所示：</p><p>　　圖5.3.3功率放大器仿真波形</p><p><b>　　第6章心得體會(huì)</b></p><p>　　隨著世紀(jì)的更迭的腳步,伴著新年鐘聲的敲響,幾天忙碌的課程設(shè)計(jì)也漸漸拉下帷幕。一段時(shí)間忙碌的身影和奔波的腳步之后，使我在這個(gè)過(guò)程中體會(huì)到了什么是苦,什么是累,什么是

86、開(kāi)心，什么是快樂(lè)。忙碌之后看到屬于自己的這份課程設(shè)計(jì)，心中也體會(huì)到了成功之后的那份喜悅和安慰,也使我在這一段時(shí)間留下了一份美好的回憶！</p><p>　　對(duì)于課程設(shè)計(jì)，以前在我的腦海中一直是一個(gè)陌生的名詞。在老師給定課題的那一刻,我雖然不知道怎么去做，但我默默的下定了決心，一定要努力做好一份屬于自己的課程設(shè)計(jì)。在我選定課題后的一段時(shí)間里，為了更完美的做好設(shè)計(jì)流程以及參數(shù)的選擇，我就開(kāi)始了收集關(guān)于音響放大器課題的

87、資料，在充分準(zhǔn)備好資料以后，就開(kāi)始了課題的設(shè)計(jì)。雖有了準(zhǔn)備，但還是不知道怎么開(kāi)始，怎樣設(shè)計(jì)和排版。為了更好理清思緒，又在圖書(shū)館徘徊。幾天的準(zhǔn)備后一步一步的嘗試著設(shè)計(jì)。工夫不付有新人，幾天后總算基本完成了設(shè)計(jì)課題。</p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)完畢之后，我體會(huì)頗多。從根本上使我真正認(rèn)識(shí)到了做好一份課程設(shè)計(jì)并不是一件容易的事情。它不僅需要熟悉并掌握教材內(nèi)容還要有很好的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力。在這次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，讓我

88、學(xué)會(huì)了以前沒(méi)有學(xué)會(huì)的一些軟件。例如：PROTEL99，WEB，WORD2007等軟件的熟練操作和使用。讓我體會(huì)最多的就是讓我在所學(xué)教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，在實(shí)踐過(guò)程中的到了更好體現(xiàn)和知識(shí)的運(yùn)用，使理論聯(lián)系實(shí)際的到了更好的結(jié)合。使我的動(dòng)手能力和思維邏輯能力又有了一個(gè)新的臺(tái)階和升華。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，雖然碰到和很多困難和阻礙，但我始終堅(jiān)信只要有堅(jiān)定不移的信念，什么困難和挫折將灰飛煙滅。我相信：只要我們有

89、敢于和困難挑戰(zhàn)，敢于對(duì)新事物的嘗試，我們的明天一定會(huì)更加燦爛，更加美好。</p><p><b>　　第7章.鳴謝.</b></p><p>　　在此次電子設(shè)計(jì)中我們得到了xx老師以及實(shí)驗(yàn)室各老師的支持和眾同學(xué)的幫助，還有大家共同努力，組員的團(tuán)結(jié)協(xié)作，我們才得以圓滿地完成此次設(shè)計(jì)，在此對(duì)給予支持與關(guān)懷的人士表示衷心的感謝！</p><p>&l

90、t;b>　　8.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】. 胡宴如，耿蘇燕.模擬電子技術(shù).北京：高等教育出版社，2000（2004年重?。?lt;/p><p>　　【2】. 謝自美，閻樹(shù)蘭.電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試（第二版）.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000.7</p><p>　　【3】. 楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程（第二版）.北京：高等

91、教育出版社，1998.1</p><p>　　【4】. 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）.北京：高等教育出版社，1999.1</p><p>　　【5】. 金顯賀，王昌長(zhǎng).一種用于在線檢測(cè)局部放電的數(shù)字濾波技術(shù)[J] .清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1993，33（4）：62～67.</p><p>　　【6】. 劉書(shū)明，馮小平.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)芯片ADuC812原理與應(yīng)用

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93、t;/p><p>　　【10】. 張珍華、, 蘇志武 模擬與數(shù)字電路</p><p>　　【11】.胡宴如，狄蘇燕.模擬電子技術(shù).第二版.北京：高等教育出版社，2004.2</p><p>　　【12】.謝自美.電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試.第三版.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006.8</p><p>　　【13】劉樹(shù)林，

94、高衛(wèi)斌，尹衛(wèi)平.低頻電子線路.北京：電子工業(yè)出版社，2003.8</p><p>　　【14】彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo). 北京：高等教育出版社，2000.6</p><p><b>　　附錄：</b></p><p><b>　　附錄1：元件清單</b></p><p>　　附錄2：電路原理總圖