模電課程設(shè)計(jì)-音響放大器設(shè)計(jì)

1、<p>　　《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 音響放大器 </p><p>　　學(xué) 院： 電子信息工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) </p><p>　　年 級(jí)： </p><p>

2、　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p><b>　　2012年6月</b></p><p>　　音響放大器的設(shè)計(jì) </p>&

3、lt;p>　　摘要：音響放大器所需要設(shè)計(jì)的電路為話筒放大器，音調(diào)控制器及功率放大器。話音放大器的作用是不失真的放大聲音信號(hào)（最高信號(hào)達(dá)到10kHz)。其輸入阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于話筒的輸出阻抗；音調(diào)控制器主要是控制、調(diào)節(jié)音響放大器的幅頻特性，因此音調(diào)控制器的電路可由低通濾波器與高通濾波器組成。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：音響放大器；話放級(jí)；音調(diào)控制級(jí)；功放級(jí)</p><p&g

4、t;<b>　　1設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　1．1設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　(1)學(xué)習(xí)基本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用的初步經(jīng)驗(yàn)，掌握模擬電路設(shè)計(jì)的基本方法、設(shè)計(jì)步驟，培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)與調(diào)試能力。</p><p>　　(2)學(xué)會(huì)音響放大器的設(shè)計(jì)方法和性能指標(biāo)測試方法。</p><p&

5、gt;　　(3)培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。</p><p><b>　　1．2設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　(1)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)音響放大器，主要技術(shù)指標(biāo)要求：</p><p>　?、?額定功率： P。>=1W</p><p>　　② 負(fù)載阻抗： R=8Ω</p><

6、p>　　③ 頻率范圍： 40Hz~10kHz</p><p>　?、?話放級(jí)輸入靈敏度： 5mV</p><p>　　⑤ 輸入阻抗： R>>20Ω</p><p>　?、?系統(tǒng)的總電壓增益A>560倍（55dB）</p><p>　　(2)設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)，選擇電路元件，計(jì)算確定元件參數(shù)，畫出實(shí)用原理電路圖。</

7、p><p>　　(3)自擬實(shí)驗(yàn)方法、步驟及數(shù)據(jù)表格，提出測試所需儀器及元器件的規(guī)格、數(shù)量，交指導(dǎo)教師審核。</p><p>　　(4).批準(zhǔn)后，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行組裝、調(diào)試，并測試其主要性能參數(shù)。</p><p><b>　　1.3參考方案</b></p><p><b>　　(1).電路圖設(shè)計(jì)</b><

8、;/p><p>　　①確定目標(biāo)：設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)是由那些模塊組成，各個(gè)模塊之間的信號(hào)傳輸，并畫出音響放大器方框圖。</p><p>　　②系統(tǒng)分析：根據(jù)系統(tǒng)功能，選擇各模塊所用電路形式。</p><p>　?、蹍?shù)選擇：根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)的要求，確定各模塊電路中元件的參數(shù)。</p><p>　　④總電路圖：連接各模塊電路。</p><p

9、>　　(2).電路安裝、調(diào)試</p><p>　　①為提高學(xué)生的動(dòng)手能力，學(xué)生自行焊接電路板。</p><p>　?、谠诿總€(gè)模塊電路的輸入端加一信號(hào)，測試輸出端信號(hào)，以驗(yàn)證每個(gè)模塊能否達(dá)到所規(guī)定的指標(biāo)。</p><p>　?、壑攸c(diǎn)調(diào)試每一級(jí)的輸出波形。</p><p>　?、軐⒏髂K電路連起來，整機(jī)調(diào)試，并測量該系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)。<

10、/p><p><b>　　2設(shè)計(jì)方案 ：</b></p><p>　　2.1設(shè)計(jì)方案分析論證</p><p>　　(1)．音響放大器設(shè)計(jì)思路</p><p>　?、儆捎谠捦驳妮敵鲂盘?hào)一般只有5mV左右，而輸出阻抗達(dá)到20kΩ（亦有低輸出阻抗的話筒如20Ω,200Ω等），所以話音放大器的作用是不失真的放大聲音信號(hào)（最高信號(hào)達(dá)到

11、10kHz)。其輸入阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于話筒的輸出阻抗。</p><p>　?、谝粽{(diào)控制器主要是控制、調(diào)節(jié)音響放大器的幅頻特性，由其特性可知音調(diào)控制器只對(duì)低音頻與高音頻的增益進(jìn)行提升和衰減，因此，音調(diào)控制器的電路可由低通濾波器與高通濾波器組成。</p><p>　?、酃Ψ偶?jí)的作用是給音響放大器的負(fù)載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的小，效率盡可能

12、提高。</p><p>　　(2). 音響放大器原理</p><p>　　音響放大器主要由話放級(jí)、音調(diào)級(jí)和功放級(jí)組成，見圖1。</p><p>　　圖1 音響放大器原理圖</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　?、貯1：是話放級(jí)，它是由很高的輸入阻抗和高阻話筒配接的，仿真圖

13、見圖2。</p><p><b>　　輸出波形見圖3：</b></p><p>　　圖3 話放級(jí)仿真圖輸出波形</p><p>　?、贏2：是音調(diào)級(jí)，它是由低通濾波器和高通濾波器構(gòu)成的，仿真圖見圖4：</p><p><b>　　圖4 音調(diào)級(jí)仿真圖</b></p><p>&

14、lt;b>　　輸出波形見圖5：</b></p><p>　　圖5 音調(diào)級(jí)仿真圖輸出波形</p><p>　?、跘3：是功放級(jí)，它的作用是給音響放大器的負(fù)載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的小，效率盡可能提高。仿真圖見圖6：</p><p><b>　　輸出波形見圖7：</b>

15、</p><p>　　圖7 功放級(jí)仿真圖輸出波形</p><p><b>　　3 電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(1)根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的性能指標(biāo)，選擇運(yùn)算放大器。</p><p>　　(2)結(jié)合實(shí)際情況和受到運(yùn)放增益帶寬積限制，話放級(jí)，音調(diào)級(jí)和功放級(jí)都采用uA741。</p><p>　　管

16、腳圖和典型電路如下圖示：</p><p><b>　　4實(shí)驗(yàn)器材的選擇</b></p><p>　　音響放大器所需原件下表-1所示： </p><p>　　表-1 音響放大電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)供應(yīng)元器件</p><p><b>　　5 實(shí)驗(yàn)電路</b></p><p><

17、;b>　　5.1仿真電路</b></p><p><b>　　輸出波形見圖9：</b></p><p>　　圖9 音響放大器總體仿真圖輸出波形</p><p>　　5.2整體電路的圖像</p><p>　　我們通過電路的仿真，驗(yàn)證了以上所述原理的正確性，接著在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行操作，電路圖像如下圖10所

18、示：</p><p>　　圖10 音響放大器實(shí)物電路圖</p><p>　　示波器輸出圖形如下圖11所示：</p><p>　　5.3電路安裝與調(diào)試技術(shù) </p><p>　　(1)合理布局，分級(jí)裝調(diào)</p><p>　?、僖繇懛糯笃魇且粋€(gè)小型電路系統(tǒng)，安裝前要對(duì)整機(jī)線路進(jìn)行合理布局</

19、p><p>　　②一般按照電路的順序逐級(jí)布線；</p><p>　　·功放級(jí)應(yīng)遠(yuǎn)離輸入級(jí)；</p><p>　　·每一級(jí)的地線盡量接在一起；</p><p>　　·連線盡可能短，否則很容易產(chǎn)生自激。</p><p>　?、劭梢詮妮斎爰?jí)開始向后級(jí)安裝，也可以從功放級(jí)開始向前逐級(jí)安裝。安裝一級(jí)調(diào)試

20、一級(jí)，安裝兩級(jí)要進(jìn)行級(jí)聯(lián)調(diào)試，直到整機(jī)安裝與調(diào)試完成。</p><p><b>　　(2)電路調(diào)試技術(shù)</b></p><p>　?、匐娐返恼{(diào)試過程一般是先分級(jí)調(diào)試，再級(jí)聯(lián)調(diào)試，最后進(jìn)行整機(jī)調(diào)試與性能指標(biāo)測試，分級(jí)調(diào)試又分為靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試。</p><p><b>　?、陟o態(tài)調(diào)試</b></p><

21、p>　　·輸入端對(duì)地短路，測量該級(jí)輸出端對(duì)地的直流電壓；</p><p>　　·話放級(jí)、音調(diào)級(jí)、功放級(jí)都是由運(yùn)算放大器組成的，其靜態(tài)輸出直流電壓均為VCC/2；</p><p>　　·功放級(jí)的輸出(OTL電路)也為VCC/2，且輸出電容CC兩端充電電壓也應(yīng)為VCC/2。 </p><p><b>　　③動(dòng)態(tài)調(diào)試</

22、b></p><p>　　輸入端接入規(guī)定的信號(hào)，觀測該級(jí)輸出波形，應(yīng)滿足各級(jí)性能指標(biāo)要求（相差不大）。</p><p>　　(3)電路調(diào)試技術(shù)-級(jí)間聯(lián)調(diào)</p><p>　　級(jí)聯(lián)時(shí)，由于級(jí)間相互影響，可能使單級(jí)的技術(shù)指標(biāo)發(fā)生很大變化，甚至兩級(jí)不能進(jìn)行級(jí)聯(lián)。產(chǎn)生的主要原因：</p><p>　　·布線不太合理，形成級(jí)間交叉耦合，

23、應(yīng)考慮重新布線；</p><p>　　· 級(jí)聯(lián)后各級(jí)電流都要流經(jīng)電源內(nèi)阻，內(nèi)阻壓降對(duì)某一級(jí)可能形成正反饋，應(yīng)接RC去耦濾波電路。R一般取幾十歐姆，C一般用幾百微法大電容與0.1?F小電容相并聯(lián)。</p><p>　　(4)電路調(diào)試技術(shù)-自激現(xiàn)象處理</p><p>　　由于功放級(jí)輸出信號(hào)較大，對(duì)前級(jí)容易產(chǎn)生影響，引起自激。</p><p

24、>　　常見高頻自激現(xiàn)象如圖12所示。低頻自激現(xiàn)象是電源電流表有規(guī)則地左右擺動(dòng)，或輸出波形上下抖動(dòng)。</p><p>　　圖12 高頻自激現(xiàn)象</p><p><b>　　處理方法：</b></p><p>　　功放級(jí)①腳與⑤之間接入幾百皮法的電容，形成電壓并聯(lián)負(fù)反饋，可消除疊加的高頻毛刺;</p><p>　　旁路

25、電容；接入RC去耦濾波電路消除。</p><p><b>　　6注意事項(xiàng)</b></p><p>　　(1) 輸入阻抗問題；</p><p>　　(2) 電源供電問題；</p><p>　　(3) 合理布局問題；</p><p>　　(4) 多級(jí)調(diào)試問題；</p><p>

26、　　(5) 實(shí)際參數(shù)與理論參數(shù)的關(guān)系；</p><p>　　(6) 自激的排除方法。</p><p><b>　　7收獲體會(huì)</b></p><p>　　通過這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了音響放大器的基本設(shè)計(jì)方法，對(duì)音響放大器的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)各種放大器的掌握都是

27、思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來的方案應(yīng)用到實(shí)踐中的時(shí)候，問題出現(xiàn)了，不是不能測試，就是測試的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。經(jīng)過解決一個(gè)個(gè)測試中出現(xiàn)的問題，我們對(duì)音響放大器的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。加深了我們對(duì)理論與實(shí)踐聯(lián)系的理解，促進(jìn)了我們運(yùn)用知識(shí)解決具體問題的綜合應(yīng)用能力，特別是對(duì)音響放大器的應(yīng)用、理解上升到了更深的一個(gè)層次。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：<

28、/b></p><p>　　[1] 傅豐林．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]．人民郵電出版社,2007,12.</p><p>　　[2] 萬嘉若,林康運(yùn)等編著.電子線路基礎(chǔ)[J].華中工學(xué)院電子學(xué)教研室編,2001,06.</p><p>　　[3] 謝自美主編.電子線路設(shè)計(jì)[J].華中科技大學(xué)出版社,2003,06 .</p><p>　　

29、[4] 龔偉.D類音頻放大器控制方式綜述[N].重慶大學(xué)報(bào)，2003，02期.</p><p>　　[5] 張飛碧.現(xiàn)代音響技術(shù)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004,07.</p><p>　　[6] 袁光明，劉經(jīng)蘭.最新HI-FI音響元器件資料匯編[G]，四川科學(xué)技術(shù)出版社，1994.</p><p>　　《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)評(píng)分表</p>&l