音響放大器課程設(shè)計(jì)與制作課程設(shè)計(jì) (2)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　學(xué)生姓名： 藍(lán)朔 專業(yè)班級(jí)： 通信0905班 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 周鵬 工作單位： 信息工程學(xué)院 </p><p>　　題 目: 音響放大器設(shè)計(jì)與制作

2、 </p><p><b>　　初始條件：</b></p><p>　　1.TDA2030A</p><p><b>　　2.LM324</b></p><p>　　要求完成的主要任務(wù): </p><p>　?。?）技術(shù)指標(biāo)如下：</p

3、><p>　　a．輸出功率：0.5W；</p><p>　　b．負(fù)載阻抗：4歐姆；</p><p>　　c．頻率響應(yīng)：fL~fH=50Hz~20KHz；</p><p>　　d． 輸入阻抗：>20K歐姆；</p><p>　　e．整機(jī)電壓增益： >50dB；</p><p>　　（2）電

4、路要求有獨(dú)立的前置放大級(jí)（放大話筒信號(hào)）和功率放大級(jí)。</p><p><b>　　時(shí)間安排：</b></p><p><b>　　第18周理論講解。</b></p><p>　　第19周理論設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)室安裝調(diào)試，地點(diǎn)：鑒主13樓通信工程綜合實(shí)驗(yàn)室、鑒主15樓通信工程實(shí)驗(yàn)室（1）</p><p>　

5、　指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日</p><p>　　系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日 </p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</

6、p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.1 音響的介紹及音響的歷史1</p><p>　　1.2 音響的作用意義2</p><p>　　1.3 名詞解釋2</p><p>　　1.3.1 頻率響應(yīng)2</p><p>　　1.3.2 信噪比

7、3</p><p>　　1.3.3 動(dòng)態(tài)范圍3</p><p>　　1.3.4 失真3</p><p>　　2 電路方案的比較與論證5</p><p>　　2.1 放大電路的比較與論證5</p><p>　　2.2 音頻功率放大電路的比較與論證5</p><p>　　3 核心元器件介紹

8、7</p><p>　　3.1 LM324的介紹7</p><p>　　3.2 TDA2030的介紹9</p><p><b>　　4 電路設(shè)計(jì)10</b></p><p>　　4.1 直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)10</p><p>　　4.2 話音放大器與混合前置放大器的設(shè)計(jì)11<

9、/p><p>　　4.3 音量調(diào)節(jié)電路設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.4功率放大電路的設(shè)計(jì)15</p><p><b>　　5 整機(jī)調(diào)試17</b></p><p>　　5.1 話筒前置放大電路調(diào)試17</p><p>　　5.2 音頻放大電路調(diào)試18</p><p&g

10、t;　　5.3 功率放大電路調(diào)試19</p><p><b>　　心得與體會(huì)20</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)21</p><p><b>　　附錄22</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介

11、紹了音響的構(gòu)成、功能、及工作原理，它由TDA2030芯片所組成的功放電路，LM324四運(yùn)放大器為前置放大和音調(diào)放大構(gòu)成，本身具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。而TDA2030一款輸出功率大，最大功率到達(dá)35W左右， 靜態(tài)電流小，負(fù)載能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)電流大既可帶動(dòng)4-16Ω的揚(yáng)聲器，電路簡(jiǎn)潔，制作方便、性能可靠的高保真功放，并具有內(nèi)部保護(hù)電路。本設(shè)計(jì)的功能是將輸入音頻信號(hào)進(jìn)行放大，是一種可普遍用于家庭音響系統(tǒng)、立體

12、聲唱機(jī)等電子系統(tǒng)中，便于攜帶，適用性強(qiáng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞： TDA2030 OTL LM324 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This article describes the sound of the composition, function, and principle

13、, 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

14、cost advantages. The TDA2030 a high output power, maximum power reaches 35W or so, the static current, load capacity, dynamic current can drive large 4-16Ω speaker, circuit simplicity, making convenient a</p><

15、p>　　Is generally available for home audio systems, stereo player and other electronic system, portable applicability.</p><p>　　Key words : TDA2030 OTL Output power:LM324 </p><p><b>

16、;　　1 引言</b></p><p>　　1.1 音響的介紹及音響的歷史</p><p>　　音響技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了電子管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管的歷史時(shí)期，在不同的歷史時(shí)期都各有其特點(diǎn)。通過(guò)音響放大器設(shè)計(jì)，使我們認(rèn)識(shí)到一個(gè)簡(jiǎn)單的模擬電路系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)包括信號(hào)源、輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。信號(hào)源的作用是提供待放大的電信號(hào)，如果信號(hào)是非電量，還須把非電量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后進(jìn)入輸入級(jí)

17、，中間級(jí)進(jìn)行電流或電壓放大，再進(jìn)入輸出級(jí)進(jìn)行功率放大，最后去推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)做某項(xiàng)工作。</p><p>　　經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放30年來(lái)的高速發(fā)展，我國(guó)電子音響行業(yè)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，從單一的收音機(jī)到現(xiàn)在CD、VCD、DVD、多媒體音響、GPS、車載多媒體終端等百花齊放，涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀企業(yè)。即便是在經(jīng)歷了自然災(zāi)害、人民幣升值、原材料大幅漲價(jià)等不利因素，我們?nèi)杂幸淮笈髽I(yè)以加強(qiáng)自主創(chuàng)新、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、開(kāi)拓新市場(chǎng)、加強(qiáng)經(jīng)營(yíng)管理

18、為手段，面對(duì)困難，保持了較高的發(fā)展速度。</p><p>　　1906年美國(guó)人德福雷斯特發(fā)明了真空三極管，開(kāi)創(chuàng)了人類電聲技術(shù)的先河。1927年貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了負(fù)反饋技術(shù)，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，較成功地運(yùn)用了負(fù)反饋技術(shù)，使放大器的失真度大大降低。上世紀(jì)50年代，電子管放大器的發(fā)展達(dá)到了一個(gè)高潮時(shí)期，各種電子管放大器層出不窮。由于電子管放大器音色甜美、圓潤(rùn)，至今仍為發(fā)燒友

19、所偏愛(ài)。 </p><p>　　上世紀(jì)60年代晶體管的出現(xiàn)，使廣大音響愛(ài)好者進(jìn)入了一個(gè)更為廣闊的音響天地。晶體管放大器具有細(xì)膩動(dòng)人的音色、較低的失真、較寬的頻響及動(dòng)態(tài)范圍等特點(diǎn)。 </p><p>　　上世紀(jì)60年代初，美國(guó)首先推出音響技術(shù)中的新成員——集成電路，到了70年代初，集成電路以其質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、體積小、功能多等特點(diǎn)，逐步被音響界所認(rèn)識(shí)。發(fā)展至今，厚膜音響集成電路、運(yùn)算放大集成電路被廣

20、泛用于音響電路。 </p><p>　　上世紀(jì)70年代中期，日本生產(chǎn)出第一只場(chǎng)效應(yīng)功率管。由于場(chǎng)效應(yīng)功率管同時(shí)具有電子管純厚、甜美的音色以及動(dòng)態(tài)范圍達(dá)90dB、THD＜0.01％（100kHz時(shí)）的特點(diǎn)，很快在音響界流行?，F(xiàn)今的許多放大器中都采用了場(chǎng)效應(yīng)管作為末級(jí)輸出。 </p><p>　　1.2 音響的作用意義</p><p>　　細(xì)心觀察我的身邊，現(xiàn)在音響可以

21、說(shuō)是無(wú)處不在，做為一個(gè)現(xiàn)代人，我們已經(jīng)離不開(kāi)音響。它的出現(xiàn)與使用，豐富了我們的生活，而在實(shí)際生活中，它更是不可取代。娛樂(lè)、工作、學(xué)習(xí)……生活的方方面面都有它的身影。音響將我們的生活帶入了一個(gè)全新的世界。</p><p>　　音響放大器是將電信號(hào)還原成聲音信號(hào)的一種裝置，還原真實(shí)性將作為評(píng)價(jià)音箱性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。滿足家庭需要，因?yàn)樯鐣?huì)壓力大，所以家里需要更能釋放壓力，怡情養(yǎng)性的Hi-Fi器材。特別在中國(guó)，因?yàn)橄M(fèi)力的

22、提高，在Hi-Fi上的投資會(huì)有一個(gè)較長(zhǎng)的增長(zhǎng)期。而且中國(guó)人房子不大，車子少，旅游也不多，所以Hi-Fi和家庭影院會(huì)是一種很好的娛樂(lè)方式。</p><p><b>　　1.3 名詞解釋</b></p><p>　　音響系統(tǒng)整體技術(shù)指標(biāo)性能的優(yōu)劣，取決于每一個(gè)單元自身性能的好壞，如果系統(tǒng)中的每一個(gè)單元的技術(shù)指標(biāo)都較高，那么系統(tǒng)整體的技術(shù)指標(biāo)則很好。其技術(shù)指標(biāo)主要有六項(xiàng)：頻

23、率響應(yīng)、信噪比、動(dòng)態(tài)范圍、失真度、瞬態(tài)響應(yīng)、立體聲分離度、立體聲平衡度。</p><p>　　1.3.1 頻率響應(yīng)</p><p>　　所謂頻率響應(yīng)是指音響設(shè)備重放時(shí)的頻率范圍以及聲波的幅度隨頻率的變化關(guān)系。一般檢測(cè)此項(xiàng)指標(biāo)以1000Hz的頻率幅度為參考，并用對(duì)數(shù)以分貝(dB)為單位表示頻率的幅度。</p><p>　　音響系統(tǒng)的總體頻率響應(yīng)理論上要求為20~200

24、00Hz。在實(shí)際使用中由于電路結(jié)構(gòu)、元件的質(zhì)量等原因，往往不能夠達(dá)到該要求，但一般至少要達(dá)到32~18000Hz。 </p><p><b>　　1.3.2 信噪比</b></p><p>　　所謂信噪比是指音響系統(tǒng)對(duì)音源軟件的重放聲與整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的新的噪聲的比值，其噪聲主要有熱噪聲、交流噪聲、機(jī)械噪聲等等。一般檢測(cè)此項(xiàng)指標(biāo)以重放信號(hào)的額定輸出功率與無(wú)信號(hào)輸入時(shí)系統(tǒng)噪

25、聲輸出功率的對(duì)數(shù)比值分貝(dB)來(lái)表示。一般音響系統(tǒng)的信噪比需在85dB以上。</p><p>　　1.3.3 動(dòng)態(tài)范圍</p><p>　　動(dòng)態(tài)范圍是指音響系統(tǒng)重放時(shí)最大不失真輸出功率與靜態(tài)時(shí)系統(tǒng)噪聲輸出功率之比的對(duì)數(shù)值，單位為分貝(dB)。一般性能較好的音響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍在100(dB)以上。</p><p><b>　　1.3.4 失真</b&

26、gt;</p><p>　　失真是指音響系統(tǒng)對(duì)音源信號(hào)進(jìn)行重放后，使原音源信號(hào)的某些部分（波形、頻率等等）發(fā)生了變化。音響系統(tǒng)的失真主要有以下幾種： a．諧波失真：所謂諧波失真是指音響系統(tǒng)重放后的聲音比原有信號(hào)源多出許多額外的諧波成分。此額外的諧波成分信號(hào)是信號(hào)源頻率的倍頻或分頻，它是由負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)或放大器的非線性特性引起的。高保真音響系統(tǒng)的諧波失真應(yīng)小于1%。

27、 b．互調(diào)失真：互調(diào)失真也是一種非線性失真，它是兩個(gè)以上的頻率分量按一定比例混合，各個(gè)頻率信號(hào)之間互相調(diào)制，通過(guò)放音設(shè)備后產(chǎn)生新增加的非線性信號(hào)，該信號(hào)包括各個(gè)信號(hào)之間的和及差的信號(hào)。 </p><p>　　c．瞬態(tài)失真：瞬態(tài)失真又稱瞬態(tài)響應(yīng)，它的產(chǎn)生主要是當(dāng)較大的瞬態(tài)信號(hào)突然加到放大器時(shí)由于放大器的反映較慢，

28、從而使信號(hào)產(chǎn)生失真。一般以輸入方波信號(hào)通過(guò)放音設(shè)備后，觀察放大器輸出信號(hào)的包絡(luò)波形是否輸入的方波波形相似來(lái)表達(dá)放大器對(duì)瞬態(tài)信號(hào)的跟隨能力。 </p><p>　　d. 立體聲分離度：立體聲分離度表示立體聲音響系統(tǒng)中左、右兩個(gè)聲道之間的隔離度，它實(shí)際上反映了左、右兩個(gè)聲道相互串?dāng)_的程度。如果兩個(gè)聲道之間串?dāng)_較大，那么重放聲音的立體感將減弱。 </p><p>　　e. 立體聲平衡度：立體聲平

29、衡度表示立體放音系統(tǒng)中左、右聲道增益的差別，如果不平衡度過(guò)大，重放的立體聲的聲像定位將產(chǎn)生偏移。一般高品質(zhì)音響系統(tǒng)的立體聲平衡度應(yīng)小于1dB。</p><p>　　2 電路方案的比較與論證</p><p>　　2.1 放大電路的比較與論證</p><p>　　方案一：采用uA741運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)電路，uA741通用高增益運(yùn)算通用放大器，早些年最常用的運(yùn)放之一，應(yīng)用非

30、常廣泛，為雙列直插8腳或圓筒8腳封裝。工作電壓±22V，差分電壓±30V，輸入電壓±18V，允許功耗500mW。</p><p>　　方案二：采用LM324通用四運(yùn)算放大器，雙列直插8腳封裝，內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中Vi

31、-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。</p><p>　　方案選?。簎A741是通用放大器，性能不是很好，滿足一般需求，而LM324四運(yùn)放大器具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)放</p><p>　　大倍數(shù)不高，LM324能達(dá)到頻響要求，故選用LM324四

32、運(yùn)放大器。</p><p>　　2.2 音頻功率放大電路的比較與論證</p><p>　　方案一：采用SL34集成功率放大器， SL34是低電壓集成音頻功放，功耗低、失真小，工作電壓為6V，8負(fù)載時(shí)，輸出功率在300mW以上。主要用于收音機(jī)及其它功放。</p><p>　　方案二： LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元

33、件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中。LM386電源電壓4--12V，音頻功率0.5w。LM386音響功放是由NSC制造的，它的電源電壓范圍非常寬，最高可使用到15V，消耗靜態(tài)電流為4mA，當(dāng)電源電壓為12V時(shí)，在8歐姆的負(fù)載情況下，可提供幾百mW的功率。它的典型輸入阻抗為50K。</p><p>　　方案三：TDA2030芯片所組成的功放電路，它是一款輸出功率大，最大功率到達(dá)35W左右， 靜態(tài)

34、電流小，負(fù)載能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)電流大既可帶動(dòng)4-16Ω的揚(yáng)聲器，電路簡(jiǎn)潔，制作方便、性能可靠的高保真功放，并具有內(nèi)部保護(hù)電路。</p><p><b>　　方案選取：</b></p><p>　　本課題要求音響放大器的輸出功率在5W以上，然而LM386達(dá)不到這功率，故選用TDA2030。頻率響應(yīng)fL～fH＝50Hz～20kHz；而單電源供電音頻功率放大器已經(jīng)達(dá)到所需要的目標(biāo)

35、。并且它較少元件組成單聲道音頻放大電路、裝置調(diào)整方便、性能指標(biāo)好等特點(diǎn)。而B(niǎo)TL電路雖然也有以上的功能，但制作復(fù)雜，不利于維修。</p><p><b>　　3 核心元器件介紹</b></p><p>　　3.1 LM324的介紹</p><p>　　LM324引腳圖簡(jiǎn)介：</p><p>　　LM324系列器件為價(jià)格便

36、宜的帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。該四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。每一組運(yùn)算放大器可用圖1所示的符號(hào)來(lái)表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中， Vi-

37、（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。實(shí)物及引腳排列見(jiàn)圖3.1.1。</p><p>　　圖3.1.1 LM324的實(shí)物和引腳排列</p><p><b>　　LM324的特點(diǎn)：</b></p><p><b>　　1.短跑保護(hù)輸出。&

38、lt;/b></p><p><b>　　2.真差動(dòng)輸入級(jí)。</b></p><p>　　3.可單電源工作：3V-32V。</p><p>　　4.低偏置電流：最大100nA。</p><p>　　5.每封裝含四個(gè)運(yùn)算放大器。</p><p>　　6.具有內(nèi)部補(bǔ)償?shù)墓δ堋?lt;/p>

39、<p>　　7.共模范圍擴(kuò)展到負(fù)電源。 　　</p><p>　　8.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的引腳排列。</p><p>　　9.輸入端具有靜電保護(hù)功能。</p><p>　　LM324的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-3：</p><p>　　圖3.1.2典型原理圖（所示為電路的四分之一）</p><p>　　LM3

40、24系列采用兩個(gè)內(nèi)部補(bǔ)償，二級(jí)運(yùn)算放大器，每個(gè)運(yùn)放的第一級(jí)由帶輸入緩沖晶體管Q21和Q17的差動(dòng)輸入器件Q20和Q18，以及差動(dòng)到單端轉(zhuǎn)換器Q3和Q4。第一級(jí)不僅完成第一級(jí)增益的功能，而且要完成電平移動(dòng)和減小跨導(dǎo)的功能。由于跨導(dǎo)的減小，僅需使用一個(gè)較小的補(bǔ)償電容（僅0.5pF），從而就可以減小芯片尺寸，跨導(dǎo)的減小可由將Q20和Q18的極電集分離而實(shí)現(xiàn)。該輸入級(jí)的另一特征是，在單電源工作模式下，輸入共模范圍包含負(fù)輸入和地，無(wú)論是輸入器件或

41、者差動(dòng)到單端變換器都不會(huì)飽和，第二級(jí)含標(biāo)準(zhǔn)電流源負(fù)載放大器級(jí)。</p><p>　　3.2 TDA2030的介紹</p><p>　　TDA2030A是德律風(fēng)根生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5 腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。如圖1所示，按引腳的形狀引可分為H型和V型。該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點(diǎn)。并具有內(nèi)部保護(hù)電路。意大利SGS公

42、司、美國(guó)RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同類產(chǎn)品生產(chǎn)，雖然其內(nèi)部電路略有差異，但引出腳位置及功能均相同，可以互換。</p><p><b>　　電路特點(diǎn)：</b></p><p>　　1.外接元件非常少?！　?.輸出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。　　3.采用超小型封裝（TO-220）,可提高組裝密度。　　4.開(kāi)機(jī)沖擊極小。　　5.內(nèi)含各種保護(hù)電

43、路，因此工作安全可靠。主要保護(hù)電路有：短路保護(hù)、熱保護(hù)、地線偶然開(kāi)路、電源極性反接（Vsmax=12V）以及負(fù)載泄放電壓反沖等?！　?.TDA2030A能在最低±6V最高±22V的電壓下工作在±19V、8Ω阻抗時(shí)能夠輸出16W的有效功率，THD≤0.1%。無(wú)疑，用它來(lái)做電腦有源音箱的功率放大部分或小型功放再合適不過(guò)了。 </p><p>　　引腳情況(如圖3-4):</p&g

44、t;<p>　　1腳是正相輸入端　　2腳是反向輸入端　　3腳是負(fù)電源輸入端　　4腳是功率輸出端　　5腳是正電源輸入端。 圖3-4</p><p><b>　　4 電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　圖4 電路整體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4

45、.1 直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　各種電器設(shè)備內(nèi)部均是由不同種類的電子電路組成，電子電路正常工作需要直流電源，為電器設(shè)備提供直流電的設(shè)備稱為直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源可以將220V的交流輸入電壓轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定不變的直流電壓，直流穩(wěn)壓電源的組成框圖如圖4.1.1所示。</p><p>　　圖4.1.1 電源組成框圖</p><p>　　采用LM7812集

46、成三端穩(wěn)壓器可以很方便的設(shè)計(jì)出直流12V穩(wěn)壓電源。該芯片發(fā)熱量較大，焊接時(shí)需要加一個(gè)散熱片。如圖4.1.2所示，220V交流電經(jīng)過(guò)變壓器變壓成20V，經(jīng)過(guò)整流橋整流，接入三端穩(wěn)壓芯片，輸出基本穩(wěn)定在12V。其中C1、C2、C3、C4均為濾波電容。</p><p>　　圖4.1.2 12V直流穩(wěn)壓電源電路</p><p>　　4.2 話音放大器與混合前置放大器的設(shè)計(jì)</p>

47、<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地放大聲信號(hào)(最高頻率達(dá)到10kHz)。</p><p>　　圖4.2.1 話音放大器電路</p><p>　　圖4.2.2中的混合前置放大電路中，U1A作反相放大器。電容C3、C4是用作噪聲去耦合的，可以用小體積大容量的鉭電容或

48、普通電解電容，一般選為10μF。耦合電容的作用是阻止前后兩級(jí)電路的信號(hào)相互干擾影響，并且不會(huì)影響信號(hào)的傳遞。</p><p>　　圖4.2.2混合前置放大電路</p><p>　　4.3 音量調(diào)節(jié)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　音調(diào)控制器的電路如圖4.3.1所示，其中，9為輸入端，11為輸出端，R9稱為音量控制電位器，其滑臂在最上端時(shí)，音量放大器輸出最大功率。R7

49、是臨場(chǎng)感控制器，它能對(duì)500～2000Hz頻率范圍內(nèi)的信號(hào)提升或衰減6～8dB,，可用來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)氣氛。R6為超低音控制器，它與一般低音控制器不同之處在于它的起控轉(zhuǎn)折頻率取得較低(100Hz)，所以當(dāng)播放動(dòng)態(tài)寬闊的音樂(lè)時(shí)，其低音柔和而又具力度。單調(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0dB不變。因此，單調(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)放構(gòu)成的單調(diào)控制器構(gòu)成，如圖4.3.1所示。這種電路調(diào)節(jié)方便，

50、元器件較少，在一般收錄機(jī)、音響放大器中應(yīng)用較多。</p><p>　　圖4.3.1音量調(diào)節(jié)電路</p><p>　　工作狀態(tài)及元件參數(shù)計(jì)算：</p><p>　　第一：低頻時(shí)的情況：</p><p>　　低頻提升與衰減，電路圖如下圖4.3.2圖（a）和圖（b）所示：</p><p>　　圖4.3.2 低頻等效電路

51、</p><p>　　增益為：A（jω）=</p><p>　　=-[(RP31+R32)/R31]*[1+(jω)/ω2]/[1+(jω)/ω1]</p><p>　　式中：ω1=1/（RP31*C32）， ω2=（RP31+R32）/（RP31*R32*C32）</p><p>　　當(dāng)f<fL1時(shí)，C32可視為開(kāi)路，運(yùn)算放大器的反

52、向輸入端視為虛地，R34的影響可以忽略，此時(shí)電壓增益 : </p><p>　　AVL=(RP31+R32)/R31</p><p>　　在f=fL1時(shí)，因?yàn)閒L2=10fL1，故可得</p><p>　　AV1=(RP31+R32)/R31</p><p>　　此時(shí)，電壓增益 AV1

53、相對(duì)于 AVL下降了3dB。</p><p>　　在f = fL1時(shí)，可得AV1=[(RP31+R32)/R31]*（/10）=0.14 AVL </p><p>　　此時(shí)，電壓增益 AV2相對(duì)于 AVL下降了17dB。</p><p>　　同理可得低頻衰減的相應(yīng)表達(dá)式。</p><p>　　第二：高頻提升與衰減：

54、</p><p>　　高頻等效電路如圖4.3.3所示：</p><p>　　圖4.3.3 高頻等效電路</p><p>　　電阻關(guān)系式為： </p><p>　　Ra=R31+R31+（R31R31/R32）</p><p>　　Rb=R34+R32+（R3

55、4R32/R31）</p><p>　　Rc=R31+R32+（R32R31/R34）</p><p>　　若取R31=R32=R34， 則上式為：Ra=Rb=Rc=3R32=3R34</p><p>　　4.4功率放大電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　功率放大器，簡(jiǎn)稱“功放”。很多情況下主機(jī)的額定輸出功率不能勝任帶動(dòng)整個(gè)音響系統(tǒng)的任務(wù)，這時(shí)

56、就要在主機(jī)和播放設(shè)備之間加裝功率放大器來(lái)補(bǔ)充所需的功率缺口，而功率放大器在整個(gè)音響系統(tǒng)中起到了“組織、協(xié)調(diào)”的樞紐作用，在某種程度上主宰著整個(gè)系統(tǒng)能否提供良好的音質(zhì)輸出。當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，希望其輸出的功率盡可能大，其輸出信號(hào)的非線性失真盡可能地小，效率盡可能高，功放的常見(jiàn)電路有OTL(Output Transformerless)電路和OCL(Output Capacitorless)電路。有用集成運(yùn)算放大器和晶體管組成的功放，也有專用集成

57、電路功放。</p><p>　　TDA2030A是SGS公司生產(chǎn)的單聲道功放IC，該IC體積小巧，輸出功率大，最大功率到達(dá)40W左右；并具有靜態(tài)電流?。?0mA以下），動(dòng)態(tài)電流大（能承受3.5A的電流）；負(fù)載能力強(qiáng)，既可帶動(dòng)4-16Ω的揚(yáng)聲器，某些場(chǎng)合又可帶動(dòng)2Ω甚至1.6Ω的低阻負(fù)載；音色中規(guī)中舉，無(wú)明顯個(gè)性，特別適合制作輸出功率中等的高保真功放等諸多優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　圖4.4

58、.1 功率放大電</p><p><b>　　5 整機(jī)調(diào)試</b></p><p>　　5.1 話筒前置放大電路調(diào)試</p><p>　　話筒前置放電路仿真結(jié)果如圖:</p><p>　　圖5.1.1 前置放大電路輸出波形圖</p><p>　　輸入電壓為5mV,60Hz,輸出結(jié)果如圖5.1.1,

59、達(dá)到了理想波形,話筒的前置放大沒(méi)有失真。由下圖可知輸入電阻遠(yuǎn)大于20k，因此滿足條件。</p><p>　　圖5.1.2 前置放大電路仿真圖</p><p>　　5.2 音頻放大電路調(diào)試</p><p>　　音頻放大電路仿真結(jié)果如圖：</p><p>　　圖 5.2.1 音頻放大電路仿真波形</p><p>　　由圖可

60、知，該部分工作正常，波形沒(méi)有失真，能很好的起到放大作用。</p><p>　　5.3 功率放大電路調(diào)試</p><p>　　功率放大部分仿真結(jié)果如下圖所示</p><p>　　圖5.3.1 功率放大電路輸出波形圖</p><p>　　由圖可知，在剛剛接通電源時(shí)，由于電容在充電導(dǎo)致輸出波形發(fā)生抖動(dòng)，之后輸出波形恢復(fù)正常。因此在接喇叭時(shí)會(huì)產(chǎn)生短暫

61、的雜音，并不影響音頻放大。</p><p>　　綜上，整個(gè)電路分步調(diào)試完畢，整機(jī)調(diào)試結(jié)果與波形仿真基本吻合，增益以及通頻帶均達(dá)到要求。</p><p><b>　　心得與體會(huì)</b></p><p>　　這次模電課設(shè)的論文和設(shè)計(jì)是我這大學(xué)期間干的最有意義的事之一。從最初的選題，開(kāi)題到寫(xiě)論文直到完成論文。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)

62、修改論文，每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。通過(guò)這次實(shí)踐，我了解了音頻功率放大器用途及工作原理，熟悉了音頻功率放大器的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的制作能力。不過(guò)從開(kāi)始的原理圖的確定上，遇到了一個(gè)難題，剛開(kāi)始用LM386，但在查資料后發(fā)現(xiàn)它達(dá)

63、不到輸出功率20W，所以用TDA2030單通道的功放。放假回到學(xué)校后就開(kāi)始著手畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作，一步一步的做下來(lái)。等做好設(shè)計(jì)的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)這是個(gè)美好的過(guò)程，也不枉費(fèi)自己對(duì)這次設(shè)計(jì)和論文花的時(shí)間和精力。其實(shí)這么一次的鍛煉可以學(xué)到書(shū)本里許多學(xué)不到的知識(shí)，堅(jiān)韌、獨(dú)立、思考等。但是課程設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解等等。由于時(shí)間有限，未能完成全部安裝與調(diào)試工作，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果</p>

64、<p>　　本設(shè)計(jì)是在老師的精心指導(dǎo)和鼓勵(lì)下完成的。在此，謹(jǐn)向老師和幫助我的同學(xué)表示衷心的感謝！</p><p>　　此外，我還要感謝在我的論文中所有被援引過(guò)的文獻(xiàn)的作者們，他們是我的知識(shí)之源！</p><p>　　最后，再次向所有給予我?guī)椭凸膭?lì)的同學(xué)和老師致以最誠(chéng)摯的謝意！</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b>&l

65、t;/p><p>　　[1] 童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).第二版.北京：人民郵電出版社，1999.</p><p>　　[2] 康華光主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分），高等教育出版社,2007A.[4] 姚福安:《音頻功率放大器設(shè)計(jì)》，山東大學(xué)學(xué)報(bào)，2003年06期。[5] 牟小令:《高效率音頻功率放大器》，西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2003年01期。[6]吳有宇.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).清華大學(xué)出版社2

66、009年5月第一版。</p><p>　　[7]Adel S Sedra and Keneth C Smith. Microelectronic Circuits.4rd ed..New York :Oxford University Press,1998.</p><p>　　[8] Paul Horowitz and Winfield Hill. The Art of Electr