音頻放大器課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)名稱(chēng) : 模擬電路課程設(shè)計(jì) </p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目 : 音頻放大器設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院 名 稱(chēng) ： 信息工程學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)

2、 班級(jí)：</p><p>　　學(xué)號(hào)： 姓名：</p><p>　　評(píng)分： 教師：</p><p>　　20 11 年 3 月 15 日</p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì)

3、 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)以后，各種便攜式的電子設(shè)備成為了電子設(shè)備的一種重要的發(fā)展趨勢(shì)。從作為通信工具的手機(jī)，到作為娛樂(lè)設(shè)備的MP3播放器，已經(jīng)成為差不多人人具備的便攜式電子設(shè)備。在一些電子設(shè)備中，常常要求放大電路的輸出級(jí)能夠帶動(dòng)較重負(fù)載，因而要求放大電路具有較高的效率，能夠根據(jù)負(fù)載的要求提供足夠的輸出功率

4、。</p><p>　　本系統(tǒng)是基于三極管元件設(shè)計(jì)而成的一種音頻放大器，由前置放大電路、帶通濾波電路、混頻電路、功率放大電路和電源電路五部分構(gòu)成。前置放大電路主要由差分放大電路構(gòu)成，外加恒流源提供偏置，抑制電路的溫漂，提高共模增益比。然后通過(guò)由一個(gè)二階壓控電壓源高通濾波器和一個(gè)二階壓控電壓源低通濾波器構(gòu)成的帶通濾波器，再接入一個(gè)混頻電路（可加入背景音樂(lè)），最后通過(guò)電容耦合到功率放大電路中除去了直流對(duì)后級(jí)放大電路的

5、影響?；祛l電路由一個(gè)簡(jiǎn)單的加法器構(gòu)成。功率放大電路是由LM386這種低電壓通用型集成功率放大器構(gòu)成的單端輸入電路，它能防止高頻自激，并減小非線性失真。本次課程任務(wù)分為五人同時(shí)完成了各模板電路再單步調(diào)試然后進(jìn)行系統(tǒng)組裝，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行調(diào)試，整個(gè)過(guò)程涉及到理論計(jì)算，電路板布局，焊接技術(shù)，電子儀器的使用等一系列知識(shí)要點(diǎn)。</p><p>　　本方案基本上實(shí)現(xiàn)了由聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)過(guò)語(yǔ)音前置放大電路放大再通過(guò)帶通濾波

6、器濾波，最后經(jīng)過(guò)功率放大電路放大由喇叭發(fā)出聲音。在接入5mv的頻率范圍內(nèi)，可以在喇叭處發(fā)出聲音，同時(shí)對(duì)咪頭進(jìn)行語(yǔ)音可以改變喇叭的語(yǔ)音效果，混頻輸入音樂(lè)背景，最后系統(tǒng)的效果相當(dāng)于一個(gè)卡拉OK，具有放大語(yǔ)音的作用。</p><p>　　關(guān)鍵字 ：電子設(shè)備 輸出功率 聲音信號(hào) 電信號(hào) 放大</p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì)

7、 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言·······················

8、83;········1</p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求······················&#

9、183;·2</p><p>　　第二章 系統(tǒng)組成及工作原理</p><p>　　2.1 系統(tǒng)組成·······················

10、3;·····3</p><p>　　2.2 工作原理··························

11、···4</p><p>　　第三章 功率放大電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 功率放大電路······················&

12、#183;·····5</p><p>　　3.2 模塊組成及工作原理························

13、3;···5</p><p>　　第四章 功率放大電路調(diào)試</p><p>　　4.1 實(shí)驗(yàn)與調(diào)試······················

14、······7</p><p>　　4.2 測(cè)試結(jié)果與分析·························

15、;··7</p><p><b>　　系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　5.1 實(shí)驗(yàn)與調(diào)試·····················&#

16、183;······8</p><p>　　5.2 測(cè)試結(jié)果與分析························&

17、#183;···9</p><p>　　結(jié)論····························

18、83;·····11</p><p>　　參考文獻(xiàn)··························&#

19、183;····12</p><p>　　附錄一···························&#

20、183;····13</p><p>　　附錄二···························&#

21、183;····14</p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì) </p><p><b>　　前言</b></p><p>　　科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。以前的三次工業(yè)革命就使我們的社會(huì)發(fā)生了翻天覆地的變化，使我們由手工時(shí)代進(jìn)入了現(xiàn)代的電器時(shí)代。

22、同時(shí)科技在國(guó)家的國(guó)防事業(yè)中發(fā)揮了重要的作用，只有科技發(fā)展了才能使一個(gè)國(guó)家變得強(qiáng)大，才能使一個(gè)名族變得富強(qiáng)。而作為二十一世紀(jì)的主義，作為一名大學(xué)生，不僅僅要將理論知識(shí)學(xué)會(huì)，更為重要的是要將所學(xué)的知識(shí)用于實(shí)際生活之中，使理論與實(shí)踐能夠聯(lián)系起來(lái)。電子課設(shè)是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是將理論與實(shí)踐相結(jié)合的環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力的環(huán)節(jié)。</p><p>　　音頻放大器已經(jīng)有快要一個(gè)世紀(jì)的歷史了，最早的電子管

23、放大器的第一個(gè)應(yīng)用就是音頻放大器。然而直到現(xiàn)在為止，它還在不斷地更新、發(fā)展、前進(jìn)。主要因?yàn)槿祟?lèi)的聽(tīng)覺(jué)是各種感覺(jué)中的相當(dāng)重要的一種，也是最基本的一種。為了滿(mǎn)足它的需要，有關(guān)的音頻放大器就要不斷地加以改進(jìn)。音頻放大器的目的是在產(chǎn)生聲音的輸出元件上重建輸入的音頻信號(hào)，信號(hào)音量和功率級(jí)都要理想——如實(shí)、有效且失真低。音頻范圍為約20Hz～ 20kHz，因此放大器在此范圍內(nèi)必須有良好的頻率響應(yīng)(驅(qū)動(dòng)頻帶受限的揚(yáng)聲器時(shí)要小一些，如低音喇叭或高音喇叭

24、)。根據(jù)應(yīng)用的不同，功率大小差異很大，從耳機(jī)的毫瓦級(jí)到TV或PC音頻的數(shù)瓦，再到“迷你”家庭立體聲和汽車(chē)音響的幾十瓦，直到功率更大的家用和商用音響系統(tǒng)的數(shù)百瓦以上，大到能滿(mǎn)足整個(gè)電影院或禮堂的聲音要求。這時(shí)，低失真、高效率的音頻放大器就成為其中的關(guān)鍵部件?！　?lt;/p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì) </p><p>　　第

25、一章 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求</p><p><b>　　〖基本要求〗</b></p><p>　　將語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行放大（單聲道）</p><p><b>　　輸入信號(hào)：</b></p><p>　　輸出阻抗： </p><p><b>　　共模抑制比：</b

26、></p><p>　　語(yǔ)音濾波器（帶通濾波器）：帶通頻率范圍 300Hz-3KHz</p><p>　　額定輸出功率： 負(fù)載阻抗：RL=8</p><p>　　電源電壓：+5V 頻率響應(yīng)：300Hz--3KHz</p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì)

27、 </p><p>　　第二章 系統(tǒng)組成及工作原理</p><p><b>　　2.1 系統(tǒng)組成</b></p><p><b>　　電信號(hào)</b></p><p>　　---->---->---->---->

28、</p><p>　　圖2.1 音頻放大器流程圖</p><p>　　本系統(tǒng)主要由語(yǔ)音前置放大電路、濾波電路、混頻電路、功率放大電路、電源電路等5個(gè)模塊組成。</p><p><b>　　語(yǔ)音前置放大電路</b></p><p>　　用一個(gè)LM324構(gòu)成一個(gè)放大倍數(shù)稍微小點(diǎn)的放大器，作用是使咪頭得到的信號(hào)前置放大。 屬

29、于同相放大器，放大增益為11。</p><p><b>　　濾波電路</b></p><p>　　用一個(gè)下限為300Hz的高通電路與一個(gè)上限為3KHz的低通電路串聯(lián)構(gòu)成帶通濾波電路，作用是過(guò)濾掉不相干的波。 放大增益為1。 </p><p><b>　　混頻電路</b></p><p>　　用一個(gè)L

30、M324構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)放器，作用是構(gòu)成兩個(gè)信號(hào)的疊加。 放大增益為1。</p><p><b>　　4、功率放大電路</b></p><p>　　用一個(gè)LM386集成功率放大器構(gòu)成的一個(gè)單端輸入放大電路，作用是將混合信號(hào)的功率放大。 電路的放大增益可利用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)，理論要的放大增</p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì)

31、 </p><p><b>　　益為50。</b></p><p><b>　　電源電路</b></p><p>　　利用三端穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電路，作用是為前面4個(gè)模塊提供所需的電壓.</p><p><b>　　2.2 工作原理</b&

32、gt;</p><p>　　開(kāi)始時(shí)聲音信號(hào)通過(guò)咪頭（話筒）被轉(zhuǎn)化成為電信號(hào)，接著通過(guò)語(yǔ)音前置放大電路將功率較微弱的電信號(hào)進(jìn)行足夠的放大，然后通過(guò)濾波電路把一些對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)用的、不相干的頻率的波給過(guò)濾掉，從而只剩下我們需要的波，經(jīng)過(guò)混頻電路時(shí)，我們從外面輸入另一個(gè)信號(hào)，然后兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行疊加，再通過(guò)功率放大電路將混合信號(hào)的功率進(jìn)行放大，從而得到功率足夠大的信號(hào)來(lái)帶動(dòng)喇叭，最后經(jīng)過(guò)喇叭把經(jīng)過(guò)混合、放大的信號(hào)轉(zhuǎn)化成功率較大的

33、聲音。</p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì) </p><p>　　第三章 功率放大電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 功率放大電路</p><p>　　圖3.1功率放大電路圖</p><p>　　在集成功率放大電路輸入端輸入信號(hào)，通過(guò)LM38

34、6該低電壓通用型集成功率放大器的電壓放大作用，在輸出信號(hào)大且滿(mǎn)足失真度要求的前提下，根據(jù)負(fù)載的要求，通過(guò)調(diào)節(jié)外接阻容串聯(lián)電路中的電阻大小改變電路的電壓放大倍數(shù)，提供所需的輸出功率來(lái)帶動(dòng)負(fù)載，根據(jù)理論分配，放大倍數(shù)為50。</p><p>　　3.2 模塊組成及工作原理</p><p>　　（1） LM386是一種低電壓通用型集成功率放大器，其性能優(yōu)良，穩(wěn)定可靠，所用外圍元件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)

35、試方便，輸出功率大，效率高，而且集成功放的內(nèi)部電路中還設(shè)有過(guò)壓、過(guò)流及過(guò)熱保護(hù)電路，能保證其安全可靠工作。</p><p>　　（2）集成功率放大電路為單端輸入方式，輸入信號(hào)由C1接入同相輸入端 </p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì)

36、 </p><p>　　3腳，反相輸入端2腳接地。管腳1、8開(kāi)路時(shí)，其內(nèi)部負(fù)反饋?zhàn)顝?qiáng)，整個(gè)電路的電壓放大倍數(shù)為20，若在1、8腳之間外接旁路電路電容，可使電壓放大倍數(shù)提高到200。在實(shí)際使用中，常常在1、8腳之間外接阻容串聯(lián)電路，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻的大小使電路的電壓放大倍數(shù)在20-200之間變化。5腳外接電容C3為功放輸出耦合電容，以便構(gòu)成OTL電路。R

37、1、C4是頻率補(bǔ)償電路，用以消除負(fù)載電感在高頻時(shí)產(chǎn)生的不良影響，改善功放的高頻特性并防止高頻自激。</p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì) </p><p>　　第四章 功率放大電路調(diào)試</p><p>　　4.1 實(shí)驗(yàn)與調(diào)試</p><p>　　通電觀察。接通電源后，先

38、不要急于測(cè)試，首先觀察功放電路是否有冒煙、發(fā)燙等現(xiàn)象。若有，因迅速切斷電源，重新檢查電路，排除故障。</p><p>　　靜態(tài)測(cè)試。將功率放大器的輸入信號(hào)接地，測(cè)量輸出端對(duì)地的電位應(yīng)為0V左右，電源提供的靜態(tài)電流一般為幾十mA左右。若不符合要求，應(yīng)仔細(xì)檢查外圍元件及接線是否有誤；若無(wú)誤，可考慮更換集成功放器件。</p><p>　　動(dòng)態(tài)測(cè)試。在功率放大器的輸出端接額定負(fù)載條件下，功率放大器

39、輸入端加頻率為1KHZ的正弦波信號(hào)，調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的大小，觀察輸出信號(hào)的波形。若輸出波形變粗或帶有毛刺，則說(shuō)明電路發(fā)生自激振蕩，應(yīng)嘗試改變外接電路的分布參數(shù)，直至自激振蕩消除。然后逐漸增大輸入電壓，觀察測(cè)量輸出電壓的失真及幅值，計(jì)算最大不失真輸出功率。改變輸入信號(hào)的頻率，測(cè)量功率放大器在額定輸出功率下的頻帶寬度是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　4.2 測(cè)試結(jié)果與分析</p><p>

40、<b>　　1、測(cè)試原理，方法</b></p><p>　　采用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器進(jìn)行輸入輸出信號(hào)測(cè)量，觀察波形失真情況。</p><p><b>　　測(cè)試儀器</b></p><p>　　函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，示波器。</p><p><b>　　測(cè)試結(jié)果</b></p&

41、gt;<p>　　由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸入交流信號(hào)，觀察輸出的波形、放大倍數(shù)、頻率然后記錄與仿真的數(shù)據(jù)分析比較。</p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì) </p><p><b>　　第五章 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　5.1 實(shí)驗(yàn)與調(diào)試</p&g

42、t;<p>　　圖5.1 系統(tǒng)組成實(shí)物圖</p><p>　　在確定了電路、領(lǐng)好元器件之后，首先劃分模塊，對(duì)每個(gè)模塊電路進(jìn)行布局。首先焊接芯片電路部分，在焊接完這部分電路之后，再對(duì)分好的模塊單獨(dú)測(cè)試、調(diào)節(jié)使其與方陣的結(jié)果相符。并排除了焊接上的一些問(wèn)題后，電路基本上能夠正常工作。接著焊芯片各節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系元件電路，在焊接完電路后并檢查完，接通電源后，喇叭只能發(fā)出一種單頻率的聲音，并逐漸上升成為刺耳的噪音，

43、結(jié)果電路確實(shí)能夠放大語(yǔ)音，但是由于“咪頭”與喇叭相距太近，產(chǎn)生了自激。解決方法是將“咪頭”用長(zhǎng)導(dǎo)線連接，使其與喇叭相距較遠(yuǎn)的距離。此電路還可以通過(guò)調(diào)節(jié)200K滑動(dòng)變阻器的阻值，改變放大聲音的大小。</p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì) </p><p>　　5.2 測(cè)試結(jié)果與分析</p><p&g

44、t;<b>　　1、測(cè)試原理，方法</b></p><p>　　采用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器進(jìn)行輸入輸出信號(hào)測(cè)量，觀察波形失真情況。</p><p><b>　　2、測(cè)試儀器</b></p><p>　　函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，示波器。</p><p><b>　　3、測(cè)試結(jié)果</b>&

45、lt;/p><p>　　由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸入10mv，頻率分別為300Hz、1KHz、3KHz交流信號(hào).觀察輸出的波形、放大倍數(shù)、頻率然后記錄與仿真的數(shù)據(jù)分析比較。</p><p>　　表5-1 系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)表</p><p>　　此帶通濾波器的頻率范圍近似于300Hz--3KHz，頻率的改變?cè)谠O(shè)計(jì)的允許范圍內(nèi)可以減少輸出圖形的失真！</p><p

46、><b>　　4.數(shù)據(jù)分析</b></p><p>　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)與仿真對(duì)比！可以得知在不失真的帶通范圍在300hz到3khz 內(nèi)，放大倍數(shù)理論值為625.而實(shí)驗(yàn)值在這數(shù)值的附近560到650之間波動(dòng)?？梢灾?lt;/p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì) </p><p>　　

47、頻率與放大倍數(shù)存在關(guān)系，可以根據(jù)此關(guān)系可以求得實(shí)驗(yàn)的帶通值！在300HZ到3KHZ的范圍內(nèi), 輸出的圖形比較較清晰，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)要求。各模塊的數(shù)據(jù)在誤差允許的范圍內(nèi)。</p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì) </p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　這是一

48、次比較系統(tǒng)的電子電路設(shè)計(jì)，是一次將理論與實(shí)踐相結(jié)合的設(shè)計(jì)。其中包括了電路的設(shè)計(jì)，資料的查詢(xún)，分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，甚至還是對(duì)焊接技術(shù)及審美觀念的一個(gè)考驗(yàn)。如果不能以一種認(rèn)真的態(tài)度去面對(duì)這次設(shè)計(jì)，而只是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的在書(shū)本之中尋找到一個(gè)電路圖，并將其簡(jiǎn)單的焊接起來(lái)。那就失去了本次電子課設(shè)的意義了。已經(jīng)選擇了電子信息科學(xué)與技術(shù)這一個(gè)專(zhuān)業(yè)，就必需去提高自己的動(dòng)手能力了。</p><p>　　在焊接的時(shí)候，學(xué)會(huì)電焊應(yīng)該是最

49、大的收獲，下面簡(jiǎn)單介紹以下焊接的體會(huì)，焊接最需要注意的是焊接的溫度和時(shí)間，焊接時(shí)要使電烙鐵的溫度高于焊錫，但是不能太高，以烙鐵接頭的松香剛剛冒煙為好，焊接的時(shí)間不能太短，因?yàn)槟菢雍更c(diǎn)的溫度太低，焊點(diǎn)融化不充分，焊點(diǎn)粗糙容易造成虛焊，而焊接時(shí)間長(zhǎng)，焊錫容易流淌，使元件過(guò)熱，容易損壞，還容易將印刷電路板燙壞，或者造成焊接短路現(xiàn)象。</p><p>　　任何電路的設(shè)計(jì)都不是只存在一個(gè)電路。它是有各個(gè)小模塊組成的，因而在

50、電路的設(shè)計(jì)中就必須注意將電路模塊化。這樣才能有針對(duì)性的將問(wèn)題解決。如果不將電路模塊化，而只是將電路焊接好來(lái)。只怕當(dāng)焊接完檢查電路之時(shí)，自己都不知道從何處下手。同時(shí)，電路的焊接或多或少的存在一些問(wèn)題，很少在焊接完成的時(shí)候，電路不存在任何的問(wèn)題。在遇到問(wèn)題時(shí)要做的是去分析問(wèn)題解決問(wèn)題，而不是氣憤，埋怨。雖然比較好的將電路完成了，但是還是發(fā)現(xiàn)存在一些問(wèn)題。動(dòng)手能力不夠強(qiáng)，必須加強(qiáng)。必須培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，在電路設(shè)計(jì)中必須有替代的思想

51、。在今后的學(xué)習(xí)中必須注意將理論與實(shí)踐相結(jié)合，再好的理論，都必須由實(shí)踐去證明。</p><p>　　通過(guò)此次設(shè)計(jì)，對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)有了很大的興趣，現(xiàn)在可以主動(dòng)的去學(xué)習(xí)，明白自己該學(xué)習(xí)哪個(gè)方面，重點(diǎn)是什么？也掌握了在理論中遇到問(wèn)題，應(yīng)該怎樣去解決，在實(shí)際中遇到迷團(tuán)應(yīng)該怎樣去檢查調(diào)試。這次課程設(shè)計(jì)鞏固了對(duì)低頻知識(shí)點(diǎn)的理解，同時(shí)也培養(yǎng)了操作能力。</p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì)

52、 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、王港元.電工電子實(shí)踐指導(dǎo)（第二版）.江西科學(xué)技術(shù)出版社，2005.</p><p>　　2、謝自美.電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試（第二版）.華中理工大學(xué)出版社，2000</p><p>　　3、

53、張友漢.電子線路設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè).福建科學(xué)技術(shù)出版社，2000.</p><p>　　4、郝鴻安等.555集成電路實(shí)用大全.上?？茖W(xué)普及出版社.</p><p>　　5、陳兆仁.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究與設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社，2000.</p><p>　　6、畢滿(mǎn)清.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社.</p><p>　　7、杜龍林.用萬(wàn)用表

54、檢測(cè)電子元器件.遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2001.</p><p>　　8、梁宗善.新型集成電路的應(yīng)用.華中理工大學(xué)出版社，2001.</p><p>　　9、楊振江等.新穎實(shí)用電子設(shè)計(jì)與制作.西安電子科大出版社，2000.</p><p>　　音頻放大器設(shè)計(jì) </p><p&