課程設計--擴音機電路的設計

1、<p>　　課 程 設 計 報 告</p><p>　　課程名稱： 模擬電子技術基礎 </p><p>　　設計名稱： 擴音機電路設計 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學 號: <

2、;/p><p>　　班 級： </p><p>　　成 績： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　起止日期：2009年12月28日至2010年1月1日</p><p>

3、<b>　　課程設計任務書</b></p><p><b>　　擴音機電路的設計</b></p><p><b>　　設計的目的和意義</b></p><p><b>　　(一)、實驗目的</b></p><p>　　1，了解擴音機電路的形成和用途。<

4、;/p><p>　　2，掌握音頻放大電路的一種實現方法。</p><p>　　3，提高獨立設計電路和驗證試驗的能力。。</p><p>　　(二)、意義：對以后的畢業(yè)設計打下基礎，鍛煉個人的學習和查閱資料的能力以及對課外相關本專業(yè)知識的了解。</p><p><b>　　設計原理</b></p><p&g

5、t;　　擴音機電路的工作原理與音頻功率放大器的工作原理相似，具有放大音頻先好并將其還原純真聲音信號的電子裝置。擴音機電路時一個典型的多級放大器，其原理如下圖所示。</p><p>　　前置級主要完成對小信號的放大。一般要求輸入阻抗要高，輸出阻抗低，頻帶寬度要寬，噪聲要小。音調控制級主要實現對輸入信號高、低音的提升和衰減。功率放大器決定了整機的輸出功率、非線性失真系數等指標，要求效率高、失真盡可能小、輸出功率大。首

6、先根據技術指標要求，對整機電路作適當安排，確定各級的增益分配，然后對各級電路進行具體的設計計算。</p><p>　　因為P0max=8W。所以此時的輸出電壓：V0= =8V。要使輸入為5mv的信號放大到8v的輸出，所需要的總放大倍數為1600倍，擴音機中各級增益的分配為：前置級電壓放大倍數為80；音調控制級中頻電壓放大倍數為1；功率放大級電壓放大倍數為20。</p><p><b&

7、gt;　　詳細設計及實驗步驟</b></p><p><b>　　前置放大級</b></p><p>　　由于信號源提供的信號非常微弱，因此在音調控制器前面要加一級前置放大級。該前置放大級的下限頻率要小于音調控制器的低音轉折頻率，前置放大器的上限頻率要大于音調控制器的高音轉折頻率。前置放大器采用集成運算放大器電路，具體電路結構如下圖所示</p>

8、<p>　　圖 1 前置放大電路</p><p>　　考慮對噪聲、頻率響應的要求，運算放大器選用LF353雙運放，該運放是場效應管輸入型高速低噪聲集成器件，其輸入阻抗極高。</p><p>　　前置級由LF353組成兩級放大器完成。第一級其的Av1=10,即1+R3/R2=10,取R2=10K,R3=100K。取Av2=10，同樣R5=10K,R6=100K。電阻R1\R4

9、為放大器的偏置電阻，取R1=R4=100K。耦合電容C1\C2取10uF,C4、C5取100uF，以保證擴音機的低頻響應。</p><p><b>　　因調節(jié)控制器設計</b></p><p>　　應調節(jié)控制器的功能是根據需要按一定的規(guī)律控制、調節(jié)音響放大器的頻率響應，達到美化音色母的。一般音調控制器只對低音和高音信號的增益進行提升或衰減，二中陰線號的增益不變。音頻控

10、制器的電路結構有多種形式，常用的典型電路結構如下圖所示</p><p>　　圖 2 音調控制器電路</p><p>　　音調節(jié)控制器的設計主要是根據要求的不同的轉折頻率，選擇電位器、電阻及電容值。</p><p>　?。?） 低頻工作是原件</p><p>　　音調控制器工作的低音頻時，由于電容C5<<C6=C7，故在低頻時C5

11、可看成開路，因調節(jié)控制電路此時可簡化為</p><p><b>　　圖3 低頻提升電路</b></p><p>　　上圖圖3為電位器RW1中間抽頭處在最左端，對應于低頻提升最大的情況。</p><p><b>　　低頻提升</b></p><p>　　由圖可求低頻提升電路的頻率響應函數為：</

12、p><p>　　A=V0/V1=-(R10+RW1)(1+Jw/wL2)/R8(1+Jw/wL1) </p><p>　　其中：wL1=1/C7RW1, wL2=(RW1+R10)/(C7RW1R10)</p><p>　　當頻率遠小于低音轉折頻率時，C7近似開路，此時增益為：</p><p>　　AL=(RW1+R10)/R8</p

13、><p>　　當頻率升高時，C7的容抗減小，當頻率遠大于中音下限頻率是，此時的增益為</p><p><b>　　A0=R10/R8</b></p><p>　　在低音轉折頻率和中音下限頻率的范圍內，電壓怎一衰減率為-6Db/倍頻。</p><p>　　電阻R8、R10、RW1的取值范圍一般為幾k到幾百k之間。若電阻過大，運

14、算放大器的漏電流的影響變大；若取值過小，流入運算放大器的電流將超過其最大輸出能力。故取RW1=470K,R8=R9=R10=51K,電容C6=C7=0.01uF</p><p>　　圖 4 低頻衰減電路</p><p>　　上圖圖4為電位器RW2中間抽頭處在最右端，對應于低頻衰減最大的情況。</p><p>　　`（2） 高頻工作是元件</p><

15、;p>　　音調控制器在高頻端工作是，電容C6、C7近似短路，此時音頻控制器電路可簡化成下圖所示</p><p>　　圖 5 音調控制器高頻段工作簡化電路</p><p>　　由于R8、R9、R10為星形連接，為便于分析，可將它們轉換成三角形連接，轉換后的電路圖如下所示</p><p>　　圖 6 音調控制器高頻端等效電路</p><p>

16、;　　因為R8=R9=R10,所以Ra=Rb=Rc=3R8。由于Rc跨接在電路的輸入端和輸出端之間，對控制電路無影響，故可將它忽略不記。</p><p>　　當RW2中間抽頭處于最左端時，此時高頻提升最大，等效電路如下所示</p><p>　　圖 7 高頻提升電路</p><p><b>　　高頻提升</b></p><p&

17、gt;　　由上圖可知：該電路是一典型的高通濾波器，其增益函數為：</p><p>　　A=V0/V1=-Rb(1+Jw/wh1)/R8(1+Jw/wh2)</p><p>　　其中wh1=1/(Ra+R11), Wh2=1/(R11C5)</p><p>　　按照低頻端的分析方法，可得出高頻提升電路的一寫特性并且去C5=330pF，R11=11K，RW2=470K。

18、</p><p>　　當RW2中間抽頭處于最右端時，此時高頻衰減最大，等效電路圖如下所示</p><p><b>　　圖 8高頻衰減電路</b></p><p><b>　　功率輸出級設計</b></p><p>　　功率放大的主要作用是向負載提供功率。要求輸出功率盡可能大，轉換功率盡可能高，非線性

19、失真盡可能小。功率輸出級電路結構有許多種形式，選分立元件組成的功率放大器或單片集成功率放大器均可,下面是用D2006構成的OTL功率放大電路，電路圖如下所示：</p><p>　　圖 9 功率放大電路圖</p><p><b>　　確定電源電壓Vcc</b></p><p>　　為了使功率放大器達到輸出功率8W的要求，同時又保證電路安全可靠的工

20、作，電路的最大輸出功率應比實際設計指標大些，一般取Pom=（1.5～2.0）Po。根據：Pom=</p><p><b>　　所以 Uom=</b></p><p>　　考慮到輸出功率管T2、T4的飽和壓降和發(fā)射極電阻R8、R9的壓降，電源電壓常取 Vcc=（1.2～1.5）Uom</p><p>　　將已知參數帶入上式，電源電壓選?。?/p>

21、V。</p><p><b>　　4、擴音機總電路圖</b></p><p>　　圖 10 擴音機總電路圖</p><p><b>　　四、設計結果及分析</b></p><p>　　整機調試：將三級電路連接起來，接收音機檢波后的信號或連接一話筒，調節(jié)音量控制電位器Rw4，應能改變音量的大小。調節(jié)高

22、、低音控制電位器應能明顯聽出高、低音調的變化。敲擊電路板應無聲音間斷和自激現象。</p><p><b>　　五、體會</b></p><p>　　通過這次課程設計，我對電子技術基礎這門學科有了進一步的認識和感知。以前只是單純注重理論知識的積累，忽略了它的實踐意義。這次的課程設計，不僅使我溫習了書本上的理論知識，而且使我學會了如何把它應用到具體實踐當中，做到了理論與實

23、踐相結合。</p><p>　　課程設計完成之后，我進行了再思考，并重新將自己的設計審視了幾遍，同時也和做同樣設計的幾個同學交流了一下。在進行交流中，我又有些新的感悟。</p><p>　　一開始進行設計的時候，由于我自身的知識儲備不高，基本上都是參照相關資料進行。這樣做一方面可以讓我熟悉軟件的操作環(huán)境，了解設計方法和步驟，更加深刻理解基本概念。另一方面等到自己設計的時候，可以在原有基礎上

24、完全按照自己的思路獨立進行，而且在解決遇到的問題時會更加引發(fā)自己的思考，雖說不上創(chuàng)新，但可能會有新意產生。在這方面我自感做的不是很好，這就要求自己在今后的學習中要不斷的擴充知識，同時還要加強自身探索能力的培養(yǎng)。這正是以后最需要改進的地方。</p><p>　　這一點，我想同樣適用于其它各門功課。如果沒有探索性，我們就會拘泥于現有的東西，永遠不會推動科技的發(fā)展。在這個設計過程中，探索性主要可以體現在下面幾個方面。一

25、個是繪圖所用的軟件，很多人推薦我們使用Protel、EWB等，因為這幾個軟件有它們很大的優(yōu)勢，在學習使用過程中我也深有體會，特別是EWB，功能很強大，基本上能滿足我在設計中的任何要求。但是我們同樣可以自己摸索，用其他差不多或者更好的軟件。還有設計時所采用的公式，每本資料基本都有較為成熟的公式讓我們參考。但它們不一定就是最好的，我們也可以到圖書館到網上去查閱更多的資料，找出其它公式，公式是否為最好無關緊要，能滿足設計指標就好。第三點，在整

26、個設計過程中都會有很多的計算，如果靠筆算會很麻煩也不能保證準確性。這個時候我們就可以把以前學的本領用出來了。VC、Matlab都是很好的工具，利用它們編寫一些小工具進行計算，大大方便了我們的設計，減少了設計中的機械性。沒有探索就沒有創(chuàng)新，沒有創(chuàng)新很可能就會被淘汰，在今后的學習和設計中，我也會更加注重這方面的鍛煉和培養(yǎng)，希望會有所進步。</p><p>　　我的設計缺少系統(tǒng)性，在整個設計過程中探索性也不夠。這里面原

27、因是很多的。主要是因為首次做課設，具體環(huán)節(jié)還不太明了，其次就是我的知識儲備還遠遠達不到標準，今后還需要多學習多交流多研究，我相信自己會有更大的進步。并且，在小實習的這些日子里，培養(yǎng)了我們獨立思考、勇于克服困難、團隊協(xié)作的精神，大家互幫互助在其中得到了很大的加強。我們不再是單體的，而是一個整體，團結的整體，老師的教學讓我們學到很多，而我們自己從實踐中也摸索著學到了很多。</p><p><b>　　六、參

28、考文獻</b></p><p>　　[1] 華成英、童詩白.模擬電子技術基礎（第四版）.高等教育出版社</p><p>　　[2] 郭永貞.電子技術實驗與課程設計知道（模擬電路部分）.東南大學出版社</p><p>　　[3] 戈素貞、杜群羊、吳海青.模擬電子技術基礎與應用實例.北京航空航天大學出版社</p><p>　　[4]