音響放大器畢業(yè)設(shè)計（論文）

1、 200 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 材 料 系 、 部： 電子與信息工程系 專 業(yè)： 電子信息工程技術(shù)2009年5月材料清單1、畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)書2、指導(dǎo)教師評閱表3、答辯及最終成績評定表4、畢業(yè)設(shè)計說明書5、附錄材料 2009 屆畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)書系：電氣與信息工程系 專業(yè)：電子信息工程技術(shù) 指導(dǎo)教師張忠賢學(xué)生姓名尹軍艷課題名稱音響放大器的設(shè)計內(nèi)容及任務(wù)設(shè)計內(nèi)容l 一個音響放大器，要求具有話音放大、音調(diào)輸出控制、對輸入信號進行擴音。l 以集成運放為核心進行設(shè)計。 l 已知：vcc=9v,話筒模擬輸入電壓為5v,電子混響延時器模塊1片，集成功放lm1875芯片1片，負載電阻，揚聲器一

2、個。l 音響放大器的組成簡介（話音放大器、電子混響器、混合前值放大器、音調(diào)制器l 方案選擇：本設(shè)計選擇直接給定信號，由磁帶防音機提供。l 各單元電路的設(shè)計，作各單元電路的原理框圖l 功率放大器的選擇，本設(shè)計選擇lm1875。l 電路安裝與調(diào)試設(shè)計任務(wù)l 設(shè)計一個具有話音放大的音響放大器擬達到的要求或技術(shù)指標 具有話音放大 具有音調(diào)控制 具有音量控制額定功率負載阻抗頻率響應(yīng)輸出電壓 進度安排起止日期工作內(nèi)容備注2月10日2月28日3月1日3月9日3月10日3月30日4月1日5月4日5月5日5月17日5月18日5月24日熟悉任務(wù)書，查找相應(yīng)資料擬出設(shè)計題綱音響放大器的設(shè)計（各單元電路框圖）電源的原

3、理圖和pcb圖系統(tǒng)調(diào)試，撰寫設(shè)計說明書準備答辯5%5%35%15%30%10%主要參考資料1李萬臣，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社,20022任為民，電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo).北京:中央廣播電視大學(xué)出版社,19863李鋒，劉小魁. 模擬電子技術(shù)設(shè)計.湖南:湖南大學(xué)出版社,2004 4彭介華， 電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo).北京:高等教育出版社,19975張永端,楊林耀,張雅蘭.電路分析基礎(chǔ).西安:西安電子科技大學(xué)出版社,19986王喜成.音響技術(shù). 西安:西安電子科技大學(xué)出版社,19977王川,姚建永.實用電源技術(shù).重慶大學(xué)出版社,20008童丹，模擬電子技術(shù)設(shè)計基礎(chǔ)師，

4、山東:濟南大學(xué)出版社，19969鄧漢，勤音響設(shè)計與電路原理，西安:西安電子科技大學(xué)出版社,200110謝婉青，集成運算放大器應(yīng)用原理，北京:清華大學(xué)出版社,1997教研室意見年 月 日系主管領(lǐng)導(dǎo)意見年 月 日湖南工學(xué)院2009 屆畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評閱表系： 電氣與信息工程系 學(xué)生姓名尹軍艷學(xué) 號401060540班 級電0604班專 業(yè)電子信息工程技術(shù)指導(dǎo)教師姓名張忠賢課題名稱音響放大器的設(shè)計評語：（包括以下方面，學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；檢索和利用文獻能力、計算機應(yīng)用能力；學(xué)術(shù)水平或設(shè)計水平、綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力；）是否同意參加答辯：是 否指導(dǎo)教師評定成績

5、分值：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日湖南工學(xué)院2009 屆畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及最終成績評 定 表系（公章）： 學(xué)生姓名尹軍艷學(xué)號401060540班級電0604班答辯日期課題名稱音響放大器的設(shè)計 指導(dǎo)教師成 績 評 定分值評 定小計教師1教師2教師3教師4教師5課題介紹思路清晰，語言表達準確，概念清楚，論點正確，實驗方法科學(xué)，分析歸納合理，結(jié)論嚴謹，設(shè)計（論文）有應(yīng)用價值。30答辯表現(xiàn)思維敏捷,回答問題有理論根據(jù)，基本概念清楚，主要問題回答準確大、深入,知識面寬。必答題40自由提問30合 計100答 辯 評 分分值：答辯小組長簽名：答辯成績a： 40指導(dǎo)教師評分分值：指導(dǎo)教師評定成績b： 60最

6、終評定成績： 分數(shù)： 等級：答辯委員會主任簽名： 年 月 日說明：最終評定成績a+b，兩個成績的百分比由各系自己確定，但應(yīng)控制在給定標準的10左右。摘 要音響放大器可以用來話音擴音、音樂欣賞、卡拉ok伴唱，其中的電子混響器使聲音聽起來具有一定深度感和空間立體感。音響放大器是由話筒放大器、混合前置放大器、電子混響器、音調(diào)控制器、功率放大器幾部分組成。本設(shè)計目的具有話音放大、音調(diào)控制、音量控制；擬達到的技術(shù)指標：額定功、負載阻抗、頻率響應(yīng)、輸出電壓。設(shè)計意義：音響技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了電子管、晶體管、場效應(yīng)管的歷史時期，在不同的歷史時期都各有其特點。預(yù)計音響技術(shù)今后的發(fā)展主流為數(shù)字音響技術(shù)。通過音響放大

7、器設(shè)計，使我們認識到一個簡單的模擬電路系統(tǒng)，應(yīng)當包括信號源、輸入級、中間級、輸出級和執(zhí)行機構(gòu)。信號源的作用是提供待放大的電信號，如果信號是非電量，還須把非電量轉(zhuǎn)換為電信號，然后進入輸入級，中間級進行電流或電壓放大，再進入輸出級進行功率放大，最后去推動執(zhí)行機構(gòu)做某項工作。關(guān)鍵詞：集成運算放大器；集成功率放大器；lm1875 。abstractthe acoustic amplifier may use for the voice to amplify, music appreciation, the kara ok vocal accompaniment, electronic reverber

8、ation employing according to ability sound sounds to have certain depth perception and the spatial stereoscopic effect.the acoustic amplifier is by the transmitter amplifier, the mix pre-amplifier, the electronic reverberant unit, the tone controller, power amplifier several parts is composed.this d

9、esign goal has the voice to enlarge, the tonality control, the volume control; plans technical specification which achieved: fixed merit, loaded impedance, frequency response, output voltage.this design significance: the acoustic technology development has experienced the electron tube, the transist

10、or, the field effect tube historical period, all respectively has its characteristic in the different historical period.will estimate the acoustic technology next development mainstream for the digital sound technology.through the acoustic amplifier design, makes us to realize to a simple analogous

11、circuit system, must include the supply oscillator, the input level, the middle level, the output stage and the implementing agency.the supply oscillator function provides treats the enlargement the electrical signal, if the signal right and wrong electric quantity, still needs the non-electrical qu

12、antity to transform into the electrical signal, then enters the input level, the middle level carries on the electric current or the voltage amplification, again enters the output stage to carry on the power to enlarge, finally impels the implementing agency to do some work.key word: integration ope

13、rational amplifier；integration power amplifier. 目 錄1 緒論12 音響放大器的基本組成簡介22.1 音響放大器的基本組成框圖22.2 話音放大器22.3 電子混響器32.4 混響前置放大器32.5 音調(diào)控制器42.6 功率放大器43 方案選擇53.1方案選擇54 音響放大器的設(shè)計74.1 電源部分的設(shè)計74.1.1 電源的設(shè)計74.1.2 整流濾波電路設(shè)計84.1.3 穩(wěn)壓電路設(shè)計84.2 電子混響延時器94.3 前值放大電路104.4 濾波電路設(shè)計134.5 音調(diào)控制器174.6 攻率放大部分214.7 采用lm1875芯片的功率放大器244

14、.8 保護電路設(shè)計264.9 超低音電路285 電路安裝與調(diào)試306 設(shè)計總結(jié)與體會31參考文獻32致 謝33附 錄1 穩(wěn)壓電源電路原理圖34附 錄2 穩(wěn)壓電源電路pcb圖35 附 錄3 元件清單 .361緒 論 新舊世紀的的交替,不是一個簡單的更迭,而是事物不斷發(fā)展,循序漸進的過程。新世紀帶來的是新的起點，新的追求，新的開拓。近幾年來,計算機技術(shù)進入了前所未有的快速發(fā)展時期,隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展關(guān)于音響放大器在電子技術(shù)基礎(chǔ)中所出的位置越來越來重要，它不僅是電子信息類專業(yè)的一個重要部分，而且在其它類專業(yè)工程中也是不可缺少的。放大器電路作為子系統(tǒng)的應(yīng)用，發(fā)展更是迅速，以成為新一代電子設(shè)備不可缺

15、少的核心部件，其現(xiàn)實生活中的運用也是非常普遍和廣泛。在音響放大器的制作過程中，控制該電路的主要核心電路是幾個放大器的設(shè)計，其中主要包括：話音放大器，混合前置放大器，音調(diào)控制器，功率放大器等。隨著電子技術(shù)的發(fā)展 ，話音放大器被廣泛的應(yīng)用到一系列放音設(shè)備中，混合前置放大器 也在電路和數(shù)字電子電路的設(shè)計和制作過程中不可缺少的電路部分。功率放大器的運用使電子產(chǎn)品的成本大大減少，并且設(shè)計簡單，易于操作，可靠性好的優(yōu)點。音響放大器的設(shè)計目的是為了更好的掌握集成功率放大器內(nèi)部電路工作原理，學(xué)會其外圍電路的設(shè)計與主要性能參數(shù)測量方法以及掌握音響放大器的設(shè)計與電子線路系統(tǒng)的裝試和調(diào)試技術(shù)。本次設(shè)計分為四的主要步

16、驟：一 ：構(gòu)思和設(shè)計 ，話音放大器，混合前置放大器，音調(diào)控制級和功率放大級。二：根據(jù)設(shè)計要求和選擇的電路通過計算選擇元器件和參數(shù)，并準確無誤的設(shè)計好要設(shè)計的電路原理圖。 2 音響放大器的基本組成簡介2.1 音響放大器的基本組成框圖從根本上講，音響放大器主要包括前置放打器和功率放大器兩個主要部分。它的系統(tǒng)框圖如圖2.1所示信號源 放大電路負載直流電源圖2.1音響放大系統(tǒng) 圖2.2 放大器內(nèi)部組成框在前置放大器中除必要的放大外還設(shè)置有話音放大器、電子混響器、混合。前置放打器和音調(diào)控制器。音響放大器內(nèi)部組成框圖如圖1.2所示2.2 話音放大器由于話筒的輸出信號一般只有5mv左右，而輸出阻抗達到20k

17、歐（亦有低輸出阻抗的話筒如20歐，200歐等），所以話音放大器的作用是不失真地放大聲音信號（最高頻率達到10khz）。其輸入阻抗遠大于話筒的輸出阻抗。2.3 電子混響器電子混響器是用電路模擬聲音的多次反射，產(chǎn)生混響的效果，使生音聽起來具有一定的深度感和空間立體感。在“卡拉ok”（不需要樂隊，利用磁帶伴奏歌唱）伴唱機中，都帶有電子混響器，其組成框圖如圖1.2所示。其中，即成電路bbd稱為模擬延時器，其內(nèi)部有由場效應(yīng)管子構(gòu)成的多級電子開關(guān)和高密度存儲器。在外加時鐘脈沖作用下，這些電子開關(guān)不斷地接通和斷開，對輸入信號進行采樣、保持并逐步向后一級傳遞，從而使bbd的輸出信號相對于輸入信號延遲了一段時間

18、。如bbd的級數(shù)越多，時鐘脈沖的頻率越高，則產(chǎn)生影響的延遲時間越長。2.4 混響前置放大器混響前置放大器的作用是將磁帶發(fā)音機輸出的音樂信號與電子混響器后的聲音信號混響放大,其電路如圖2.3所示.這是一個反相加法器電路,輸出與輸入電壓的關(guān)系為：v0=-(rfv1/r1+rfv2/r2)，式中,v1為話筒放大器輸出電壓;v2為放音機輸出電壓。 圖2.3 混合前置放大器2.5 音調(diào)控制器音調(diào)控制器主要是調(diào)節(jié)音響放大器的幅度和頻率值（幅頻特性）。音調(diào)控制器的電路如圖1.4所示。其中,rp33稱為音量控制電位器,其滑臂在最上端時,音響放大器輸出最大功率，其中,r31、r32、rp31不能取得太大,否則不

19、可忽略運放漂移電流的影響；也不能太小,否則流過它們的電流將超出運放輸出的限載。一般取幾千歐姆至幾百千歐姆為宜。 圖2.4音調(diào)控制器的電路2.6 功率放大器功率放大器(簡稱功放)的作用是給音響放大器的負載rl(揚聲器)提供一定的輸出功率。當負載一定時，希望輸出的功率盡可能大,輸出信號的非線性失真盡可能地小，效率盡可能高功率放大器的常見形式有otl(output transformerless)和ocl(output transformerless)電路。其中在功放中常用的有集成運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。3 方案選擇3.1方案選擇方案一 ：采用鎖環(huán)頻率相合成技術(shù)外加

20、音響放大器采用鎖相環(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，在通過傳感器把接收到的頻率信號轉(zhuǎn)化音頻信號。再通過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)點就是工作頻率可調(diào)，也可以達到很高的頻率分辨率；缺點是要求使用的濾波器通帶可變，實現(xiàn)很困難。具體方案如3-1所示：晶振整形電路r分頻器鑒相器環(huán)路濾波器壓控振蕩器可變分頻器圖3-1 鎖環(huán)頻率相合成技術(shù)框圖方案二：采用直接數(shù)字式頻率合成器dds技術(shù)外加音響放大器采用直接數(shù)字式頻率合成器(dds)，是用ram存儲所需波形的量化信息，按照不同頻率要求以頻率控制字k為步進對相位增量進行累加，以累加相位值作為地址碼讀取存放在內(nèi)存里。dd

21、s具有相對帶寬很寬、頻率轉(zhuǎn)換時間極短、頻率分辨率高等優(yōu)點；另外，全數(shù)字化結(jié)構(gòu)便于集成，輸出相位連續(xù)，頻率、相位和幅度也可實現(xiàn)程控。但在方案中需要一塊fpga,一塊雙口ram,那么設(shè)計的成本較高。同時電路也不好仿真。實現(xiàn)起來也比較困難。方案三：采用直接給定的音頻信號外加音響放大器采用直接所定的音頻信號，是由mp3、數(shù)字激光（cd）、或dvd-audio等現(xiàn)代音頻信號設(shè)備，直接給音響放大器。此電路簡單，其優(yōu)點是：在音頻信號具有直接給定的音頻頻率，在頻率方面沒有失真效果，而且具有混響器的效果。它的設(shè)計簡單可靠，軟硬可相互補充各自的缺點。同時音響效果也比較好。其結(jié)構(gòu)框圖如3-2所示：話音放大器電子混響

22、器磁帶放音機混合前值放大器音調(diào)控制器功率放大器圖3-2 音響放大器的基本組成框圖本設(shè)計中，采用方案三，即直接所給定的音頻信號，輸入信號是由磁帶放音機所提供。設(shè)計采用這種方案主要是因為：此電路簡單，其優(yōu)點是：在音頻信號具有直接給定的音頻頻率，在頻率方面沒有失真效果，而且具有混響器的效果。本次設(shè)計采用這種方案主要是因為：它的設(shè)計簡單可靠，軟硬可相互補充各自的缺點。同時音響效果也比較好4 音響放大器的設(shè)計4.1 電源部分的設(shè)計4.1.1 電源的設(shè)計該設(shè)計中需要用到正負16v和正負12v的直流穩(wěn)壓電源。一般來說直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流、濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，設(shè)計框圖4-1如圖所示：輸出電壓u

23、2輸入電壓u1電源變壓器整流濾波電路穩(wěn)壓電路圖4-1 電源設(shè)計框圖本次的設(shè)計的穩(wěn)壓電源電路原理圖如圖4-2所示：圖4-2 穩(wěn)壓電源電路原理圖4.1.2 整流濾波電路設(shè)計整流電路將交流電壓變成單向脈動的直流電壓；濾波電路用來濾除整流后單向脈動電壓中的交流成份，合之成為平滑的直流電壓。小功率直流電源因功率比較小，通常采用單相交流供電。由于橋式整流電路克服了半波整流的缺點，在橋式整流電路中，由于每兩只二極管只導(dǎo)通半個周期，故流過每個二極管的平均電流僅為負載電流的一半，與半波整流電路相比較，其輸出電壓提高，脈動成分減小了。為了獲得平滑的直流電壓，常在整流電路的后面加接濾波電路，以濾去交流成分。濾波電路

24、常見的有電容濾波電路（主要利用電容兩端電壓不能突變的特性，使負載電壓波形平滑，故電容應(yīng)與負載并聯(lián)）電感濾波電路及型濾波電路。本設(shè)計采用電容濾波電路。4.1.3 穩(wěn)壓電路設(shè)計穩(wěn)壓電路的作用是當輸入交流電源電壓波動、負載和溫度變化時，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。常用的是三端式穩(wěn)壓器。三端固定輸出集成穩(wěn)壓器常見的產(chǎn)品有cw78系列和cw79系列。cw78系列：正壓系列。該系列穩(wěn)壓塊有過流、過熱和調(diào)整管工作保護，以防過載而損壞。一般不需要接元件即可工作，有時為改善性能也加少量元件。cw79系列：負壓系列。與cw78系列相比，除了輸出電壓極性、引腳定義不同外，其他特點都相同。由于輸出電壓決定于集成穩(wěn)壓塊，而

25、且我們的設(shè)計需要用到正負16v和正負12v的輸出電壓，故我們不采用三端式穩(wěn)壓器，當變壓器變壓出來12v時，通過橋式整流電路的特點，在的正半周導(dǎo)通時，可將它們看成短路，這樣就并聯(lián)在上，其承受的反向峰值電壓，通理導(dǎo)通時，可將它們看成短路，這樣就并聯(lián)在上，其承受的反向峰值電壓，成而使電壓達到了16負，在經(jīng)過電阻分壓，使輸出電壓達到12v。4.2 電子混響延時器 電子混響延時器是用電路模擬聲音的多次反射，產(chǎn)生混響效果，使聲音聽起來具有一定深度感和空間立體感。在“卡拉ok”（不需樂隊，利用磁帶伴奏歌唱）伴唱中，都帶有電子混響延時器。 模擬混響延時電路的組成框圖如下4-3圖所示。其中電路bbd稱為模擬延時

26、器，器內(nèi)部有由場效應(yīng)管構(gòu)成的多級電子開關(guān)和高精度存儲器。 在外加時鐘脈沖作用下，電子開關(guān)不斷地接通和斷開，對輸入信號進行采樣、保持并向后級傳遞，從而使bbd的輸出信號相對于輸入信號延遲一段時間。bbd的級數(shù)越多，時鐘脈沖的頻率越高，延時時間越長。bbd配要有專業(yè)專用的時鐘電路，例如，mn3102時鐘電路與mn3200系利的bbd配套。 電子混響延時器產(chǎn)生電路其優(yōu)點是，在一個音響電路中可以產(chǎn)生很好的音響混合效果，使音響發(fā)出來的聲音具有動聽悅耳的效果。缺點，在這個過程中失真度相對而言會加高，同時在電路方面還要配帶自己已經(jīng)所定的延時時鐘電路。在電路方面也比較復(fù)雜，在電路調(diào)試方面帶來很多不好的地方。所

27、以本次設(shè)計中不采用延時放大器。而是通過一個rc低通濾波器來提高音量，經(jīng)過一些簡單的電路來達到混響的效果。圖4-3 電子混響延時組成框圖4.3前值放大電路混合前置放大器的作用是將磁帶放音機輸出的音樂信號與電子混響后的聲音信號混合放大,前置放大器是一高輸入阻抗、高共模抑制比、低漂流的小信號放大電路,可以采用雙運放放大器,他是兩個同相放大電路的簡單串聯(lián)組合電路,也稱同相串聯(lián)差分放大電路,差分輸入信號從兩個放大器的同相端輸入,可以有效的消除兩輸入端的共模分量,可以獲得很高的共模抑制比和極高的輸入電阻。其放大倍數(shù)au1為：（公式要標注）混響前置放大器的電路由運放a2組成，這是一個反向加法器電路，輸出電壓

28、u02的表達式為:音頻放大器是音響系統(tǒng)的主體，包括前值放大器和功率放大器兩部分，必要時可以插入圖示均衡器。音頻放大器對音頻信號進行處理和放大，用足夠的功率去推動揚聲器系統(tǒng)發(fā)聲。下圖為前值放大器的電路設(shè)計圖：圖4-4 前值放大器的電路設(shè)計圖前值放大器。前值放大器具有雙重功能，即選擇音源并進行音頻電壓放大和音質(zhì)控制。它將各種不同音源送來的不同電平的音頻信號放大為大致相同的額定電平；同時通過加工處理，實現(xiàn)音質(zhì)控制，以來復(fù)原始聲音，輸出高保真音頻信號。因此在前值放大器中除必要的放大器外，還要置有音量控制、響度控制、音調(diào)控制、平衡控制、低頻和高頻噪聲抑制等音質(zhì)控制電路。所以，前值放大器被稱為音響系統(tǒng)的音

29、質(zhì)控制中心。 前值放大電路常用電路有單管、雙管和集成電路小信號音頻電壓放大器三種。 單管前值放大器電路通常采用交流負反饋型共射級放大電路和射極跟隨器電路。 交流負反饋型共射級放大器電路具有輸入阻抗高，失真小、電壓增益基本不受晶體管參數(shù)的影響等特點，特別是在立體聲通道中，其左、右聲道所用的電路性能的一致容易控制，而射極跟隨器電路具有輸入阻抗高、輸出阻抗低、動態(tài)安慰和諧波失真方面性能十分良好的特點，其電壓增益要靠后一級放大器來完成。但這電路具有以下其缺點：三極管放大器本身之間存在寄生電容，其影響其共射極放大電路高頻特性的晶體管參數(shù)主要是 和 ， 和 越小，放大電路上限頻率越高，放大電路的頻帶就越寬

30、，另外還可以看出，放大電路的負載及信號源內(nèi)阻也會影響放大電路的高頻特性，越小，上限頻率就越高，增大可使增大，但它將使米勒電容增大，使放大電路的上限頻率下降，所以，通頻帶和增益之間存在矛盾。同時放大器的增益不高。故電路難以實現(xiàn)。 雙管前值放大電路為了提高放大器的增益，它分成兩種共射-共集直接耦合電流并聯(lián)負反饋放大電路和兩級共射直接耦合電流并聯(lián)負反饋放大電路。第一種其電壓增益主要取決于第一級電路，輸出電阻抗取決于第二極共集電極電路的輸出阻抗。第一級為交流負反饋共射極放大器。電壓增益基本是集電極負載電阻與射極電阻之間的比。輸入阻抗則為第一級共射極放大器的輸入阻抗和反饋電阻的并聯(lián)值。因此，該電路具有輸

31、入阻抗較高，輸出阻抗很低的特點。第二種兩管采用直接耦合可提高電路的溫度穩(wěn)定性，并在兩級間分別應(yīng)用了電壓串聯(lián)并聯(lián)式負反饋，使它的輸入阻抗提高，而且保持有較高的增益。輸出阻抗比第二級放大器的集電極電阻大，增大是程度與反饋深度成正比。雙管前值放大電路工作在甲類，其優(yōu)點是波形失真小，但由于靜態(tài)工作點電流大，故管耗大，放大電路效率低，所以它主要小功率放大電路中。集成電路小信號音頻電壓放大電路，電路一般采用低噪聲高增益集成運算放大電路，使用一個反饋式均衡放大電路。前級信號還有所需要的匹配電阻。前值放大器是的作用是將磁帶放音機輸出的音樂信號與電子混響后的聲音信號混合放大， 經(jīng)過前置放大后，才能保證足夠大的驅(qū)

32、動電壓，獲得足夠大的音量。為了克服通頻帶和增益之間存在矛盾，提高音響的工作效率，我們采用一個集成電路小信號音頻電壓放大電路。集成電路小信號音頻電壓放大電路必需用一個運放，形成負反饋，來進行一級或者多級的放大，使驅(qū)動電壓、電流達到揚聲器發(fā)音的效果。由于我們所功給的信號是已經(jīng)調(diào)好的頻率，所以在前值放大電路前只要加一個耦合電容和一個平衡電阻就可以進入信號的放大。同時所功給的電壓也是同相電壓，故在輸入是同相輸入。根據(jù)前值放大器優(yōu)缺點的要求可以設(shè)計出以下電路4-5所示圖：圖4-5 前值放大電路圖式中, r27、r26組成反饋電路，r27、r26為反饋電阻，r25為平衡電阻，c31為偶合電容，c30為濾波

33、電容 。其放大倍數(shù)為輸出電壓為4.4 濾波電路設(shè)計在音響設(shè)計中濾波電路是非常重要的一個環(huán)節(jié)，當你一個濾波電路沒有選擇好時，在揚聲器輸出來的信號可能會受到干擾，從而使在揚聲器輸出來的聲音帶有雜音。濾波器的作用是從整個信號中將某一特定段的信號分離出來，使它在基本上不受到衰減的條件下通過濾波器，而該頻段以外的信號則受到很大的衰減，幾乎無法通過濾波器，根據(jù)濾波器的頻率特性可分為低通濾波器、帶通濾波器、高通濾波器、帶阻濾波器等。電子分頻器通常采用rc濾波器，功率分頻器通常使用lc濾波器。功率分頻器中l(wèi)c濾波器主要電感線圈l和電容c這兩個感抗元件組成的電抗元件，它具有一定的感性，電感器對直流信號的公式為電

34、容器是一種兩個相互平行的電極夾在電介質(zhì)之間卷饒而成的電抗元件，它具有一定的容抗，電容器對交流信號的公式為 表示交流信號的頻率表示為電感，表示電容圖 4-6 rc低通濾波器rc低通濾波器是由一個簡單的電阻r和簡單的電容c構(gòu)成的。電路圖如4-6所示其幅頻特性和相頻特性分別為由上式可知，當信號頻率由零逐漸升高時，將逐漸下降，其幅頻曲線如圖4-7所示，當時，所以稱為低通濾波器的上限截止頻率，其通帶范圍為0，由于電路只有一個獨立的存能元件c故稱為一階低通濾波器電路。由相頻特性可知，當時， 。其相頻特性如圖4-8所示圖4-7 幅頻特性曲線圖4-8 相頻特性曲線rc高通濾波器也是由一個簡單的電阻r和簡單的電

35、容c構(gòu)成的，其電路圖如4-9所示圖 4-9 rc高通濾波器其幅頻特性和相頻特性分別為由上式可知，高通濾波器的下限截止頻率（或轉(zhuǎn)折頻率）為，0為帶阻，為通帶，所以它為一階高通濾波。其幅頻特性和相頻特性如4-10所示圖4-10 高通濾波器的幅頻和相頻特性圖為了使調(diào)整音量后信號進入功率放大部分揚聲器輸出不帶有雜音，要在進入功放之前加一個濾波器。由于人說話的聲音是一種低頻信號，則要加一個低通濾波器，使其頻率截止在為200hz左右。根據(jù)要求可確定其電路。同時該設(shè)計電路r34/c36組成的高音提升電路，此電路可以提升一定量的高頻信號，使聲音更加清晰。4.5音調(diào)控制器音量控制器的電路如下圖，其中，rp33稱

36、為音量控制電位器，其滑臂在最上端時，音量放大器輸出最大功率圖4-11 音調(diào)控制器音調(diào)控制電路用來對音頻信號各頻段內(nèi)的信號進行提升或衰減，調(diào)節(jié)輸入信號的低頻、中頻、高頻成分的比例，改變前值放大器的頻率特性，以補償音響各個環(huán)節(jié)的頻率失真，或滿足聽音色的愛好和需要。音調(diào)控制是指調(diào)節(jié)反饋網(wǎng)絡(luò)或衰減網(wǎng)絡(luò)的頻率特性，使它對音頻信號的高、低頻率成分產(chǎn)生不同程度的反饋或衰減，從而達到改變電路頻率響應(yīng)特性的目的。常用音調(diào)控制電路主要有反饋、衰減式 和雙聲道電位器控制電路三中類型，而且通常只有高音和低音頻段兩個控制電路，可以對高、低頻成分進行提升或衰減的控制。 rc衰減式音調(diào)控制電路，這種高、低音式音調(diào)控制比較簡

37、單，由于各電路的容抗的大小在低音、中音和高音時不同，因此調(diào)節(jié)電位器，從電位器分壓輸出的音頻信號的高低音的效果會不同。在圖4-12中，由于各電容的容抗的大小在低音、中音和高音時不同。rp1是低音控制電位器，調(diào)節(jié)rp1對中音和高音的影響不大，而對低音頻率的影響較大，rp2是高音控制電位器，調(diào)節(jié)rp2對中音和低音的影響不大，而對高頻信號的影響較大。輸入、音頻信號，經(jīng)過高音和低音控制信號。圖4-12 rc衰減式音調(diào)控制電路表4-1 根據(jù)圖4-12不同的電容量在低音、中音、高音的容抗值（表名位置）音調(diào)頻率 （hz）c1=0.051ufc2=1500pf低音100hz106k1.06m中音1khz10.6

38、k106k高音10khz1.06k10.6k此電路的缺點是，當rp2的動片從最上端開始向下滑動時，滑到中間位置時，由于rp2動片以上的串聯(lián)電阻串在c2回路中，對高頻段信號有衰減，同時由于rp2動片以下的電阻值在減小，通過c2高頻段開始分流衰減。這樣會給音響帶來噪聲。rc負反饋式音調(diào)控制器主要是控制、調(diào)節(jié)音響放大器的幅頻特性，理想的控制曲線如4-13中折線所示。圖中表示中音頻率，要求增益，表示為低音頻轉(zhuǎn)折（或截止）頻率，一般為幾十赫茲；表示低音頻區(qū)的中音頻轉(zhuǎn)折頻率；表示高音頻區(qū)的中音頻率轉(zhuǎn)折頻率；表示高音頻轉(zhuǎn)折率，一般為幾千赫茲。音調(diào)控制器只對低音頻與高音頻的增益進行提升與衰減，中音頻的增益保持

39、0db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。r為信號輸入端，經(jīng)過耦合電容c35進入音量電位器，（音量電位器由三個引腳，與c35連接的是輸入端，輸出端也叫滑動端、另一引腳為接地端），調(diào)整音量后信號進入由r34/c36組成的高音提升電路，此電路可以提升一定量的高頻信號，使聲音更加清晰。c36/r34組成高通濾波電路,截止頻率大約為200hz左右；如4-14所示。這種電路調(diào)節(jié)方便，元件較少，在一般收錄機、音響放大器中應(yīng)用較多。其工作原理為： 當時，音調(diào)控制器為低頻音，圖4-13所示的rp3b的滑動滑到在最上端，對應(yīng)于低頻提升最大情況；圖4-13所示的為rp3b滑動滑到最下端時，對

40、應(yīng)于低頻衰減最大情況。分析表明，在音量調(diào)節(jié)后面有一個有源低通濾波器，其增益函數(shù)的表達式為 當時，音調(diào)控制器為高頻音，但在音響實際應(yīng)用中不多，通 常先提出低頻區(qū)處和高頻區(qū)初的提升量或衰減量。與 rc衰減式音調(diào)控制電路相比，rc負反饋式音調(diào)電路是將rc衰減式的接地端該為接至后級放大器的負反饋端,通過負反饋進一步調(diào)節(jié)放大器的放大倍數(shù),從而增強rp1和rp2的控制效果,使得高低音的調(diào)節(jié)范圍進一步大,調(diào)節(jié)的效果更為明顯。圖4-13 理想的控制曲線 雙聲道電位器控制電路，采用雙聯(lián)同抽的指數(shù)型電位器構(gòu)成分壓電路，直接控制信號電平。該電路雖然簡單，但缺點也比較明顯。大拿感電位器日久磨損后產(chǎn)生轉(zhuǎn)動噪聲，在揚聲器

41、中出現(xiàn)“噶拉”聲音，并在面包板上的電位器與前值放大器之間的連接導(dǎo)線屏蔽不好或接地選擇不佳，就會感應(yīng)交流干擾聲，從而嚴重惡化音質(zhì)。其結(jié)構(gòu)圖如4-14圖4-14 雙聲道電位器音量控制電路4.6 功率放大部分音響功率放大器是一個技術(shù)已經(jīng)相當成熟的領(lǐng)域，幾十年來，人們?yōu)橹冻隽瞬恍傅呐?，無論從線路技術(shù)還是元器件方面，乃至于思想認識上都取得了長足的進步。功率放大器的常見電路形式有otl電路和ocl電路。有集成運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芯片。目前在音響設(shè)備中廣泛采用集成功率放大器，引起具有性能穩(wěn)定，工作可靠及安裝調(diào)試簡單等優(yōu)點。整體電路分為電壓放大級和功率（電流）放大級。電

42、路采用優(yōu)秀的otl型晶體管放大電路，另外還有一種ocl型晶體電路。ocl型功率放大電路是一種既無輸出變壓器，又無輸出偶合電容的功率放大電路。比起otl電路無論頻率響應(yīng)還是在非線性失真上都有較大的改善。這是由于ocl型電路的輸出端去掉了偶合電容，改善了低頻響應(yīng)。ocl型功率放大器是一種雙電源互補對稱電路，需要兩個正負獨立電源。我這里提出以下幾個方案：方案一：lm386低電壓音頻功率放大器lm386是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費類產(chǎn)品。為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為20。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至200。輸入端以地位參

43、考，同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半，在6v電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為24mw,使得lm386特別適用于電池供電的場合。它是otl型電功率放大路。lm386的特性：* 靜態(tài)功耗低，約為4ma,可用于電池供電。 * 工作電壓范圍寬，4-12v or 5-18v。 * 外圍元件少。 * 電壓增益可調(diào)，20-200。 * 低失真度。應(yīng)用電路圖：4-15 lm386低電壓音頻功率放大器的電路圖lm386的輸出功率在vcc=9v,rl=8，p0=700mw.在vcc=12v,rl=32，p0=1000mw這種芯片的缺點就是輸出功率小，應(yīng)用不是很廣泛，所以我不采用這種方案。方案二：la4102集成功

44、率放大器la4102是一種應(yīng)用很廣的集成功放。它常被用于收錄機、對講機等小功率電路中。國產(chǎn)同類產(chǎn)品很多，如dg4102（北京）、tb4102（天津）等，它們的內(nèi)部電路、外形尺寸、引腳分布均是一致的，在使用中可以互換。la4102集成音頻功率放大器，此功放既可采用otl電路形式，也可采用ocl電路形式。應(yīng)用電路圖：4-16 la4102集成功率放大器的電路圖外圍元件的作用如下：功放級增益 au4=1+r/rf20/rf=100 r在芯片內(nèi)部這里取值20k。cb為相位補償，cb減小，頻帶增加，可消除高頻自激，cb一般取幾十至幾百皮法。cc為otl電路的輸出端電容，兩端的充電電壓為vcc/2，一般取

45、耐壓大于vcc/2的幾百微法的電容。cd為反饋電容，消除自激振蕩，cd一般取幾百皮法。ch為自舉電容。c42是電源退耦濾波，可消除低頻自激。c43、c44消除紋波，一般取幾十至幾百微法。這種電路的外圍電路太多，功率放大倍數(shù)不大，這里不采用此方案。方案三：lm1875芯片功率放大器lm1875是美國國家半導(dǎo)體器件公司生產(chǎn)的音頻功放電路，采用to-220封裝結(jié)構(gòu)，形如一只中功率管，體積小巧，外圍電路簡單，且輸出功率較大。該集成電路內(nèi)部設(shè)有過載過熱及感性負載反向電勢安全工作保護。 它是ocl型功率放大電路。lm1875主要參數(shù)：* 電壓范圍：1660v * 靜態(tài)電流：50ma* 輸出功率：可達40w

46、* 諧波失真：0.02%，當f=1khz，rl=8，p0=20w時* 額定增益：26db，當f=1khz時* 工作電壓：25v* 轉(zhuǎn)換速率：18v/s由于這種芯片外圍電路少，失真小，主要是功率放大倍數(shù)大，在這里我采用這種方案。4.7 采用lm1875芯片的功率放大器如圖21所示，該集成電路在25v電源電壓rl=4時可獲得20w的輸出功率，在30v電源8負載獲得30w的功率，內(nèi)置有多種保護電路。廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點。上圖中c1為隔直電容，防止后級的lm1875直流電位對前級音調(diào)電路的影響。放大電路采用lm1875集成芯片，主要由187

47、5，r4，r3，c2等元件組成，電路的放大倍數(shù)由r4與r3的比值決定，c2用于穩(wěn)定lm1875的第4腳直流零電位的漂移，但是對音質(zhì)有一定的影響，c3，r5的作用是防止放大器產(chǎn)生低頻自激。本放大器的負載阻抗為8。放大倍數(shù)： au4=r4/r3=30（29.5db）滿足設(shè)計要求。電路特點： 1.單列5腳直插塑料封裝，僅5只引腳。 2.開環(huán)增益可達90db。 3.極低的失真，1khz，20w時失真僅為0.015%。 4.ac和dc短路保護電路。 5.超溫保護電路。 6.峰值電流高達4a。 7.極寬的工作電壓范圍（16-60v）。 8.內(nèi)置輸出保護二極管。 9.外接元件非常少，to-220封裝。 10

48、.輸出功率大，po=20w(rl=8)。應(yīng)用電路圖： 圖4-17 lm1875芯片的功率放大器的應(yīng)用電路圖4.8保護電路設(shè)計常用的保護電路有切斷負載式、分流式、切斷信號式和切斷電源式等幾種。切斷式保護電路主要由過載檢測及放大電路、繼電器兩部分所組成。當放大器輸出過載或中點電位偏離零點較大時，過載檢測電路輸出過載信號，經(jīng)過放大后啟動繼電器動作，使揚聲器回路斷開。分流式保護電路的工作原理在輸出過載時，由過載檢測電路疏忽過載信號，控制并聯(lián)在兩只功放管基極之間分流電路，使其內(nèi)阻減小，分餾增加，減小了大功率管輸出電流，保護了功率管和揚聲器。切斷式和切斷電源保護電路的工作原理與前兩種電路基本相同，不同的是

49、用過載信號去控制輸入信號控制電路或電源控制電路，切斷輸入信號或電源。切斷信號式只能抑制強信號輸入引起的過載，對其他原因?qū)е碌倪^載則不具備保護能力，切斷電源式這種保護方法對電路的沖擊較大。因此保護電路一般用的很少。其保護電路的原理框圖如4-18所示（a） 切斷負載式保護電路(b) 切斷信號式保護電路(c) 切斷電源式保護電路(d) 分流式保護電路圖4-19保護電路4.9 超低音電路超低音電路的基本原理和前面所講的功放原理基本一樣。其原理框圖如4-19所示耦合濾波前值第一級放大低通濾波第二級放大功率放大輸入輸出 圖4-19超低音電路原理框圖根據(jù)原理框圖和前面所講的各放大電路的設(shè)計，可以得到低音電路

50、的電路圖。其圖如4-20所示圖4-20 低音電路電路其工作原理如下：由左右聲道經(jīng)兩個10k電阻r33、r39后至c31耦合電容，爾后信號進入ic4，型號為jrc4558的3腳，圖中ic4a為超低音的前置放大器。r201t將此放大器的放大倍數(shù)設(shè)置為6倍左右。（r27/r26），經(jīng)過前置放大后，才能保證足夠大的驅(qū)動電壓，獲得足夠大的音量。4558的1腳為前置輸出，經(jīng)r19后進入由ic4b、c33、c32、r29組成的低通濾波器。低通濾波器的作用是：只允許200hz以下的低頻信號通過。調(diào)整r28，r29，c33，c32都可以調(diào)整截止頻率。在使信號經(jīng)過功率放大器，使之信號進一步的進行放大。從而堆動揚聲器發(fā)音。 5 電路安裝與調(diào)試音響放大器是一個小型電路系統(tǒng)，安裝前要對整機線路進行合理布局，一般按照電路的順序一級一級地布線，功放級的地線盡量接在一起，連接盡可能短，否則很容易產(chǎn)生自激。 安裝前應(yīng)檢查元件的質(zhì)量，安裝時特別注意功放塊、運放、電解電容主要元件的引腳和級性，不能接錯。從輸入級開始后級安裝，也可以從功放管開始安裝。安裝一級調(diào)試一級，直到整機安裝與調(diào)