電子電工課程設(shè)計音響放大電路設(shè)計

1、電子電工課程設(shè)計班級：05環(huán)工（2）班 學(xué)號： 姓名： 指導(dǎo)老師： 目錄1、明確設(shè)計任務(wù)1.1音響放大器的設(shè)計1.2主要技術(shù)指標(biāo)2、總電路圖及原理3、音響放大器的基本組成框圖4、音響放大器各部分的作用4.1話筒放大器4.2電子混響器4.3功率放大器5、設(shè)計過程6、電路調(diào)試技術(shù)6.1.1靜態(tài)值的調(diào)試6.1.2電壓放大倍數(shù)的測量6.1.3測量輸入電阻rf6.2混合前置放大級的調(diào)試6.2.1測量靜態(tài)值up、un、uo的值（4.5v左右）6.2.2電壓放大倍數(shù)的測量6.2.3級聯(lián)調(diào)試6.3音調(diào)控制級的測試6.3.1測量靜態(tài)值up、un、uo的值（4.5v左右）6.3.2測量音調(diào)控制級的特性6.4功放級

2、的調(diào)試6.4.1測量靜態(tài)值up、un、uo的值（4.5v左右）6.4.2電壓放大倍數(shù)的測量6.4.3測量輸出功率7、整機功能試聽電工電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書姓名：劉衍斌 班級：05 環(huán)境工程（2） 指導(dǎo)老師：徐瓊瓊題目：音響放大器電路的設(shè)計課題的任務(wù)和要求 用前置放大器、音調(diào)控制器、功率放大器、揚聲器以及電源來構(gòu)成音響放大器電路，以上電路由集成塊、電阻、電容、三極管及二極管組成。要求：1、 放大器采用20電流，此電源是15交流電經(jīng)過整流而得到。2、 放大器輸出功率為22，負(fù)載阻抗為8歐姆。3、 前置放大器采用328雙前置集成放大器，功率放大器采用13204雙集成功率放大器。設(shè)計步驟1、 閱讀相關(guān)

3、材料；2、 進(jìn)行總體方案設(shè)計與論證，畫框圖；3、 進(jìn)行單元電路的設(shè)計；4、 元器件選擇與參數(shù)計算；5、 用四號圖紙繪制原理圖；6、 撰寫設(shè)計說明書，字?jǐn)?shù)不得少與2000字；7、 參考文獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)1、 曾建堂、謝榮祖主編電工電子基礎(chǔ)實踐教程。北京機械工業(yè)出版社。20022、 師弈兵、李玉柏主編實用電工電器全書。成都電子科技大學(xué)出版社。1202073、 郭永貞主編電子實習(xí)教程。北京機械工業(yè)出版社。1202020教研室主任： 時間：1、明確設(shè)計任務(wù)1.1音響放大器的設(shè)計：要求具有電子混響延時，音調(diào)輸控制，卡拉!伴唱，對話筒與錄音機的輸出信號進(jìn)行擴音。已知條件:+vcc=20v,話筒（低阻20歐）輸

4、出電壓至5mv，錄音機的輸出信號100mv。電子混響延時模塊一個，集成功放塊13204雙otl一塊，8歐/2w負(fù)載電阻rl一只，8歐/4w揚聲器一只，集成運放ba328一塊。1.2主要技術(shù)指標(biāo)額定功率pcmax=1w負(fù)載阻抗rl=8歐輸入阻抗rl20k歐頻率響應(yīng)fl-fh=40hz-10khz音響控制特性1khz處的增益為0db,100hz和10khz處有20db的調(diào)節(jié)范圍avl=avh=+20db2、總電路圖及原理功放級的增益所以rf=20k/100=200歐，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/

5、2,一般取耐壓大于vcc/2的幾百微法電容。cd為反饋電容，消除自激振蕩，cd一般取幾十皮法。ch為自舉電容，ch與電路中的r10組成自舉電路。使復(fù)合管t12,t13的導(dǎo)通電流不隨輸出電壓的升高而減小。c43,c44消除紋波，一般取幾十至幾百微法。c42是電源退耦濾波，可消除低頻自激。以上單元電路的設(shè)計值還需要通過實驗調(diào)整和修改，特別是在進(jìn)行整機調(diào)試時，由于各級之間的相互影響，有些參數(shù)可能要進(jìn)行較大變動。3、音響放大器的基本組成框圖（如圖所示）4、音響放大器各部分的作用4.1話筒放大器：由于話筒的輸出信號一般只有5mv左右，所以話筒放大的作用是不失真地放大聲音信號（最高頻率達(dá)10khz）其輸入

6、阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于話筒的輸出阻抗。4.2電子混響器：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的深度和空間立體感，在卡拉ok伴唱機中，都帶有電子混響器。電子混響器的組成框圖如下圖所示：圖中bbd器件稱為模擬延時集成電路，內(nèi)部由場效應(yīng)管構(gòu)成多級電子開關(guān)和高精度存儲器。在外加時鐘脈沖的作用下，這些電子開關(guān)不斷的接通和斷開，對輸入信號進(jìn)行取樣，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了一段時間。bbd的級數(shù)越多，時鐘脈沖的頻率越多，延遲時間就越長。4.3功率放大器給音響放大器的負(fù)載rl（揚聲器）提供一定的輸出功率。當(dāng)負(fù)載一定時，希望輸出功率盡可能大，輸出信號的非線性失真

7、盡可能小，效率盡可能大。功率放大器有常見的單電源供電的ttl電路和正負(fù)雙電源供電的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。在此設(shè)計制作中采用13204雙otl型集成音頻功率放大器。5、設(shè)計過程首先確定整機電路的級數(shù)，再根據(jù)各級的功能及技術(shù)指標(biāo)要求分配電壓增益，然后分別計算各級電路參數(shù)，通常從功放級開始向前逐級計算。本設(shè)計已給定了電子混響器電路模塊，需要設(shè)計的電路為話筒放大器，混合前置放大器、音調(diào)控制器及功率放大器。根據(jù)題意要求，輸入信號為5mv時輸出功率的最大值為1w，因此電路系統(tǒng)的輸出電壓uo為2.83v（根po=io*uo=uo2/r=1,可算得）總

8、的電壓增益，由于實際電路中會有損耗，故取au=600,各級增益分配如下圖所示：功放級增益au4由集成功放塊決定，取值為100，音調(diào)控制級在f=1khz時，應(yīng)為1（0db），但實際電路有可能產(chǎn)生衰減，取au3=0.8。話放級與混合級一般采用運算放大器，但會受到增益帶寬積的限制，各級增益不宜太長，取au1=7.5，au2=1。當(dāng)然上述分配可在設(shè)計中適當(dāng)變動。6、電路調(diào)試技術(shù)電路調(diào)試過程一般是先分級調(diào)試，再級聯(lián)調(diào)試，最后整機調(diào)試與性能指標(biāo)測試。分級調(diào)試又分為靜態(tài)調(diào)試與動態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試將輸入端對地短路。用萬用表測該級輸出端對地的直流電壓。話筒級、混和級、音調(diào)級都是由運放組成的，其靜態(tài)直流電壓均為vc

9、c/2,功放級（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。動態(tài)測試是指輸入端接入規(guī)定的信號，用示波器觀測該級輸出波形，并測量各項性能指標(biāo)是否滿足題目要求，如果相差很大，應(yīng)檢查電路是否接錯，元器件數(shù)值是否合乎要求，否則是不會出現(xiàn)很大偏差的，因為集成運放內(nèi)部電路已經(jīng)確定，主要是外部元件參數(shù)的影響。單級電路調(diào)試時的技術(shù)指標(biāo)較容易達(dá)到，但進(jìn)行級聯(lián)時，由于級間相互影響，可能使單級的技術(shù)指標(biāo)發(fā)生很大的變化，甚至兩級不能進(jìn)行級聯(lián)。產(chǎn)生的主要原因是布線不太合理，連接線太長，使級間影響較大，阻抗不匹配。如果重新布線還有影響，可在每一級的電源間接入rc去耦濾波電路，電阻一般取幾十歐，

10、電容一般取幾百皮法。特別是與功放級進(jìn)行級聯(lián)時，由于功放級輸入功率較大，對前級容易產(chǎn)生影響，產(chǎn)生自激。產(chǎn)生的主要原因是集成塊內(nèi)部電路引起的正反饋，可以加強外部電路的負(fù)反饋予以抵消，如功放級5腳與1腳之間接入幾百皮法的電容，形成電壓并聯(lián)負(fù)反饋，可消除迭加的高頻毛刺。常見的低頻自激振蕩現(xiàn)象是電源電流表有規(guī)則地左右擺動，或示波器上的輸出波形上下抖動。常見的主要原因是輸出信號通過電源及地線產(chǎn)生了正反饋?？梢越尤雛c去耦濾波電路消除。為了滿足整機電路指標(biāo)要求，可以適當(dāng)修改單元電路的技術(shù)指標(biāo)。6.1話放級的調(diào)試6.1.1靜態(tài)值的調(diào)試：接通直流電源后，用直流電壓表測量up,un,uo的值。（應(yīng)為vcc/2左右

11、）6.1.2電壓放大倍數(shù)的測量：在輸入端加上f=1khz、有效值u1=100mv的正弦交流信號。用電子毫伏表測量輸出電壓的有效值uo，則au=uo/u1,與理論值進(jìn)行比較，看是否滿足要求，同時用示波器觀察uo的波形。6.3.1測量輸入電阻4b：輸入電阻的測試方法與放大器輸入電阻的測試方法相同。6.2混合前置放大級的調(diào)試6.2.1測量靜態(tài)值up,un,uo的值（4.5v左右）6.2.2電壓放大倍數(shù)的測量：分別在兩輸入端加上f=1khz,有效值u1=200mv的正弦交流信號，測出uo。計算as并與理論值進(jìn)行比較，同時用示波器觀察uo的波形。6.2.3級聯(lián)調(diào)試：把話放級的輸出加到混合級的輸入端，在話

12、放級端加入f=1khz,u1=50mv正弦交流信號，測量混合級的輸出uo，計算as。并與理論值相比較，同時用示波器觀察uo的波形，看是否失真？6.3音調(diào)控制級的測試6.3.1測量靜態(tài)值up,un,uo的值（4.5v左右）6.3.2測量音調(diào)控制級的特性6.4功放級的調(diào)試6.4.1測量靜態(tài)值up,un,uo的值（4.5v左右）6.4.2電壓放大倍數(shù)的測量：分別在輸入端加上f=1khz有效值u1=20mv的正弦交流信號，測出uo。計算au=uo/u1并與理論值進(jìn)行比較。注意用示波器觀察的波形，看是否失真？若產(chǎn)生失真，可適當(dāng)減小輸入信號的幅值。6.4.3測量輸出功率7、整機功能試聽用8歐/4瓦的揚聲器代替負(fù)載電阻rl，進(jìn)行以下功能試聽：話筒打擴音：將低陰話筒接話筒放大器的輸入端。應(yīng)注意揚聲器的方向與話筒方向相反，否則揚聲器的輸出聲音經(jīng)話筒輸入后，會產(chǎn)生自激嘯叫。講話時揚聲器發(fā)出的聲音應(yīng)清晰，改變音量電位器，可控制聲音大小。電子混響效果：將最子混響模塊接話筒放大器的輸出，