簡單音響電路的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)

1、簡單音響電路的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)一設(shè)計(jì)任務(wù)1.音響放大器設(shè)計(jì) 1）輸出小信號(hào)進(jìn)行放大擴(kuò)音。2.主要指標(biāo)要求：1.最大輸出功率2.負(fù)載RL=8。3.頻率變化范圍f=20HZ-20KHZ二. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握模擬電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。2.掌握功率放大器的特性和質(zhì)量參數(shù)的測試方法。3.通過實(shí)驗(yàn)加深互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路的理解。4.學(xué)習(xí)電壓放大倍數(shù)及最大不失真輸出電壓幅度的測試方法三、實(shí)驗(yàn)說明1、音響系統(tǒng)的組成框圖2、音響系統(tǒng)簡介 1）功率放大器 功率放大器可采用分立元器件組成，也可以使用集成功率放大器，前者常用于大功率或要求較高的音響系統(tǒng)中，后者常用于小功率或要求不太高的音響系統(tǒng)中，使用集成功率放大器應(yīng)注意

2、：在任何情況下，集成功率放大器都不能工作在超過極限參數(shù)或絕對(duì)額定值所規(guī)定的工作條件下。 2）前置放大器 前置放大器屬于小信號(hào)低噪聲放大器?？刹捎梅蛛x元件電路，也可采用低噪聲運(yùn)算放大器。采用分離元件電路時(shí)，為了減少噪聲，一般靜態(tài)工作點(diǎn)選取較低。四、實(shí)驗(yàn)儀器 1、實(shí)驗(yàn)箱（TPE-A2） 2、.示波器（V212）3、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（DF1642A） 4、雙通道交流毫伏表（AS2294D） 5、臺(tái)式數(shù)字萬用表（VC8045） 6、揚(yáng)聲器5、 實(shí)驗(yàn)原理1）前置放大器的設(shè)計(jì)前置放大器實(shí)際就是對(duì)一個(gè)小信號(hào)進(jìn)行放大的作用。因?yàn)楣β史糯笃鲗?duì)輸入信號(hào)有一定的要求，太弱的功率放大器“不理睬”，所以功率放大器之前需要

3、增加一至數(shù)級(jí)的放大器。將小信號(hào)逐步放大到功率放大器需要的信號(hào)幅度。而反相比例放大電路使用比較方便，所以本實(shí)驗(yàn)采用了反相比例放大電路。如下圖 2）功率放大器的設(shè)計(jì)功率放大器任務(wù)是將音頻放大到足夠推動(dòng)揚(yáng)聲器，不同于前置放大器，功率放大器不僅對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，而且放大了電流信號(hào)，以滿足外接負(fù)載的功率要求。功率放大器還應(yīng)具有頻率特性平坦、高信噪比和優(yōu)良的動(dòng)態(tài)特性等功能。經(jīng)過對(duì)比采用互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電如上圖 3） 互補(bǔ)電路的基本工作原理當(dāng)有一個(gè)正弦信號(hào)i 輸入時(shí)，在信號(hào)的負(fù)半周，信號(hào)經(jīng)管反向放大后加到 管和 管的基極，使 管導(dǎo)通、 管截止。電源cc 通過 管和L 給電容 充電，從而在負(fù)載電阻 L 上形成輸

4、出電壓波形o 的正半周。在輸入信號(hào)i 的正半周， i 經(jīng) T1管反向放大后，使 管導(dǎo)通、管截止。電容通過 和L 放電，在負(fù)載電阻L 上形成輸出電壓波形o 的負(fù)半周。當(dāng)輸入電壓連續(xù)變化時(shí)交替工作，在負(fù)載上得到完整的正弦波。4）幾項(xiàng)主要指標(biāo)及其測量方法(1) 最大輸出功率 om在理想情況下，互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器的最大輸出功率為 （1）測量方法：給放大器輸入頻率 1kHz 的正弦信號(hào)，用示波器觀察輸出電壓波形并用毫伏表測量輸出電壓的有效值。逐漸增大輸入電壓幅值，用示波器觀察輸出波形。直至輸出波形達(dá)到臨界削波時(shí)，讀出此時(shí)毫伏表的讀數(shù)O ，即為該電路最大不失真輸出電壓的有效值。根據(jù)式（1）可求出最大輸出功

5、率OM 。(2) 電源供給的功率V互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器電源供給的功率V 為： （2） 測量方法：在測量最大不失真輸出電壓O 的同時(shí)， 在電源回路即在三極管和電容之間的線路處串入電流表，讀出此時(shí)的電流值就是電源輸出的平均電流 。根據(jù)式 （2）可計(jì)算出電源供給的功率 V 。(3) 效率互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器的效率 為： （3） 根據(jù)上面已求出的 om 和V 值，可計(jì)算出放大器最大不失真輸出時(shí)的效率。(4) 晶體管的管耗C互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器的管耗C 為： （根據(jù)上面已求出的V 和 om 值，可求出功放管的管耗C 。5、 實(shí)驗(yàn)步驟1. 前置放大電路的調(diào)試 （1）信號(hào)發(fā)生器為1KHZ，示波顯示輸入信號(hào)幅值為1

6、0mV的正弦波，接到放大器輸入端，觀察出波形是否失真，測量填入下表。（2） 保持信號(hào)發(fā)生器頻率不變，幅值為5mV的正弦波，接到放大器輸入端，觀察輸出波形是否失真，測量填入下表。實(shí)測實(shí)測計(jì)算估算相對(duì)誤差Vi(mV)VO(V)AVAV10.0299.49.92100.8%549.59.9101%實(shí)測 估算 相對(duì)誤差 （3）、觀察輸入和輸出波形相位將示波器調(diào)節(jié)到雙通道，同時(shí)觀察輸入信號(hào)10mv和輸出信號(hào)，說明兩個(gè)波形的相位關(guān)系。結(jié)論：和成反相的關(guān)系。2.功率放大電路的調(diào)試（1）調(diào)整電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，使M點(diǎn)的電壓為5.7V。測出各點(diǎn)的電壓。 (V) (V) VVVVVVVV4.9960.90711.2

7、646.4035.75104.9965.635（2） 在輸入端加入輸入頻率為1KHZ的正弦波，調(diào)節(jié)幅值，看波形達(dá)到最大部失真的情況，記錄一下數(shù)據(jù)，算出，RV（V）I（mA）U(V)P(W)P（實(shí)測）P（理論）811.26412.40.8810.1400.0971.98269.28%實(shí)測 理論 3. 電路聯(lián)調(diào)（1） 輸入電壓為0時(shí)，測量輸出端的直流電壓（）（2） 輸入信號(hào)頻率為1KHZ，改變幅度，用示波器觀察輸出信號(hào)的波形變化，記錄輸出信號(hào)的最大不失真幅度所對(duì)應(yīng)的輸入電壓信號(hào)的變化，計(jì)算RV（V）I（mA）U(V)PP（實(shí)測）P（理論）811.26812.43.60.141.621.982理論

8、實(shí)測 (3)去掉功率放大器，在部分失真的情況下，輸入端輸入一個(gè)正弦信號(hào)，改變輸入的頻率，觀察輸出波形的幅值變化,記錄輸出電壓下降到0.707時(shí)的頻率變化范圍，并畫出幅頻特性曲線。并與要求對(duì)比。f5HZ6HZ10HZ1KHZ1.3KHZ1.4KHZ1.5KHZ1.6KHZ2KHZ1.5781.6152.2222.3242.3292.3332.3362.3352.3256.626.789.339.769.789.799.809.809.76f3KHZ4KHZ5KHZ6KHZ7KHZ8KHZ9KHZ10KHZ2.3152.3122.3112.3092.2232.0921.9721.8639.729.709.709.699.338.788.297.82 從圖中可以看出前置放大電路的頻率的范圍是7HZ到11.69KHZ。因?yàn)楣β史糯箅娐穼?duì)頻率范圍沒影響，所以前置放大器的頻率范圍就是整個(gè)電路的頻率范圍。6、 實(shí)驗(yàn)分析 從數(shù)據(jù)可以看出輸入電壓還不夠小，輸出頻率也未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，范圍較小，因此提出改進(jìn)方案。1） 增大前置放大電路的放大倍數(shù)，從而可以減小輸入電壓。提高放大倍數(shù)的方法有減少負(fù)反饋，加大輸出負(fù)載電阻，適當(dāng)正反饋，采用多級(jí)放大?？紤]到頻率范圍，可以采用多級(jí)放大。2） 引入負(fù)反饋可