東南大學吳健雄學院,模電實驗-音響放大器設計

LimsEER電子賣驗報告東南大學電工電子實驗中心實驗報告課程名稱：模擬電子電路基礎第5次實驗實驗名稱：音響放大器設計院（系）：吳健雄專業(yè)：電強化姓名：學號：實驗室：104實驗組別：/_同組人員：/_實驗時間：14年06月05日評定成績：審閱教師：實驗五音響放大器設計【實驗內容】設計一個音響放大器，性能指標要求為：功能要求 足額定功率 2負載阻抗 1（頻率響應 3輸入阻抗 ）話音輸入靈敏度音調控制特性（擴展）1.基本要求功能要求 足額定功率 2負載阻抗 1頻率響應 九輸入阻抗 ）話音輸入靈敏度2.提高要求1同擴首、首里控制、混首功肥、首調可調 （選彳乍）Y失真度THD；10%）0QV50Hz fh>20kHz>20kQ<5mV1kHz處增益為0dB,125Hz和8kHz處有±12dB的調節(jié)范圍手筒擴音、音量控制、混音功能Y失真度THDC10%）0QV50Hz fh>20kHz>20kQ<5mV音調控制特性 1kHz處增益為0dB,125Hz和8kHz處有±12dB的調節(jié)范圍。3.發(fā)揮部分可自行設計實現(xiàn)一些附加功能【實驗目的】了解實驗過程：學習、設計、實現(xiàn)、分析、總結。系統(tǒng)、綜合地應用已學到的模擬電路、數字電路的知識，在單元電路設計的基礎上，利用multisim軟件工具設計出具有一定工程意義和實用價值的電子電路。通過設計、調試等環(huán)節(jié)，增強獨立分析與解決問題的能力?！緢蟾嬉蟆繉嶒炓螅焊鶕嶒瀮热?、技術指標及實驗室現(xiàn)有條件，自選方案設計出原理圖，分析工作原理，計算元件參數。話音放大電路電路：對于話放電路，輸入約為5mV,要求輸入、輸出阻抗土^大于 20k;同時保證信號無失真地放大，輸入阻抗要大于輸出阻抗，可以選取較大的反饋電阻。調節(jié)輸出端接的電位器，可使控制放大倍數。實際實驗中，不免有高頻噪聲，需要適當加電容進行濾波?；旌锨爸梅糯笃鳎夯旌锨爸梅糯笃魇菫榱藢⒎糯蠛蟮脑捯粜盘柾纛l輸入信號混合放大，起到了混音的效果。實際的調試過程中，可以通過調節(jié)兩輸入信號接的電位器來調節(jié)語音與音頻信號的相對大小，使得混音效果達到最佳。同樣的，為減少噪聲的影響，在信號輸入與輸出端口加上電容進行濾波。功放電路：功率放大電路用于給音響放大器的負載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，輸出信號的線性失真盡可能的小。所以此功放電路中的三極管都必須工作在放大區(qū)，同時要保證放大倍數。100k電位器作為電路的負反饋，可以通過調節(jié) R22,獲取所需的放大倍數。音調控制電路（提高）：音調控制器的作用是控制、調節(jié)音響放大器的輸出頻率的高低，即對低音頻或高音頻的增益進行提升或衰減，中頻增益保持不變。所以，音調控制電路由低通濾波器和高通濾波器共同組成。調節(jié)上面的電位器實現(xiàn)對低頻信號的衰減，調節(jié)下面的電位器實現(xiàn)對高頻信號的衰減。（2）利用EDA軟件進行仿真，并優(yōu)化設計（對仿真結果進行分析）。話放電路：放大倍數約為 10倍混音電路：（混音后，放大約6-8倍）功放電路：（放大倍數約為 15倍）實際搭試所設計電路，使之達到設計要求（實物圖要有圖片）。電路實物圖如下：按照設計要求對調試好的硬件電路進行測試，記錄測試波形及數據，分析電路性能指標。話音輸入放大：第一級：CH1為輸入信號，CH2為輸出信號，放大了十倍左右，波形沒有失真，沒有明顯噪聲。第二級：第二級放大了約6倍，波形沒有失真，基本無噪聲。第三級：上圖為功放的最大不失真放大倍數，可以看出經過放大的信號基本上沒有噪聲，波形也沒有失真。實際調試中放大倍數已被調節(jié)。MP3輸入：第一級：由于開始調節(jié)時的限制，要求兩路信號同時輸入實現(xiàn)疊加的功能，我在 MP3的輸入口輸入的是方波，以檢測信號是否能正常疊加。以下是輸入正弦波時的放大情況。可以觀察到波形沒有失真，但略有噪聲，實際試聽時接入電容，問題得到了解決。第二級：這種情況和話放輸出到功放之間的波形十分類似。圖可能漏拍了。①額定功率：P=2W②頻率響應：Null③輸入阻抗：在電源輸出串接一50KQ的電阻作為Rs,測得Us=,Ui=5mV,則輸入阻抗為100kQ,遠遠大于要求的20kQ,說明設計合理。④輸入靈敏度：音頻信號減小時，輸出信號相應減小，小信號仍然能有效放大，靈敏度較高。⑤噪聲電壓：實際搭試的時候噪聲基本上被電容濾掉了，因此沒有此項的數據。⑥整機效率：Y]=%⑦諧波失真度：個人調試時沒有出現(xiàn)失真。驗收時，音頻信號與話放的信號之間的大小比例與預想情況不同，調節(jié)電位器不適當，導致信號過大而失真。⑧音調控制特性（擴展）：8kHz:125Hz:中頻（ 1KHz）：觀察所測波形可以發(fā)現(xiàn)，在中頻即1kHz,信號幅度基本不變，有微小增加。在低頻與高頻區(qū)都能實現(xiàn)信號的衰減，衰減雖然沒有達到理論值但是衰減程度很大，基本符合要求。（5）整機信號試聽效果，①話音擴音：能實現(xiàn)話音的擴大。②Mp3音樂試聽：沒有任何噪聲，十分清晰，音調準確。③混音功能：功能實現(xiàn)，能在輸出音頻信號的基礎上疊入經過放大的話音信號。④音調控制（提高）：信號頻率為1kHz時信號幅度基本上沒有改變，在輸入低頻信號 125Hz、高頻信號8kHz時均能實現(xiàn)衰減。衰減程度高，衰減前后有明顯差別。【思考與感想】本次實驗書上是有參考電路的，但是實際搭試的時候，參考電路并不實用。首先是由于本次實驗做的是聲音放大，和以往不同，信號更加具象化，而不是之前的只是顯示在示波器上面的抽象波形。也就是說，噪聲給人的感覺更加直觀了，因此必須特別注意這個問題。就我來說，實際的電路中，有些電阻值進行了改變，更多的是加了很多濾波電容，低頻噪聲、高頻噪聲均極有可能出現(xiàn)。一整個學期做實驗鍛煉出來的查電路技巧終于又用武之地了。感覺上這次實驗還是比較順利的，整體試聽的時候也沒有噪聲。剛開始搭試電路的時候，前兩級的波形很好，可是功放沒有輸出信號，經過仔細的檢查，發(fā)現(xiàn)連線錯了，修改之后，加上電源測試。就像老師說的那樣，立即燒了8050，經過調節(jié)電位器，才使得功放正常工作。后面的電路也工作正常。但是令我自己很不滿意的是后面驗收的時候，由于不熟悉驗收的要求，在之前整體試聽時，為了使得聲音聽起來比較好，調節(jié)了原本定好值的電位器，到后來測試功放輸出的時候就出現(xiàn)了失真，以及音調控制電路一開始的低頻信號不衰減的情況。怎么說呢，感覺上蠻遺憾的吧，畢竟費了那么多時間調的電路最后驗收的時候卻沒搞好。其實想想世界不就是這樣