音响放大电路

3、音调控制器 fL2(等于10 fH1 f表示高音频区的中音 L1)表示低音频
音调控制器只对低音频与高音频的增益进行 提升与衰减，中音频的增益保持0dB不变。因此 ，音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波 器构成。
3、音调控制器
音调控制器用于对低音频与高音频的 增益进行提升与衰减，中音频的增益 设电容 C = C >> C 1 2 3 保持0dB不变。因此，可由低通滤波器 ，在中、低音频 与高通滤波器构成。
V R 1 j / 3 o b A( j ) Ra 1 j / 4 V i
式中，
3 1/Ra R3 C3 或 f H1 1/2π Ra R3 C3
4 1/ R3C3 或 f H2 1 2R3C3

实际系统音效及控制效果试听
将放音机输出的音乐信号与 话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输 大声音信号( 最高频率达到 主要是控制、 电子混响后的声音信号混合 出阻抗达到20kΩ(亦有低输出阻抗的话 10kHz)。其输入阻抗应远大于话 放大 筒如20Ω，200Ω等 。 ) 调节音响放大 筒的输出阻抗。
输入阻抗Ri》20kΩ；
音调控制特性
1kHz处增益为0dB，100Hz和10kHz处有±12dB的调
节范围，AVL=AVH≥20dB；
二、实验内容要求（续2）


音响放大器系统设计过程与音调控制特性 仿真
测量内容 测量音调控制特性，并绘制音调控制特性曲线 测量频率为1kHz时的输出功率Po及整机电压增 益Av 测量整机频率响应特性曲线；
电压串联 负反馈
+VCC
接旁路 电容
R5
2 R7 AVF R5 R6 // R
1、8 开路时， AV = 20 (负反馈最强) 1、8 交流短路 AV = 200 (负反馈最弱)
复合管电路
镜像电流源
28
LM386低电压音频集成功放
P413管脚分布；P122内部结构
P123 图5.5.13 LM386典型应用

频率响应特性
音响放大器的输入端接vi (等于5mV)， RP1和RP2置于中间位置， 调节RP3使输出电压约为最大输出电压的50%。 测量音响放大器相对于中音频fo(1kHz)的电压增益
保持vi=5mV不变，使信号发生器的输出频率fi从20Hz至
50kHz变化，测出负载电阻RL上对应的输出电压Vo，注意 测量电压增益相对于中频电压增益下降3dB时对应低音频 截止频率fL和高音频截止频率fH，用半对数坐标纸绘出频率 响应曲线，并在曲线上标注fL与fH值。
①当f<f0时
当RP1滑 臂在最右端时 ，对应于低频 衰减最大的情 况
vi
R1
RP1
R2
C1
R4 － vo ＋
(b)
①当f<f0时
分析表明，右图所 示电路是一个一阶有源 低通滤波器，其增益函 数的表达式为
vi
R1
RP 1
R2
R4
C2 － vo ＋
(a) V RP R 1 (j ) / 2 2 j o 1 A V R1 1 (j ) / 1 i
输入阻抗 将从音响放大器输入端(话音放大器输入端 )看进去的阻抗称为输入阻抗Ri。 如果接高阻话筒，则Ri应远大于20k。接 电唱机，Ri应远大于500k。 Ri的测量方法与放大器的输入阻抗测量方法 相同。
1. 话音放大器
由于话筒的输出信号一般只有5mV左右 ，而输出阻抗达到20kΩ(亦有低输出阻抗的 话筒如20Ω，600Ω等)，所以话音放大器的 作用是不失真地放大声音信号(最高频率达 到20kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出 阻抗。
方法 运算放大器构成的基本比例放大电路
2. 混合前置放大器
混合前置 放大器的作用 是将放音机输 出的音乐信号 与电子混响后 的声音信号混 合放大 。
vi
R1
RP 1
R2
AVL RP 1 R2 / R1
R4
C2 － vo ＋
(a)
①当f<f0时
在f=fL1时，因为fL2 =10fL1 ，故可由式
vi
R1
RP 1
R2
R4
C2 － vo ＋
V RP o 1 R2 1 (j ) / 2 A j V R 1 (j ) /
Rc Ra vi C3 R3 RP2
＋
Rb
－
vo
Ra R1 R4 R1 R4 / R2 Rb R4 R2 R4 R2 / R R R R R R / R 1 2 2 1 4 c
若取R1=R2=R4，则 Ra = Rb = Rc = 3R1 = 3R2 = 3R4
多级放大系统级联调试方法
二、实验内容要求
功能要求：具有话筒扩音、音调控制、音量 控制、电子混响 (未要求)、卡拉OK伴唱等功 能。 已知条件

集成功率放大器LM386 1只， 低阻话筒 20Ω1 个，其输出信号为 5mV （有效值） 集成运算放大器 NE5532 2 只，或 LM324 1只
LM386低电压音频集成功放

主要性能参数（电源电压，输出功率，频 带，输入电阻，温度范围） ：
LM386.pdf P122表5.5.3

高频自激的解决方法：
P122
四、音响放大器主要技术指标及测试方法
额定功率 音响放大器输出失真度小于某一数值(如 <5%)时的最大功率称为额定功率。其表达式 为 2
一、学习要求：
小型复杂多级模拟电子系统的设计与装调
话筒 话音放大器 电子混响器 械
放音机
混合前置 放大器
音调控制器
功率放大器 扬声器
一、学习要求：
小型电子系统（复杂多级）设计与装调 信号逐级放大实现系统目标的原理与方法 音调特性控制方法与实现原理 集成功率放大器内部电路工作原理与应用 音响放大器主要性能参数的测试方法； 综合运用所学知识与能力，掌握音响放大 器的设计方法与小型多级电子线路系统的 装调技术。
f L2 f Lx 2
f H1 f Hx 2
x6
x6
4、功率放大器
功率放大器(简称功放)的作用是给音响 放大器的负载RL(扬声器)提供一定的输出 功率。当负载一定时，希望 输出的功率尽可能大 输出信号的非线性失真尽可能地小 效率尽可能高。
LM386集成功率放大器
LM386是广泛用于收录音机、对讲机、电视伴音 等系统中的低电压通用型低频集成功放。
i 1 1
(a)
得
模
RP 1 0.1 j 1 R2 AV1 R1 1 j
AV1 (RP1 R 2 ) / 2R 1
此时电压增益相对AVL下降3dB。
①当f<f0时
vi
R1
RP 1
R2
R4
C2 － vo ＋
在f=fL2时，由式(5.5.2)得
A V2 RP 1 j 1 R2 R1 1 10 j
(5.5.2)
式中，
1 1 / ( RP π RP 1C2 ) 或 f L1 1 /(2 1C2 )
2 (RP π RP 1 R2 ) / ( RP 1R2C2 ) 或 f L2 ( RP 1 R2 ) /(2 1R2C2 )
①当f<f0时
当f<fL1时，C2可视为 开路，运算放大器的反 向输入端视为虚地，R4 的影响可以忽略，此时 电压增益
当f>f0时的等效电路
C3 R3 Rb Ra － vo
C3 Ra Rb
R3
vi
vi
－
(a)
＋
(b)
＋
vo
当RP2的滑臂在最左端时， 对应于高频提升最大的情况
当RP2的滑臂在最右端时 对应于高频衰减最大的情况
22
②当f > f0时
vi
C3
R3 Rb Ra － vo ＋
分析表明，右图所示电 路为一阶有源高通滤波器， 其增益函数的表达式为
音调控制特性
先测1kHz处的电压增益Av0 (Av0=0dB)，再分别测 低频特性和高频特性。 测低频特性的方法： 将RP1的滑臂分别置于最左端和最右端时 频率从20Hz至1kHz变化，记下对应电压增益 测高频特性的方法： 将RP2的滑臂分别置于最左端和最右端 频率从1kHz至50kHz变化，记下对应电压增益 最后绘制音调控制特性曲线，并标注与fL1、fLx 、fL2、f0(1kHz)、fH1、fHx、fH2等频率对应的电压 增益。
②当f > f0时
AV /dB
C3 Ra Rb R3
vi
0 －3 －17 －20
fH1 f0 (1kHz) fHx
fH2 f/Hz
－
(b)
＋
vo
同理图(b) 的增益相对于中频增益为衰减量
实际应用中
通常先提出对低频区fLx处和高频区fHx处的 提升量或衰减量x(dB)，再根据下式求转折频 率fL2(或fL1)和fH1(或fH2),即
R1 C1 R4 C3 R3 － ＋
＋
RP1 C2
R2
vi
＋
C4
C5 vo
区，C3可视为开 路，作为低通滤 波器；在中、高 音频区，C1、C2 可视为短路，作 为高通滤波器。
RP2
①当f<f0时 当RP1的滑臂 在最左端时，对 应于低频提升最 大的情况

R1
RP 1
R2
R4
C2 － vo ＋
(a)
AV2
(a)
模
RP 2 1 R2 0.14 AVL R1 10
此时电压增益相对AVL下降17dB。
①当f<f0时
同理可以得出 图(b)所示电路的 相应表达式，其增 益相对于中频增益 为衰减量。
AV /dB 0 －3 －17 －20 fL1 fLx fL2 f0 f/Hz (1kHz)
话筒 话音放大器
三、音响放大器的基本组成 话音放大器的作用是不失真地放
器的幅频特性 电子混响器
械
放音机
混合前置 放大器
音调控制器
功率放大器
扬声器 电子混响器是用电路模拟声 音的多次反射，产生混响效 给音响放大器的负载RL( 果，使声音听起来具有一定 扬声器)提供一定的输出 的深度感和空间立体感。 功率。
741 3只， 8Ω/2W负载电阻1只，8Ω/2W扬声器1只， 伴唱音源（MP3 or PC） 电源电压+VCC=+9V, -VEE=-9V。
3
二、实验内容要求（续1）

主要技术指标 额定功率Po＞1.2w ； 负载阻抗RL＝8Ω； 频率响应
fl＝40Hz，fH=10kHz；
②当f > f0时
C3 R3 Rb Ra － vo
AV /dB 20 17
vi
(a)
＋
3 0 fH1 f0 (1kHz) fHx fH2 f/Hz
由图(a)可以推导： 当f<fH1时，AV0=1(0dB) 当f=fH1时，电压增益AV3相对于AV0提升了3dB。 当f=fH2时，AV4相对于AV0提升了17dB。
vi
R1
RP1
R2
C1
R4 － vo ＋
(b)
②当f > f0时
C1、C2可视为短路，作为高通滤波器。 音调控制器的高频等效电路如图所示 R4与R1、R2组成星形连接，将其转换成三角形连接 。
R1 R2
Rc Ra
－ vo ＋
R4 vi C3 R3
Rb
－
vi
C3 R3
＋
vo
RP2
RP2
②当f > f0时
P RL o Vo
(5.5.22)
式中，RL为额定负载阻抗；Vo(有效值) 为RL两端的最大不失真电压。Vo常用来选定 电源电压VCC
Vcc 2 2Vo
额定功率Po的测量步骤

信号发生器的输出信号(音响放大器的输入信号)的 频率fi=1kHz，电压Vi=5mV。 功率放大器的输出端接额定负载电阻RL(代替扬声器) 音调控制器的两个电位器RP1、RP2置于中间位置， 音量控制电位器置于最大值。 用双踪示波器观测Vi及Vo的波形，逐渐增大输入电压 Vi，直到Vo的波形刚好不出现削波失真，此时对应 的输出电压为最大输出电压,由式(5.5.22)即可算出 额定功率Po 注意 在最大应迅速减小Vi，否输出电压测量完成 后则会因测量时间太久而损坏功率放大器。
V1为话筒输出电压； V2为放音机输出电压.
v1 v2 R1 RF
R2
－ ＋
vo
VO=－

RF RF V1＋ V2 R1 R2
)
区的中音频转折频率 频转折频率 fH2(等于10fH2) 主要用于控制、调节音响放大器的幅频特性使声 表示高音频转 音变得更好听一些。 fL1表示低音频转折频率，一 f0（等于1kHz）表示中音频率 折频率，一般 般为几十赫兹 ，要求增益AV0=0dB 为几十千赫兹