音响放大器的设计与制作

设计报告
学院电子与信息学院
课程名称电子电路课程设计
设计题目音响放大器的设计与制作
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时间
音响放大器的设计与制作
一、基本功能要求
1、用集成电路设计与制作一个音响放大器。

2、要求输出功率P。

≥5W；频带50Hz～18KHz；负载8Ω。

3、非线性失真系数≤3%、噪声低。

4、满足任务要求的稳定电压。

二、方案论证：
1.放大电路设计
方案一：采用uA741运算放大器设计电路，uA741通用高增益运算通用放大器,早些年最常用的运放之一.应用非常广泛, 双列直插8脚或圆筒8脚封装。

工作电压±22V,差分电压±30V,输入电压±18V,允许功耗500mW。

方案2：采用LM324通用四运算放大器，双列直插8脚封装，的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。

它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“V o”为输出端。

两个信号输入端中,Vi-（-）为反相输入端,表示运放，输出端V o的信号与该输入端的位相反;Vi+（+）为同相输入端,表示运放输出端V o的信号与该输入端的相位相同。

方案选取：uA741是通用放大器,性能不是很好,满足一般需求，而LM324四运放大器具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点，本设计放大倍数不高，LM324能达到f=10KHz的频响要求，故选用LM324四运放大器。

2.音频放大电路设计
方案一：采用SL34集成功率放大器，SL34是低电压集成音频功放，功耗低、失真小，工作电压为6V，8负载时，输出功率在300mW以上。

主要用于收音机及其它功放。

方案二：采用LA4102集成功率放大器，LA4102在低压运用时具有较好的性能，其推荐工作电源为+9V。

当负载为8欧左右时，最大输出功率可达4.8W，闭环增益可达40dB，效率高且非线性失真小，输入阻抗约12k。

内部工作原理与OTL 功放基本相同。

LA4102集成块采用带散热片的14脚双列直插式塑料封装。

方案选取：本方案采用LA4102，不采用sl34，,是因为LM34最大输出功率是300nW多,不合设计要求的5.8W
整机框图设计
音响放大器组成框图整机电路设计
音响放大器整机实验电路
三、各部分电路设计与制作
1.话音放大器与混合前置放大器的设计
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，200Ω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10kHz)。

其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。

图1.2所示电路由话音放大器与混合前置放大器两级电路组成，其中A
1组成同相放大器，具有很高的输入阻抗，能与高阻花筒配接作为话音放大器电路，
其放大倍数A
1
V =1+R
12
/R
11
=8.5（18.5dB）
四运放LM324的频带虽然很窄（增益为1时，带宽为1MHz），但这里放大倍数不高，故能达到f
H
=10KHz的频响要求。

混合前置放大器的作用是将磁带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，其电路如图1.1所示。

这是一个反向加法器电路，输出与输入电压间的关系为
V 0=-（
2
2
1
V
R
R
V
R
R
F
F ）
图1.1 混合前置放大器
式中，V
1为话筒放大器输出电压，V
2
为放音机输出电压。

图1.2 话音放大与混合前置放大器的电路设计
2．音量控制器的设计
音量控制器的电路如下图，其中，RP33称为音量控制电位器，其滑臂在最上端时，音量放大器输出最大功率。

图2 音调控制器
3.功率放大器
集成功率放大器的电路如图3，R
F ，C
F
与内部电阻R
11
组成交流负反馈支路，控制
功放级的电压增益A
VF ，即A
VF
=1+R
11
/R
F
≈R
11
/R
F
得功放级的电压增压
A
4v ≈R
11
/R
F
=33 如果出现高频自激（输出波形上叠加有毛刺），可以在13脚与
14脚之间加0.15uF的电容，或减小C
D
的值
图3 功率放大器
四、电路安装与调试技术
1.合理布局，分级装调
音响放大器是一个小型电路系统，安装前要对整机线路进行合理布局，一般按照电路的顺序一级一级的布线，功放级应远离输入级，每一级的地线应尽量接在一起，连接尽可能短，否则很容易产生自激。

安装前应检查元器件的质量，安装时特别要注意功放块，运算放大器、电解电容等主要器件的引脚和极性，不能接错。

从输入级开始向后级安装，也可以从功放级开始向前逐级安装。

安装一级调试一级，安装两级要进行级联调试，直到整机安装与调试完成。

2.电路调试技术
电路的调试过程一般是先分级调试，再级联调试，最后进行整机调试与性能指标调试。

3.整机功能试听
，在功放块的引脚14，运算放大器的引脚4输用8Ω/5W的扬声器代替负载电阻R
L
入5V～9V的电压。

可进行以下功能试听：
●话音扩音将低阻话筒接话音放大器的输入端，要注意，扬声器输出的方向与话筒输入的方向相反，否则扬声器的输出声音经话筒输入后，会产生自激啸叫。

讲话时，扬声器传出的声音应清晰，改变音量电位器，可控制声音大小。

●音乐欣赏将录音机输出的音乐信号，接入混响前置放大器，改变音调控制级的高低音调控制电位器，扬声器的输出音调发生明显变化。

●卡拉OK伴唱录音机输出卡拉OK磁带歌曲，手握话筒伴随歌曲歌唱，适当控制话音放大器与录音机输出的音量电位器，可以控制歌唱音量与音乐音量之间的比例。

调试结论：本电路在调试过程中，音频输出效果基本符合题目要求，功放各种音频信号声音洪亮清晰，无噪音，失真度几乎没有。

但在话筒信号输入部分电路中，出现了放大倍数不够，导致了功放话筒声音小，而且有噪音。

改进方法应为加大放大倍数，接上滤波电容，提高话筒前置放大能力。

五、设计体会
通过这次课程设计，加强了我动手、思考和解决问题的能力。

在整个设计过程中，我设计两个方案，一个方案设计电路复杂，而且达不到设计要求。

所以我又花了一天的时间设计第二个方案，这个方案相对另一个方案电路比较简单，整机功能达到了设计要求。

在设计过程中，经常会遇到这样的情况，就是心里老想着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了。

所以这段时间不管是吃饭还是睡觉，脑子里总是想着如何解决这些问题，如何想出解决方法。

不过说也奇怪，整天想着这些问题，脑子和身体却一点都不会觉得累。

或许是那种渴望得到知识的欲念把疲劳赶到九宵云外去了吧！在焊接电路板过程中，由于电路比较复杂，加上自己的焊工技术实践很少，所以花时间很多，焊出的电路板也较差。

通过这次设计我学到了很多东西。

不但巩固了以前所学的知识，提高了自己的动手能力，将所学的知识运用于实践，而且还学到了许多教材上没有的知识，开阔了知识面。

同时也发现自己有很多知道知识都没有学透甚至根本不会。

今后我会加倍努力学习学会更多电路方面的知识。

六、参考文献
[1]康华光，陈大钦，张林.电子技术基础.华中科技大学出版社.2002
[2]韩克，柳秀山. 电子技能与EDA技术 .暨南大学出版社.2004
[3]童诗白.模拟电子技术基础.人民教育出版社.1981
[4]陆坤，奚大顺.电子设计技术.电子科技大学出版社.1997
附录A。