音响放大器设计 东南大学.pdf

若取静态电流 Io = 1mA，因静态时 Vo = 0，故可得
IO
VCC − VD R4 + RP2
= 12V
− 0.7V R4
（设 RP2 = 0）
则 R4 = 11.3 kΩ 取标称值 11 kΩ。 其他元件参数的取值如图所示。 (2) 利用 EDA 软件进行仿真，并优化设计（对仿真结果进行分析）。 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（也有低输出阻抗的话 筒，如 20Ω，200Ω 等），所以话筒放大器的作用是不失真地放大声音信号（取频率 lkHz)。 其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。
话筒放大器由如图所示电路组成，即由 A1 组成的同相放大器，具有很高的输入阻抗， 能与高阻话筒配接作为话筒放大器电路。
= −
Rf R1
vi1 +
Rf R2
vi2 ，式中，vi1
为话筒放大器的输出信号， vi2 为放音机的输出信号。在实验过程中可调节电位器 R1 和 R2
以调整增益。 音调控制器：
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图 a.音调控制曲线 音调控制器的作用是控制、调节音响放大器输出频率的高低，控制曲线如图 a 折线所示。 由图可见，音调控制器只对低音频或高音频的增益进行提升或衰减，中音频增益保持不变。 所以音调控制器的电路由低通滤波器与高通滤波器共同组成。 因为电容 C2=C3>>C4,所以在中、低音频区，C4 可视为开路，而在中、高音频区，C2、C3 可视为短路。 低音调节时，当 Rp1 滑到左端时，C2 被短路，C3 对低音信号容抗很大，可视为开路； 低音信号经过 R1、R3 直接输入运放，输入量最大；而低音输出经过 R2、Rp1、R3 负反馈输 入运放，负反馈量最小，因而低音提升最大；当 Rp1 滑到最右边时，与上述情形相反，因而 低音衰减最大。不论 Rp 怎样滑动，因为 C2、C3 对高音信号可视为短路，对高音信号无任何 影响。 高音调节时，当 Rp2 滑到左端时，因 C4 对高音可视为短路，高音信号经 R5、C4 输入运 放，输入量最大；而高音输出则经过 Rp2，R5 负反馈送入运放，负反馈量最小，因而高音提 升最大；当 Rp2 滑臂滑到最右端时，则刚好相反，因而高音衰减最大。不论 Rp2 滑臂怎样滑 动，因为 C4 对中低音信号可视为是开路的，所以此时对中低音信号无任何影响。
满足：Uo=（1+R4/R1）Ui , 取 RF=100KΩ,R1=20 KΩ 其放大倍数 AV1 为：AV1=1+RF/R1=6 电路中的电容均用来滤波。
混合前置放大器：
混合前置放大器的作用是将 mp3 输出的声音信号与话音信号混合放大，其电路如下图所示。
从图中可以看出，输出电压与输入电压之间的关系为：vo
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Ui
Ui=10mV，Uo=59.9mV
Au=6 Uo
分析：电压增益为 6，与理论是一致的。
混音放大器：
话放输入 Ui1
Mp3 输入 Ui2
话放输入 Ui1=100mV Mp3 输入 Ui2=100mV
混合放大后输出 Uo=307mV
混合放大输出 Uo
分析：通过观察输入和输出的峰峰值可知，满足 vo
【报告要求】
1. 实验要求： (1) 根据实验内容、技术指标及实验室现有条件，自选方案设计出原理图，分析工作原 理，计算元件参数。 话音放大器：
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由于话筒的输出信号一般只有 5mV 左右，而输出阻抗可能高达到 20k。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。话筒接入后可能会啸叫，这一般是话筒外壳接地不善引起的。在话筒输入和地直接接 一 47uF 电容，啸叫基本消除。
功放的电压增益为： AV
Fra Baidu bibliotek
= Vo Vi
=
Po RL = 1 + R3 + RP1
Vi
R2
若取 R2 = 1kΩ，则 R3 + RP1 = 19 kΩ.现取 R3 = 10 kΩ,RP1 = 100kΩ。 如果功放级前级是音量控制电位器（设 4.7 kΩ），则取 R1 = 47kΩ以保证功放级的 输入阻抗远大于前级的输出阻抗。
功能要求
话筒扩音、音量控制、混音功能
额定功率
≥0.5W(失真度 THD≤10%)
负载阻抗
10Ω
频率响应 输入阻抗
fL≤50Hz ≥20kΩ
fH≥20kHz
话音输入灵敏度
≤5mV
2. 提高要求
音调控制特性 1kHz 处增益为 0dB，125Hz 和 8kHz 处有±12dB 的调节范围。
3. 发挥部分
话筒扩音、音量控制、混音功能、音调可调(选作)
额定功率
≥0.5W(失真度 THD≤10%)
负载阻抗
10Ω
频率响应 输入阻抗
fL≤50Hz ≥20kΩ
fH≥20kHz
话音输入灵敏度
≤5mV
音调控制特性(扩展) 1kHz 处增益为 0dB，125Hz 和 8kHz 处有±12dB 的调节范围
1. 基本要求
可自行设计实现一些附加功能
【实验目的】
1. 了解实验过程：学习、设计、实现、分析、总结。 2. 系统、综合地应用已学到的模拟电路、数字电路的知识，在单元电路设计的基础上，利 用 multisim 软件工具设计出具有一定工程意义和实用价值的电子电路。 3. 通过设计、调试等环节，增强独立分析与解决问题的能力。
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功率放大器：功率放大器给音响放大器的负载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的大，输出信号的线性失真尽可能的小，效率尽可能的高。 功率放大器的常用形式有 OTL 电路和 OCL 电路等。有用专用集成运算放大器和晶体管组 成的功率放大器，也有专用集成电路功率放大器。此处采用 OCL 功率放大器电路。
=
−
Rf R1
vi1
+
Rf R2
vi 2
，与理论
分析是一致的。
音调控制器： 当频率 f=1K 时：
Ui=100mv
Uo=100mV 分析：当频率为 1K 时，增益为 0db，达到要求。
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东南大学电工电子实验中心
实验报告
课程名称：
电子电路实践
第 次实验
实验名称： 院 （系）： 姓 名： 实 验 室: 同组人员： 审阅教师：
音响放大器设计 专 业：
学 号： 实验组别： 实验时间：年评定成绩：
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实验五 音响放大器设计
【实验内容】
设计一个音响放大器，性能指标要求为：
功能要求