模电实验_音响放大器设计
模拟电路综合课程设计音响放大器设计
1、解集成功率放大器内部电路工作原理 2、掌握其外围电路的设计与主要性能参数 测试方法 3、掌握音响放大器的设计方法与电子线路 系统的装调技术
二、设计任务
设计一个音响放大器,要求具有音频放大、 音频信号滤波、音调控制、功率放大,并具有 较大的输出功率。
有3片集成运放模块LM741,1片集成功放模 块LA4102,高阻话筒20kΩ一个,其输出信号 为5mV,电源电压VCC=+6V,-VEE=-6V。
四、总体思路
话筒 话音 放大器
二阶有源 低通滤波
音调 控制器
功率 放大
扬声器
五、实验安排
• 设计讲解,并在实验台上完成主要组成电路实验 • 自学芯片引脚及功能 • 完成芯片及辅助元件的总体布局设计 • 完成话音放大器的焊接和调试 • 完成二阶低通滤波电路的焊接和调试 • 完成音调控制电路的焊接和调试 • 完成功率放大电路的焊接和调试 • 整体调试
三、设计要求
1、基本要求 设计实现一个音响放大器,达到下列主要 技术指标: 输出额定功率:Po不小于0.3W; 频率响应:fl=50Hz,fh=20kHz; 输入阻抗:Ri>>20KΩ; 负载电阻:RL=10Ω。
2、发挥部分 音响放大可实现较好的音调控制,音调 控制特性达到如下指标: 1kHz处增益为0dB, 125hZ和8kHz处
六、考核方式
本课程考核方式如下: 平时 20% 实验 50% 报告 30%
附1、器件清单
话音放大:1/4 LM324,LM741 二阶低通滤波:1/4 LM324,LM741 音调控制:1/4 LM324,LM741 功率放大:LA4102 电阻:10kΩ×5
Байду номын сангаас10kΩ×3 30kΩ
大学系模电-实验九 音响放大器设计
20XX年复习资料大学复习资料专业:班级:科目老师:日期:实验九音响放大器设计实验时数: 6学时时间要求:第20XXXX、20XXXX周内完成,第20XXXX周内交实验报告教材:《电子线路实践》Page 30~40实验检查:班级指导教师验收学习目标:1、了解集成功率放大器内部电路工作原理,掌握其外围电路的设计与主要性能参数的测试方法;2、掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术。
设计提示:1、音响放大器原理框图:2、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20XXk。
(亦有低输出阻抗的话筒如20XXΩ、20XX0Ω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20XXXXkHz)。
其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。
3、混合前置放大器:混合前置放大器的作用是将放大后的话音信号与Line In信号混合放大,起到了混音的功能。
4、功率放大:器件选用LM386,请参看相关数据手册,设计电路1)自激:由于功放级输出信号较大,对前级容易产生影响,引起自激。
因此功率放大器的安装调试对布局和布线的要求很高,安装前要根据集成功放的内部电路对整机线路进行合理布局,级和级之间要分开,每一级的地线要接在一起,同时要尽量短,否则很容易产生自激。
自激分高频自激和低频自激①高频自激:集成块内部电路多极点引起的正反馈易产生高频自激,常见高频自激现象如下图所示。
可以加强外部电路的负反馈予以抵消,如功放级1脚与5脚之间接入几百皮法的电容,形成电压并联负反馈,可消除叠加的高频毛刺②低频自激:常见的现象是电源电流表有规则地左右摆动、或输出波形上下抖动。
产生的主要原因是输出信号通过电源及地线产生了正反馈,可以通过接入RC去耦滤波电路消除。
预习思考:设计一个音响放大器,性能指标要求为:功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能、音调可调(选作) 额定功率≥0.5W(失真度THD≤20XXXX%)负载阻抗20XXXXΩ频率响应f L≤50Hz f H≥20X XkHz输入阻抗≥20XXkΩ话放输入灵敏度≤5mV音调控制特性(扩展) 1kHz处增益为0dB,20XXXX5Hz和8kHz处有±20XXXXdB的调节范围必做实验:1、搭试完成预习要求中音响放大器。
模电课程设计音响放大器(功率放大器)(最全)word资料
沈阳工业大学信息科学与工程学院设计题目:音响放大器专业:小组成员:2021年11月29日第一章方案设计与论证1.基本要求:(1)正弦信号输入电压幅度为5~700mV,等效负载电阻为R L为8Ω条件下,应满足:①额定输出功率P OR ≥10W;②带宽B W ≥50~10 000Hz;③在P OR下和B W内的非线性失真系数≤ 3%;④在P OR下的效率≥ 55%⑤在前置放大级输入端交流短接到地时,R L=8Ω上的交流声功率≤10mW;⑥整体电路的联调与试听。
(2)设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源2.设计方案:由于设计要求不是对单一信号频率实施放大,而是对一个输入电压变化幅度大(5—700mV),频带范围宽(50—10000Hz)的频带信号实施功率放大,所以不能只从简单的功率放大上考虑,至少应从以下几方面作较为全面的考虑:1、解决本设计的电路对信号源,尤其是信号幅度小的时候的影响。
2、要求对整个频带内不同频率成分,不同电压幅度信号都要均匀放大。
因此,本设计所要求的功率放大电路,应该是一个既能有效实施隔离,完成电路阻抗匹配;又能在所规定的频带内进行信号均衡放大额定一种实用型电路。
所以将输入信号通过均衡电路处理之后,送入功率放大器,提升到所需的额定输出功率。
依据设计要求,我们可确定音响放大器的基本组成框图如下,电路由话音放大器、电子混响器、前置放大器、音调控制器、功率放大器以及稳压电源组成:话音放大器:话音放大器的作用是不失真地放大音频信号。
电子混响器:电子混响器是用电路模拟声音的多次反射,产生混响效果,使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。
混合前置放大器:混合前置放大器的作用是将音乐信号和电子混响后的声音信号混合放大。
音调控制器:音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性。
功率放大器:功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL提供一定的输出功率。
第二章各模块电路原理与仿真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20K 亦有低输出阻抗的话筒如(20欧,200欧等),所以话筒放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到10KHz)。
模电课程设计——音响放大器(前置放大)
模电课程设计仿真与测试报告音响放大器姓名:尹文敬学号:2009221105200061一 设计要求(简单音频通带放大电路)(输入语音信号-麦克风) 功放电路原则上不使用功放集成电路。
技术要求:(1)前置放大、功放:输入灵敏度不大于10mV,f L ≤500Hz,f H ≥20kHz ; (2)有音量控制功能;(3)额定输出功率P O ≥5W(测试频率:1kHz); (4)负载:扬声器(8Ω、5W)。
主要测量内容:最大输出功率,输出电阻,输入灵敏度,f L ,f H 。
二 设计思路1.由于要求不能使用功放集成电路,初步思路是采用三级分立元件实现。
输入可用差分放大电路,用高放大倍数三极管增大放大倍数,中间级采用共射放大增大倍数,输出采用消除交越失真的互补输出,同时作为功放电路,可用复合管。
2.利用分立元件可以设计两种基本电路:(a )采用直接耦合,此方案具有 工程实用价值,且电路简单。
但是由于需要三级放大,前后级之间都会有影响,只要有一处参数不合理,其它级也会受到影响,因此该电路难以设计,更难调试。
(b )采用阻容耦合电路,即利用电容的隔直流的特性将电路的三级分隔开来。
此方案中需要较多电容,会影响电路的频率通带。
但是这样做前后级之间的影响会减小很多,便于我们利用所学模拟电路知识计算各个元件的参数。
考虑到所学知识有限,故采用(b )方案。
3.音量控制利用滑动变阻器。
三 设计步骤 一.差分电路1. 第一级作为输入放大,不需要太大的放大倍数,一般只需要几十变能达到要求。
射级电流 : 0.7e ReVcc I -= I RE =2I EQ射级接-18V 而基级电流不能过大 集电极电流一般1mA 左右取1.5Ma5.6k =1.5k E C R ∴=得集电极电阻R第一级电路的仿真情况二 .中间共射放大级1.共射放大级静态工作点的确定:采用电阻分压:电源电压分别为+18V 和-18V554be R U U R R =+电源 Ube-0.7Ie Re =6e e e C e I I I ∴ 的大小基本由R 来确定,同时和相当。
模拟电路课程设计音响放大器
模拟电路课程设计报告设计课题:音响放大器设计专业班级:电子信息工程学生姓名:学号:指导教师:设计时间:音响放大器一、设计任务与要求(标题均为小三号,宋体)1.设计要求1)了解集成功率放大器内部电路工作原理,掌握外围电路的设计与主要参数的测试方法。
2)掌握音响放大器的设计方法。
3)能够使用电路仿真软件进行部分电路调试。
2.设计指标(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):1)设计一音响放大器,要求具有音调输出控制,对话筒的输入信号进行扩音。
2)以集成功放和运放为核心进行设计 3)指标:已知:VCC=+9V ,话筒模拟输入电压为5mV ,负载RL=8欧姆 频率范围:40Hz~10KHz音调控制特性:1KHz 处为0分贝,100Hz~10KHz 处有上下12分贝的调节范围。
增益:大于20分贝。
额定输出功率:大于等于1W 3.设计过程根据技术指标要求,音响放大器的输入为5mV 时,输出功率大于1W ,则输出电压Vo>=2.8V 。
总电压增益Av Σ=Vo/Vi>560倍(55dB)。
图一 各级增益分配图二、方案设计与论证(首段,对设计要求的总体分析)2.1功率放大器设计话放级混放级音调级18.5dB9.5dB–2dB29.5dBA V =612倍功放级图二 LM386低电压通用型集成功率放大器功放级的电压增益 R11=20K2.2 功率放大器设计如果出现高频自激(输出波形上叠加有毛刺),可以在1脚与8脚之间加0.15 F 的电容,或减小CD 的值。
2.3 音调控制器(含音量控制)设计已知fLx=100Hz ,fHx=10kHz ,x=12dB 。
33F 114V =≈R R Av R 3147k ΩR 32 47k Ω R P 31 470k Ω470k Ω4o由式(3-7-16)、(3-7-17)得到转折频率fL2及fH1; fL2 = fLx *2x/6=400Hz ,则fL1 = fL2/10=40Hz ; fH1 = fHx /2x/6=2.5kHz , 则fH2= 10fH1=25kHz 。
【精品】模电课程设计音响放大器的设计
【精品】模电课程设计音响放大器的设计一、框架(1)任务:设计一台具有50W功率音响放大器,要求声音清晰,具有良好的保护功能,支持3.5mm音频输入。
(2)实施:选用模拟式和数字式电路,设计和组装电路,调试音响放大器,完成实物演示。
二、设计1. 原理设计(1)电源部分采用折磨精度的运放作为电源的主要电路:运放采用LMi3320芯片,它能将外部直流电压转换成小压差(±25V)。
并且芯片内置保护功能,能以较宽的电流范围将输出电压维持在±25V,运放芯片在运行时可以根据音乐音量的增大减小时电流的输出,更好的驱动音响喇叭。
(2)信号处理部分本设计的信号处理部分采用模拟和数字相结合的方式处理音频信号:对于音频输入部分,采用高性能的功放放大器,它能够将输入的小信号充满的放大,使得各种音频设备输出的信号能被正确的携带进入放大器内部;信号经过后处理,将信号标准化并转化为数字信号,用于后面数字放大部分;最后,将数字信号转为模拟信号,并且通过功率放大器,最终将信号放大,推动音响驱动器实现有效播放。
(3)元器件及材料LMi3320运放,op07运放,NE5532运放,STM32单片机,电容,0.2mm铜厚的喷锡板,330ω电阻,220uF电容。
2. 电路设计音响放大器设计主要分为三部分:电源模块,信号处理模块和功率模块。
电源模块的主要功能是将外部的直流电压转换成±25V的电压,然后再交由信号处理模块和功率模块经行处理。
电源模块以固定的LMi3320运放实现,它可以将外部传入直流电压得到平衡的±25V的输出。
(3)功率模块该模块将从信号处理模块得到的模拟信号放大至±25V,然后再将其在实现50W功率的情况下,转入驱动器输出至音响放大器。
三、调试完成电路的设计后,进行音响放大器的调试,首先拆下电路,进行检查,确保电路结构完整,各种元器件牢固;接着根据说明书尝试与3.5mm入口相连,使得放大器可以接受外部传入的音频信号;然后,接入电源,开启开关,对放大器的功能和特性做出校准;最后,用音乐源测试放大器的效果,确保声音清晰完整,功能是否符合要求。
模电课程设计(音响放大器)
《模拟电子技术》课程设计说明书音响放大器院、部:电气与信息工程学院学生:澎指导教师:松华职称副教授专业:电子信息工程班级:电子1201班学号: 12303401362014年6月课题三音响放大器的设计(一)设计目的1、了解集成功率放大器部电路工作原理2、掌握其外围电路的设计与主要性能参数测试方法3、掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术(二)设计要求和技术指标1、技术指标额定功率P≥0.3W,负载阻抗为10Ω,频率响应围为50Hz-20KHz,输入阻抗大于20KΩ,放大倍数≥20dB。
2、设计要求(1)设计话音放大与混合前置放大器、音调控制级、功率放大级;(2)选定元器件和参数,并设计好电路原理图;(3)在万能板或面包板或PCB板上进行电路安装调测;(4)测试输出功率;(5)测试输出阻抗;(6)撰写设计报告。
(三)设计报告要求1、选定设计方案;2、拟出设计步骤,画出设计电路,分析并计算主要元件参数值;调试总结3、列出设计电路测试数据表格;4、进行设计总结和分析,并写出设计报告。
(四)设计总结与思考1、总结话音放大器的设计和测试方法;2、总结设计话音放大器器所用的知识点;目录第1章绪论11.1 音响的意义11.2音响的技术指标11.2.1 频率响应11.2.2 信噪比11.2.3 动态围21.2.4 失真21.2.5 立体声分离度21.2.6 立体声平衡度3第2章音响放大器电路设计42.1 音响放大器的基本原理42.2 前置放大电路(A1)52.3 音调控制电路(A2)52.3.1 低音提升62.3.2 高音提升62.3.3 高音衰减72.3.4 低音衰减72.3.5 反馈型音调控制电路72.3.6 信号在低频区82.3.7 信号在高频区82.4 功率放大级102.4.1 TDA2030A介绍102.4.2 功率放大电路说明11第3章用multisim仿真音响放大器电路12第4章组装与调试134.1电路元件组装134.2作品调试13结束语14参考文献15附录A 实物图16附录B 元件清单17第1章绪论1.1 音响的意义音响技术的发展经历了电子管、晶体管、场效应管的历史时期,在不同的历史时期都各有其特点。
模电-音响放大器multisim绝对能用
模电-音响放大器m u l t i s i m绝对能用本页仅作为文档页封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March模电部分音响放大器一、设计任务与要求采用运算放大集成电路和功率放大集成电路设计音频功率放大器设计要求1)调研,查找并收集资料。
2)总体设计,画出框图。
3)单元电路设计。
4)电气原理设计---绘制原理图。
5)参数计算——列元器件明细表。
6)用multisim对设计电路进行仿真实验,并给出仿真结果及关键点的波形。
7)撰写设计说明书。
8)参考资料目录。
设计参数①放大器的失真度<1%。
②放大器的功率>2W。
③放大器的频响为50Hz—20kHz。
④音调控制特性为自选。
二、方案设计与论证方案一完全分立元件阻容耦合多级放大器设计图1-1 方案一结构框图图1-2 方案一原理图简要原理分析当输入信号处于正半周期时,VT3导通,VT2截止,于是VT3以射极输出的形式将信号传递给负载,同时向CO充电,因为CO电容量大,其上电压基本不变,维持在1/2VCC;当输入信号处于负半周时,VT2导通,VT3截止,已充电的C0充当VT2的电源,同时放电,VT2也以射极输出形式将信号传输给负载RL,这样在RL上得到了完整的输出波形。
方案二采用集成运算放大器设计基本放大电路,用741进行放大,放大倍数为1~5倍,然后用LM301AD放大再放大100倍图1-3 方案二结构框图图1-4 方案二原理图简要原理分析:根据实验要求,最后输出功率为大于2W ,Po=Uo 2/RL,RL=8Ω,又 Po≥2W ,所以得Uo ≥4V ,而最大不失真电压为输入级中间极输出级输出调LM386是高保真集成功率放大器短路保护过热保护负载扬声器LM301AD输出的最大不失真电压Uom=Vcc/22,而我们设计的直流电压源输出电压为12v,所以Uom=12/22=4.24v,4.24>4,,所以能达到要求。
模电课设音响放大器讲解
音响放大器的设计与仿真实现一、实验方案1.1电子混响采用MN3200系列电子混响延时器MN3200系列芯片在市场上易购得且价格便宜,尽管需要的元件多些。
相比之下,方案一的实践操作性更好,选择方案一更为合理。
1.2主要部分的设计方案方案选择方案一:话音放大级、混合前置放大级、音调控制放大级各用一个UA741,功率放大级用LA4102。
方案二:话音放大级、混合前置放大级、音调控制放大级共用一个LM324功率放大级用LA4102。
比较选择:由于多级放大各级信号会互相产生干扰,合理布线,把级与级间的距离拉大是减小信号干扰的好方法,此时方案一是个不错的选择,但每一级各用一个UA741电路元件增多,电路板面积就会增大,不但不美观也不经济。
方案二中LM324是四运放集成电路,电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉、放大效果好,话音放大级、混合前置放大级、音调控制放大级共用一个LM324电路元件少,占用电路板面积小,不仅美观而且经济。
二、单元电路的设计与参数计算2.1话音放大电路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。
电路原理图,电压放大倍数Av仅由外接电阻R11和R12决定:Av=1+R12/R11按要求该级的放大倍数Av =8.5,器电路原理图如图2.1所示。
图2.12.2混合前置放大级Av =-(V 1R 22/R 21+V 2R 22/R 23)567411U1BLM324C2110u FC2210u FC2310u FR110KR210KR2110K R2230K R2330KUi1V1UoVC C 话筒录音机根据整机增益分配可知,要使话筒与录音机输出经混响级后的输出基本相等,要求R22/R21=3,R22/R23=1,所以选择R22=30K ,R21=10K ,R23=30K 耦合电容C21、C22,C23采用10uF 的极性电容。
模拟电子课程设计音响放大器-V1
模拟电子课程设计音响放大器-V1尊敬的读者大家好,今天我将为大家介绍一下如何通过模拟电子课程设计一台音响放大器。
本文将从以下几个方面进行阐述:一、音响放大器的基本原理音响放大器的主要作用是将低电平信号放大到足够的水平,以驱动扬声器发出音响。
其基本原理是使用一个输入信号和一个电源作为其输入,通过不断放大和改变其电平和频率,从而使扬声器工作并发出音响。
放大器的输出功率与电源电压、负载阻抗、放大器的放大倍数等因素有关。
二、模拟电子的基本知识模拟电子技术是指运用电子器件(如二极管、晶体管、场效应管、三极管等)来处理模拟信号(即连续信号)。
它主要涉及的领域有电子电路、电源、放大器、滤波器、振荡器等。
在音响放大器设计中,我们需要掌握这些基本知识才能更好地进行设计。
三、设计步骤1、电源电路设计电源电路是音响放大器的基础,其主要作用是为放大器提供充足的电源,保证其正常工作。
常用的电源电路有变压器降压整流电路和桥式整流电路。
我们可以通过计算得到所需的电源电压和电流,然后根据电路的特性进行选择。
2、放大电路设计放大电路是电子放大器的核心部分,决定了放大器的性能优劣。
常见的放大电路有B类、AB类和A类,三种电路的区别在于偏置电流的方式和输出电压的偏置。
我们需要选择适合我们要求的放大电路,并通过计算和测试来不断优化其性能。
3、输出电路设计输出电路主要是将放大电路的输出信号传递给扬声器,其设计要考虑到负载特性和输出功率。
输出电路的设计有直接耦合和变压器耦合两种方式,我们需要根据我们的实际需求进行选择。
四、注意事项在进行模拟电子课程设计音响放大器时,需要注意以下几点:1、安全第一,必须严格遵守电路接线连接规定,并加装必要的保护电路。
2、电路电压应该控制在安全范围内,要使用适当的电容器和电阻器来保证电流的稳定。
3、应该注意电路降噪和滤波,以避免电磁干扰和杂波搅乱声音信号。
4、实践过程中要注意实验设备的选配和安装,尤其是扬声器的负载情况。
模电实验_音响放大器设计
模电实验_音响放大器设计音响放大器设计是模拟电路实验的一个重要内容,本实验旨在让学生通过实践掌握音响放大器的设计原理与方法。
音响放大器是音频信号放大的装置,能够将低电平的音频信号放大为适合扬声器输出的音频信号。
本实验分为基本放大器设计和功率放大器设计两个部分。
基本放大器设计是音响放大器设计中的基础,本实验采用共射放大器作为基本放大器电路。
首先,我们需要选择放大器的工作点。
工作点的选择需要满足以下几个条件:静态工作点电流适中,能够使晶体管正常工作;输出电压波形对称,能够提供丰富的音乐信息;输出电压不过大,以避免过载。
具体的工作点选择需要根据晶体管的参数和特性曲线进行计算。
首先,我们需要找到晶体管参数手册,根据手册中给出的参数和特性曲线,确定晶体管的Vbe,Vce-Sat和β值。
然后,根据设计要求,选择工作点电流Icq。
接下来,根据以下公式计算出Rb和Rc的取值:Rb = (Vbe - Vcc/2) / IcqRc = (Vcc - Vce-Sat) / Icq其中,Vcc为供电电压,Vbe为基极-发射极的电压,Vce-Sat为集电极-发射极的饱和电压,Icq为工作点电流。
完成工作点选择后,我们可以开始进行电路的构建。
首先,连接输入信号源到放大器的输入端,接上输入耦合电容C1、然后,向放大器的输入端接入直流偏置电压,以使放大器达到工作点。
接下来,连接静态偏置电路,包括电阻R1和R2,用于提供基极电流。
最后,连接输出负载电阻Rc和输出耦合电容C2,以使放大器能够输出电信号。
功率放大器是音响放大器的重要组成部分,它能够将基本放大器输出的信号进一步放大到足够大的电平,以驱动扬声器。
本实验采用双管共射极功率放大器电路。
与基本放大器设计类似,我们首先需要选择输出级的工作点。
工作点的选择需要满足以下几个条件:静态工作点电流适中,能够使晶体管正常工作;电流冲击能力强,能够满足音响放大器的功率输出要求;功率放大器的平稳度好,能够提供稳定的输出功率。
模电实验 高保真音频放大器
• 自拟设计选题的实验,要求同学自己需提 前准备元件,除了实验室能够提供的元件 外,其余元件要自行购买。
• 实验室可以给大家提供的元件有集成运算 放大器LM324、LM741。
• 购买电子元器件的地方——长兴电子城 (长兴市场4楼)
• 乘车路线:10路公交车 凌水镇——兴工街
交实验报告的时间
• 最后一个实验完成后请将两份报告装订在 一起,当堂交给老师。
自选题目的电路安装调试:带自选题目的设计报告和已 经准备好的元器件到实验室进行安装调试。
注:第二和第四阶段的课程连续上9个学时。
自选电路设计要求
模拟电路; 电路难度适中; 电路电压不能超过±12v; 必须有电路测试项目和测试数据; 元器件价钱不要太贵。 原则上不允许选择书上的电路。
自选电路设计的器件要求
1.元件实物图
三、元件与仪器
电源开关
3.示波器
实验时,不要移动示波器。
信号线
CH1——通道1菜单键
1.打开、关闭CH1通道 信号。
2.三种耦合方式:直 流、交流、接地。
3.调整探头的放大倍 数。放大1、10、 100、1000倍。
4.可以观察反相波形。 注:CH2—通道2菜单 键用法同CH1。
化学工业出版社
模电实验 高保真音频放大器
时间分配——分四个阶段
第一阶段 (3个学时) 音频功率放大器的引导实验:下达任务、引导设计
第二阶段 (9个学时) 音频功率放大器的安装调试:带设计报告来实验室对所
设计的功率放大器进行安装调试。 第三阶段 (3个学时,答疑,时间自由安排)
自选题目的设计实验:做好实验器件的准备工作。 第四阶段 (9个学时)
自动设置键
1.自动设置键操作最 简便,功能最强 大。
模电课程设计-音响放大器
琼州学院本科生课程设计《模拟电子技术》课程设计设计题目:音响放大器学院:电子信息工程学院专业:电子信息科学与技术年级:学生姓名:学号:指导老师:2012年6月音响放大器的设计(琼州学院电子信息工程学院,海南三亚572022)摘要:音响放大器所需要设计的电路为话筒放大器,音调控制器及功率放大器。
话音放大器的作用是不失真的放大声音信号(最高信号达到10kHz)。
其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗;音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性,因此音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器组成。
关键词:音响放大器;话放级;音调控制级;功放级1设计内容1.1设计目的(1)学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤,培养综合设计与调试能力。
(2)学会音响放大器的设计方法和性能指标测试方法。
(3)培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。
1.2设计要求(1)设计并制作一个音响放大器,主要技术指标要求:①额定功率:P。
>=1W②负载阻抗:R=8Ω③频率范围:40Hz~10kHz④话放级输入灵敏度:5mV⑤输入阻抗:R>>20Ω⑥系统的总电压增益A>560倍(55dB)(2)设计电路结构,选择电路元件,计算确定元件参数,画出实用原理电路图。
(3)自拟实验方法、步骤及数据表格,提出测试所需仪器及元器件的规格、数量,交指导教师审核。
(4).批准后,进实验室进行组装、调试,并测试其主要性能参数。
1.3参考方案(1).电路图设计①确定目标:设计整个系统是由那些模块组成,各个模块之间的信号传输,并画出音响放大器方框图。
②系统分析:根据系统功能,选择各模块所用电路形式。
③参数选择:根据系统指标的要求,确定各模块电路中元件的参数。
④总电路图:连接各模块电路。
(2).电路安装、调试①为提高学生的动手能力,学生自行焊接电路板。
②在每个模块电路的输入端加一信号,测试输出端信号,以验证每个模块能否达到所规定的指标。
模电-音响放大器multisim绝对能用
模电部分音响放大器一、设计任务与要求采用运算放大集成电路和功率放大集成电路设计音频功率放大器设计要求1)调研,查找并收集资料。
2)总体设计,画出框图。
3)单元电路设计。
4)电气原理设计---绘制原理图。
5)参数计算——列元器件明细表。
6)用multisim对设计电路进行仿真实验,并给出仿真结果及关键点的波形。
7)撰写设计说明书。
8)参考资料目录。
设计参数①放大器的失真度<1%。
②放大器的功率>2W。
③放大器的频响为50Hz—20kHz。
④音调控制特性为自选。
二、方案设计与论证方案一完全分立元件阻容耦合多级放大器设计图1-1 方案一结构框图图1-2 方案一原理图简要原理分析当输入信号处于正半周期时,VT3导通,VT2截止,于是VT3以射极输出的形式将信号传递给负载,同时向CO 充电,因为CO 电容量大,其上电压基本不变,维持在1/2VCC ;当输入信号处于负半周时,VT2导通,VT3截止,已充电的C0充当VT2的电源,同时放电,VT2也以射极输出形式将信号传输给负载RL ,这样在RL 上得到了完整的输出波形。
方案二采用集成运算放大器设计基本放大电路,用741进行放大,放大倍数为1~5倍,然后用LM301AD 放大再放大100倍图1-3 方案二结构框图输入级中间极输出级输出调节LM386是高保真集成功率放大器短路保护过热保护负载扬声器图1-4 方案二原理图简要原理分析:根据实验要求,最后输出功率为大于2W,Po=Uo2/RL,RL=8Ω,又Po≥2W,所以得Uo≥4V,而最大不失真电压为LM301AD输出的最大不失真电压Uom=Vcc/22,而我们设计的直流电压源输出电压为12v,所以Uom=12/22=,>4,,所以能达到要求。
设计要求输入vi=10mV,也就是要求放大倍数大于400倍,但是所选芯片的最大放大倍数为100倍,远不能实现,所以在之前要用741进行放大。
(备注:因为没有找到LM386所以找了其他的芯片代替)两种方案的对比相同点:OTL功率放大电路都是由输入级、推动级和输出级等部分组成不同点:方案一中采用分立元件进行设计方案二中采用UA741和LM301AD进行设计我们选择方案二理由如下:用集成运算放大器放大信号的主要优点1)电路设计简化,组装高度方便,只需适当选配外接元件,便可实现输入、输出的各种放大关系。
音响放大
模电设计仿真与测试报告_音响放大器一.设计要求(简单音频通带放大电路)(输入语音信号-麦克风)功放电路原则上不使用功放集成电路。
技术要求:(1)前置放大、功放:输入灵敏度不大于10mV,f L≤500Hz,f H≥20kHz;(2)有音量控制功能;(3)额定输出功率P O≥5W(测试频率:1kHz);(4)负载:扬声器(8 、5W)。
主要测量内容:最大输出功率,输出电阻,输入灵敏度,f L,f H。
二.设计思路1,要音量控制可用滑动变阻器调节2,输入可用差分放大电路,用高放大倍数三极管增大放大倍数,中间级采用共射放大增大倍数,输出采用消除交越失真的互补输出,同时作为功放电路,可用复合管。
三.仿真设计1, 原理图2,元件参数电源±15V3,静态工作点V0=-206.745uV≈0,符合要求。
4,输入灵敏度输入灵敏度当Vi=4mV时有如下数据:输出为8.168V波形如下:5,下限频率:即当幅值差不多为8.168/1.414=5.78时:由上图可知F1=103HZ<500HZ上限频率:即当幅值差不多为8.168/1.414=5.78时由上图可知F2=185KHZ>20KHZ6,最大输出功率Pmax=8.154*8.154/8=8.31W 7、输出电阻:E/(R1//r)=V1;E/(R2//r)=V2; V1=8.154 R1=8Ω,如右图:V2=8.367 R2=16Ω可求得输出电阻r≈1Ω四.PCB制作注意问题1)公共地线要宽,电源线要宽2)元件封装要注意电容的大小,大功率管要预留散热片空间3)由于第三极输出有两个大功放管,因此在制作PCB的时候要该封装,用header替代,这样在进行焊接电路板的时候会方便许多。
4)断点的设置,例如在第一级差放电路与反馈之间要设置断点,如图所示在第二级与第三级之间应该设置上下两个断点,如图所示有的地方为了方便电流的测量也可以适当的设置断点5)实验中出现的若干个问题及解决的方法1.虚焊,由于焊接的不牢,会导致在调节滑动变阻器的时候导致电流不稳定等问题,重新焊接一遍,尽量呈瘪平状。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
东南大学电工电子实验中心
实验报告
课程名称:模拟电子电路基础
第5次实验
实验名称:音响放大器设计
院(系):吴健雄专业:电强化
姓名:学号:
实验室: 104 实验组别:/
同组人员:/实验时间:14年06月05日评定成绩:审阅教师:
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f L≤50Hz f H≥20kHz
输入阻抗≥20kΩ
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
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f L≤50Hz f H≥20kHz
输入阻抗≥20kΩ
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
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。
【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。
话音放大电路电路:
对于话放电路,输入约为5mV,要求输入、输出阻抗均大于20k ;同时保证信号无失真地放大,输入阻抗要大于输出阻抗,可以选取较大的反馈电阻。
调节输出端接的电位器,可使控制放大倍数。
实际实验中,不免有高频噪声,需要适当加电容进行滤波。
混合前置放大器:
混合前置放大器是为了将放大后的话音信号同音频输入信号混合放大,起到了混音的效果。
实际的调试过程中,可以通过调节两输入信号接的电位器来调节语音与音频信号的相对大小,使得混音效果达到最佳。
同样的,为减少噪声的影响,在信号输入与输出端口加上电容进行滤波。
功放电路:
3
功率放大电路用于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大,输出信号的线性失真尽可能的小。
所以此功放电路中的三极管都必须工作在放大区,同时要保证放大倍数。
100k电位器作为电路的负反馈,可以通过调节R22,获取所需的放大倍数。
音调控制电路(提高):
音调控制器的作用是控制、调节音响放大器的输出频率的高低,即对低音频或高音频的增益进行提升或衰减,中频增益保持不变。
所以,音调控制电路由低通滤波器和高通滤波器共同组成。
调节上面的电位器实现对低频信号的衰减,调节下面的电位器实现对高频信号的衰减。
(2) 利用EDA软件进行仿真,并优化设计(对仿真结果进行分析)。
话放电路:放大倍数约为10倍
混音电路:(混音后,放大约6-8倍)
5
功放电路:(放大倍数约为15倍)
(3) 实际搭试所设计电路,使之达到设计要求(实物图要有图片)。
电路实物图如下:
(4) 按照设计要求对调试好的硬件电路进行测试,记录测试波形及数据,分析电路性能指标。
话音输入放大:
第一级:
7
CH1为输入信号,CH2为输出信号,放大了十倍左右,波形没有失真,没有明显噪声。
第二级:
第二级放大了约6倍,波形没有失真,基本无噪声。
第三级:
上图为功放的最大不失真放大倍数,可以看出经过放大的信号基本上没有噪声,波形也没有失真。
实际调试中放大倍数已被调节。
MP3输入:
第一级:
9
由于开始调节时的限制,要求两路信号同时输入实现叠加的功能,我在MP3的输入口输入的是方波,以检测信号是否能正常叠加。
以下是输入正弦波时的放大情况。
可以观察到波形没有失真,但略有噪声,实际试听时接入电容,问题得到了解决。
第二级:
这种情况和话放输出到功放之间的波形十分类似。
图可能漏拍了。
①额定功率:
P=2W
②频率响应:
Null
③输入阻抗:
在电源输出串接一50KΩ的电阻作为Rs,测得Us=7.5mV,Ui=5mV,则输入阻抗为100kΩ,远远大于要求的20kΩ,说明设计合理。
④输入灵敏度:
音频信号减小时,输出信号相应减小,小信号仍然能有效放大,灵敏度较高。
⑤噪声电压:
实际搭试的时候噪声基本上被电容滤掉了,因此没有此项的数据。
⑥整机效率:
η=22.1%
⑦谐波失真度:
个人调试时没有出现失真。
验收时,音频信号与话放的信号之间的大小比例与预想情况不同,调节电位器不适当,导致信号过大而失真。
⑧音调控制特性(扩展):
8kHz:
11
125Hz:
中频(1KHz):
观察所测波形可以发现,在中频即1kHz,信号幅度基本不变,有微小增加。
在低频与高频区都能实现信号的衰减,衰减虽然没有达到理论值但是衰减程度很大,基本符合要求。
13
(5)整机信号试听效果,
①话音扩音:
能实现话音的扩大。
②Mp3音乐试听:
没有任何噪声,十分清晰,音调准确。
③混音功能:
功能实现,能在输出音频信号的基础上叠入经过放大的话音信号。
④音调控制(提高):
信号频率为1kHz 时信号幅度基本上没有改变,在输入低频信号125Hz、高频信
号8kHz时均能实现衰减。
衰减程度高,衰减前后有明显差别。
【思考与感想】
本次实验书上是有参考电路的,但是实际搭试的时候,参考电路并不实用。
首先是由于本次实验做的是声音放大,和以往不同,信号更加具象化,而不是之前的只是显示在示波器上面的抽象波形。
也就是说,噪声给人的感觉更加直观了,因此必须特别注意这个问题。
就我来说,实际的电路中,有些电阻值进行了改变,更多的是加了很多滤波电容,低频噪声、高频噪声均极有可能出现。
一整个学期做实验锻炼出来的查电路技巧终于又用武之地了。
感觉上这次实验还是比较顺利的,整体试听的时候也没有噪声。
刚开始搭试电路的时候,前两级的波形很好,可是功放没有输出信号,经过仔细的检查,发现连线错了,修改之后,加上电源测试。
就像老师说的那样,立即烧了8050,经过调节电位器,才使得功放正常工作。
后面的电路也工作正常。
但是令我自己很不满意的是后面验收的时候,由于不熟悉验收的要求,在之前整体试听时,为了使得声音听起来比较好,调节了原本定好值的电位器,到后来测试功放输出的时候就出现了失真,以及音调控制电路一开始的低频信号不衰减的情况。
怎么说呢,感觉上蛮遗憾的吧,毕竟费了那么多时间调的电路最后验收的时候却没搞好。
其实想想世界不就是这样么,现在的社会没人在乎过程,结果最重要,就算你努力了,最后还不是功亏一篑,还不是你的错,能做的也只有努力做到最好。
总之,知道验收的流程还是很有必要的。
【附图】
这是在测试混合前置放大器时,两路信号一起输入时的信号叠加情况。
其中话放输入正弦波,mic输入TTL方波。
By SaVy 15。