音响混合前置放大器的设计
带前置放大的音频功率放大器设计报告
带前置放大的音频功率放大器设计姓 名学 号院、系、部 班 号 完成时间※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2013级 模拟电子技术课程设计摘要前置放大电路须由低噪声,高保真,高增益,快响应,宽带音响集成电路,所以采用NE5534实现,NE5534是单路高效低噪音运算放大器相比于其他放大器来说拥有更好的噪声性能,更高的外部驱动能力以及更加高的小信号输入和更高的功率带宽。
这使得它们特别适合应用于高质量和专业的音频设备以及仪器仪表,控制电路和电话信道。
集成功率放大电路成熟,低频性能好,内部设计具有复合保护电路,可以增加其工作的可靠性,尤其集成厚膜器件参数稳定,无须调整,信噪比较小,而且电路布局合理,外围电路简单,保护功能齐全,还可外加散热片解决散热问题。
功率放大器在家电和数码产品中使用越来越广泛,与我们日常生活有着密切的联系,功率放大器随着科技的不断进步也经历了几个不同的阶段,从最初的电子管功率放大器到现在的集成功率放大器,按所用放大器的分类可分为电子管式放大器,晶体管式功率放大器(包括场效应管)和集成功率放大器,目前以晶体管和和集成电路式功率放大器为主,晶体管的功率放大器是被使用最广泛的,人们研制出许多优质的新型电路使功放的谐波失真很容易减少到0.05%以下,场效应管是很有潜力的功率放大器,它具有噪音小、动态范围大、负温度特性等特点,音色和电子管相似,保护电路简单。
场效应管的生产技术还在不断发展,集成功率放大器也大量的涌现出来,其工艺和指标都达到了很高的水平,它的突出特点是体积小、电路简单和性能优越、保护功能齐全。
关键词:功率放大器场效应管 NE5534目录第1章设计任务与要求···································································错误!未定义书签。
音响放大器设计报告
音响放大器设计报告电子技术课程设计任务书设计课题: 音响放大器设计专业班级: 自动化1106学生姓名: 许超学号: 201104134211指导教师: 刘琼设计时间: 2013 年6月20日音响放大器设计一、任务与要求设计一音响放大器,要求具有话筒扩音、混合前置放大、音调输出控制、音量控制,功率放大等功能。
各级主要作用话音放大级:话音放大器的作用是不失真地放大声音信号。
混合前置放大级: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。
音调控制放大级:主要是控制、调节音响放大器的幅频特性,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。
功率放大级(简称功放):给音响放大器的负载(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。
已知条件+VCC = +9V,话筒(低阻20)的输出电压为5mV,录音机的输出信号电压为100mV。
电子混响延时模块1个,集成功放LA4102 1只,8/2W负载电阻RL 1只,8/4W扬声器1只,集成运放LM324 1只(或mA741 3只) 主要技术指标额定功率 Po?1W( <3%);负载阻抗 RL=8截止频率fL=40Hz,fH=10kHz;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;话放级输入灵敏度 5mV;输入阻抗 Ri>>20设计过程整机电路由话音放大器、混合前置放大器、音调控制放大器、功率放大器组成,根据各级的功能及技术指标要求分配电压增益,分别计算各级电路参数,通常从功放级开始向前级逐级计算,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AvΣ=Vo/Vi>560倍(55dB)。
各级放大倍数如下图所示:话放级混放级音调级功放级AAAA5mV42mV125mV100mV3VV1V2V3V4 8.5倍3倍0.8倍30倍18.5dB9.5dB–2dB29.5dBA=612倍(56dB)V,二、设计与论证方案一: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。
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。
音频前置放大器的设计与制作
⾳频前置放⼤器的设计与制作前置放⼤器要的主要技术指标如下。
电压放⼤倍数:10倍: 通频带:50Hz~20kHz。
本项⽬学习中应掌握的知识点。
三极管放⼤原理,共射、共集、共基放⼤电路的性能特点,共射放⼤电路简单分析和计算,多级放⼤器的特点及应⽤。
集成运放原理及应⽤等。
1.电路设计 本项⽬设计和制作的是⼀个双声道扩⾳机的前置放⼤部分。
每个声道包括前置放⼤器和⾳量调节电路两部分。
前置放⼤器由集成运放实现,⾳量控制⽤双联电位器实现。
电路如下图所⽰。
集成运放⽤NE5532。
NE5532是双运放,属于⾼性能低噪声运放,它具有较好的噪声性能、优良的输出驱动能⼒及相当⾼的⼩信号与电源带宽。
电路为两个同相输⼊放⼤电路,通过分析可知电路的电压放⼤倍数约为11倍,分别对应两个声道。
图中200k电位器的作⽤是保证两个声道增益相同;双联电位器的作⽤是同时调节两个声道输出电压的⼤⼩,即两个声道⾳量的⼤⼩;稳压管的作⽤是保证电源供给的电压为⼠15V;电源上电容的作⽤是消除纹波和⾼频噪声的影响,防⽌⾃激;输⼊、输出端的电容是起到隔直流的作⽤。
2.电路制作焊接电路时注意: (1)双联电位器不要固定在电路板上,应在组装时固定在外壳上,作为调节⾳量的旋钮。
(2)为保证两个声道的平衡,可将其中⼀个放⼤器的反馈电阻⽤200kΩ电位器代替,通过调节电位器的阻值保证两个放⼤器增益相等。
3.电路调试⽅法 (1)两个通道输⼊端输⼊相同的交流⼩信号(Ui=10mV,f=1kHz)测量两个输出端电压,观察输出电压变化范围;(2)调节200kΩ电位器,使两个输出端输出电压相等。
(3)改变输⼊信号频率,记录输出电压幅度。
找到输出电压为最⼤电压的0_7倍时的频率值,画出幅频特性曲线。
4.调试过程 中容易出现的问题及解决⽅法 (1)⽆输出电压:电源是否接通;稳压管是否接反或型号不对;输⼊端是否有信号。
(2)放⼤倍数不对:反馈电阻和反相端电阻阻值是否有误。
音响放大器设计 东南大学要点
东南大学电工电子实验中心告报实验电子电路实践课程名称:次实验第音响放大器设计实验名称:业:院(系):专名:学号:姓: 实验室实验组别:实验时间:年评定成绩:同组人员: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≤50Hz f≥20kHz HL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≤50Hz f≥20kHz HL输入阻抗≥20kΩ话音输入灵敏度≤5mV2.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。
话音放大器: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。
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)。
音响放大器设计
音响放大器设计学习要求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;掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术一、音响放大器的基本组成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,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。
21R RA FVF +=R i = R 1(R 1一般取几十千欧。
) 耦合电容C 1、C 3可根据交流放 大器的下限频率f L 来确定,一般取LL f R 2110)~(3 C3 C1π==反馈支路的隔直电容C 2一般取几微法。
2. 混合前置放大器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。
音响放大器的性能主要由音调控制器与功率放大器决定,下面详细介绍这两级电路的工作原理及其设计方法。
3、音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器构成设电容C1=C2>>C3,在中、低音频区,C3可视为开路,作为低通滤波器;在中、高音频区,C 1、C2可视为短路,作为高通滤波器。
①当f<f0时当RP1的滑臂在最左端低频时,对应于提升最大的情况分析表明,图(a)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()12121io /)(j 1/)(j 1j ωωωωω++⋅+-==R R RP V V A式中,)π2/(1 )(/121L1211C RP f C RP ==或ω)π2/()( )(/)(22121L2221212C R RP R RP f C R RP R RP +=+=或ω当f<f L1时,C 2可视为开路,运算放大器的反向输入端视为虚地,R 4的影响可以忽略,此时电压增益()121VL /R R RP A +=在f=f L1时,因为f L2 =10f L1 ,故可由式得()12121i o /)(j 1/)(j 1j ωωωωω++⋅+-==R R RP V V A,j1j 1.01121V1++⋅+-=R R RP A模121V1R 2/)R RP (+=A 此时电压增益相对A VL 下降3dB当RP 1滑臂在最右端时,对应于低频衰减最大的情况同理可以得出图(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。
毕业设计--音响放大器
摘要绪论 (5)第1章主要技术指标及测试方法 (6)1.1.1测量P O的条件 (6)1.1.2测量P O的步骤 (6)1.2 频率响应 (6)1.2.1测量步骤 (7)1.3 音调控制特性 (7)1.3.1测低频与高频特性 (7)1.4 输入阻抗 (7)1.5 输入灵敏度 (7)1.6 噪声电压 (7)1.7 整机效率 (8)第2章音响放大器的基本组成 (9)2.1 音响放大器的基本组成 (9)2.2 各部分电路的作用 (9)2.2.1 话筒放大器 (9)2.2.2 电子混响器 (9)2.2.3 混合前置放大器 (10)2.2.4 音调控制器 (10)2.2.5 功率放大器 (11)第3章单元电路设计 (12)3.1 设计过程 (12)3.2 话筒放大器与混合前置放大器设计 (12)3.3 音调控制器(含音量控制)设计 (13)3.3.1晶体管音调控制电路 (13)3.3.2集成运放音调控制电路 (16)3.4 功率放大器 (25)第4章主要元件数据 (26)4.1 集成功放块LA4102 (26)4.2 集成功放块LM324 (27)4.3BBD延时器MN3102、MN3207 (27)4.4 扬声器的选配 (28)第5章电路安装与调试技术 (31)5.1 合理布局,分级装调 (31)5.2 电路调试技术 (31)5.2.1 话放级的调试 (31)5.2.2 混合前置放大级的调试 (32)5.2.3 音调控制级的调试 (32)5.2.4整机调试步骤: (36)5.2.5 功率放大级的调试 (36)5.3 整机功能试听 (36)结束语 (38)参考文献 (40)致谢 (41)附录I 整体电路图 (42)摘要音箱是将电信号还原成声音信号的一种装置,还原真实性将作为评价音箱性能的重要标准。
有源音箱就是带有功率放大器(即功放)的音箱系统。
把功率放大器和扬声器发声系统做成一体,可直接与一般的音源(如随身听、CD机、影碟机、录像机等)搭配,构成一套完整的音响组合。
东南大学音响放大器设计··
东南大学电工电子实验中心实验报告第九次实验实验名称:音响放大器设计院(系):专业:姓名:学号:实验室:实验组别:无同组人员:实验时间:评定成绩:审阅老师:实验报告格式实验准备:1.实验目的和要求(或电路需要实现的功能及主要功能指标)2.实验原理及实现方案3.实验电路设计与参数选择4.需要设计的参数及数据测量方法5.理论计算数据或软件模拟数据6.实验数据记录格式7.实验使用仪器准备(包括仪器的名称、型号、规格、编号、实用状况)8.实验过程或实验步骤实验过程:1.实验步骤与实验数据记录2.实验最终电路与电路参数3.实验中出现的问题及解决方案实验总结:1.实验数据处理2.实验误差分析3.实验结果讨论4.思考题一、实验目的和要求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。
二、实验原理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20k。
(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。
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。
音响前置放大器
2013届课程设计说明书模板音响前置放大器院、部:电气与信息工程学院学生姓名:鞠纯指导教师:龙卓珉职称讲师专业:电子信息工程班级:电子1102班完成时间:2013年6月10日摘要本文介绍了前置放大的构成、功能、及工作原理。
所用芯片是价格便宜的带有真差动输入的LM324四运算放大器。
与单电源应用场合的标准运算放大器相比,它们有一些显著优点。
该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下,静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。
本音响的功能是将输入音频信号进行放大,是一种可普遍用于家庭音响系统、立体声唱机等电子系统中,便于携带,适用性强。
关键词:前置放大;LM324;立体声唱机ABSTRACTThis paper introduce the structure ,function and working principleof the audio.The LM324 are low-cost,quad operational amplifiers withtrue differential inputs.They have several distinc advantages overstandard operational amplifier types in single supply voltages as low as 3.0V or32V with quiescent currents about one-fifth of thoseassociated with theMC1741. The sound is the function of the input audio signal amplification,is generally available for home audio system,stereo playerand other electronic system,convenient carrying,strong applicability.Key word preamplifier amplifiers;LM324;stereo player目录1设计目的与要求 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计要求及技术指标 (1)2电路的整体结构 (2)2.1音响模块图 (2)2.2各模块的功能作用 (2)2.3设计方案的选择 (3)3核心元器件简介 (3)3.1 LM324简介 (4)4电路原理说明 (5)4.1话音放大与混合前置放大 (6)5仿真分析与PCB图制作 (7)5.1仿真分析 (7)5.2 PCB图制作 (9)6组装与调试 (11)6.1电路元件组装 (11)6.2作品调试 (11)参考文献 (12)致谢 (13)附录A 实物图 (13)附录B 元器件清单图 (15)1设计目的与要求1.1设计目的(1)了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1.2设计要求及技术指标1.2.1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)测试输入阻抗;(6)撰写设计报告。
课程设计实验报告-音响放大器的设计
一实验目的一设计目的1.了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的测试方法。
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,要求具有前置放大,音调输出控制,功率放大输出。
二方案选择一音响放大电路的设计方案的选择与比较论证:音响放大电路设计由三部分组成:混合前置放大模块,音调输出控制模块,功率放大模块。
混合前置放大模块作用是将磁带放音机输出的音乐信号混合放大。
音调输出控制模块作用是主要是控制、调节音响放大器的幅频特性。
功率放大模块作用是给音响放大的负载R(扬声L器)提供一定的输出功率。
(一)混合前置放大模块比较论证与选择(二)音调输出控制模块比较论证与选择(三)功率放大模块比较论证与选择功率放大器可以选择芯片很多,经过比较觉的TDA2030A和TDA2040还可以。
(1)TDA2030TDA 2030 是一块性能十分优良的功率放大集成电路,其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小,在目前流行的数十种功率放大集成电路中,规定瞬态互调失真指标的仅有包括TDA 2030 在内的几种。
我们知道,瞬态互调失真是决定放大器品质的重要因素,该集成功放的一个重要优点。
TDA2030 集成电路的另一特点是输出功率大,而保护性能以较完善。
根据掌握的资料,在各国生产的单片集成电路中,输出功率最大的不过20W,而TDA 2030的输出功率却能达18W,若使用两块电路组成BTL电路,输出功率可增至35W。
另一方面,大功率集成块由于所用电源电压高、输出电流大,在使用中稍有不慎往往致使损坏。
然而在TDA 2030集成电路中,设计了较为完善的保护电路,一旦输出电流过大或管壳过热,集成块能自动地减流或截止,使自己得到保护(当然这保护是有条件的,我们决不能因为有保护功能而不适当地进行使用)。
TDA2030 集成电路的第三个特点是外围电路简单,使用方便。
在现有的各种功率集成电路中,它的管脚属于最少的一类,总共才5端,外型如同塑封大功率管,这就给使用带来不少方便。
课程设计-音响放大器设计
话筒放大
二阶低通 滤波器I
BB D 延时器
二阶低通 滤波器II
时钟脉冲产生器
缓冲级
图9.2 电子混响器组件框图
1) 混合前置放大器 混合前置放大器的作用是将磁带放音机输出音乐信号与电子混 响后的声音信号进行混合放大。其电路如图9.4所示,这是一 个反相加法器电路,输出与输入电压间的关系为:
+UCC
+12
I0
R4
R10 IC2
R P1
11K
47K
A
T1
3DG6
T2
3DD01
R2
10K
R3 + C1 1K
ui
+
R1
47K
2-
7
A
3+ C2
4
uA741
10uF
RP2
1K
D1 6C
2CP10*2 D2
B
R6
240
R11 T3
3CG21
R8 1O
R12
30
RL 8
T4 +
R5
3DD01 C3
11K
R7
240
0.1u
R9
-UCC
1
-12
图9.7 集成运放与晶体管组成的功率放大器
(1)电路工作原理简述
三极管T1、T2为相同类型的NPN管,所组成的复合管仍为NPN型。 T3、T4为不同类型的晶体管,所组成的复合管的导电极性由第一 只管决定,即为PNP型。R4、R5、RP2及二极管D1、D2所组成的 支路是两对复合管的基极偏置电路,静态时支路电流I0可由下式
3.功率放大器
功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL(扬声器)提供
混合前置_陈盛强
混合前置放大器的设计14006090230 陈盛强1.混合前置放大器的作用:混合前置放大器的作用是降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,这是一个反相加法器电路。
2.设计思路以及原理:混合前置放大电路可以采用差分放大电路进行改进来实现,也可以采用集成运放构成的同相比例运算放大电路。
典型情况下,信号的最大幅度可能只有若干毫伏,共模噪声可能高达几伏,放大器的输入漂移和噪声等因素对于组那个的精度至关重要。
放大器的本身的共模抑制特性也是同等重要的问题,因此,前置放大电路应该是一个高输入阻抗,高共模抑制比,低漂移的小信号放大电路。
V0=-[(RF/R1)v1+(RF/R2)V2]4.电路图:这里,V1是话筒放大器输出的电压V2是放音机输出的电压。
5.参数设定我们要求混合前置放大器的AV=3放大芯片我们选择741,其引脚图如下图所示:这里我们应注意741为双向供电芯片6.仿真:根据电路原理图,通过multisim软件仿真:如果我们要前置放大器的Av>=2.5那么R3/R1 =2.5,R3/R2=1,这里我们叏R3=R2=2.5R1=25kΩ,耦合电容 C1,C3,我们叏 10μF,R3为平衡电阻。
如果需要卡拉ok 歌唱,要在话放输出端接2个音量控制电位器RP11,RP12,控制声音和音乐音量,具体数值待模拟电路时调试。
输出为:Av = Vout / Vin = 62.569 / 24.976 = 2.505 Av dB = 20logAv = 7.976 dB实际电路输出:6.设计心得:这次的课程设计是对我们电路知识的一次综合考验,要求难度较大,同时我们为这次试验也付出了大量的努力。
试验综合考察了实验课上所学到的各种电子电路的连接,调试设计。
每个环节都要认真的完成。
在进行实验设计和制作中,我们也遇到了很多的困难,首先,在实验电路的设计上,我们花费了大量的时间搜集资料,仿真,和修改。
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第一章绪论近几年来,计算机技术进入了前所未有的快速发展时期,随着电子信息技术的发展关于音响放大器在电子技术基础中所处的位置越来越重要,它不仅是电子信息类专业的一个重要部分,而且在其他类专业工程中也是不可缺少的。
放大器电路做为子系统的应用,发展更是迅速,已成为新一代电子设备不可缺少的核心部件,其现实生活中的运用也是非常普遍和广泛。
在音响放大器的设计过程中,控制其电路的核心部分是几个放大器的设计,其主要包括:话音放大器,混合前置放大器,音调控制器,功率放大器等。
电子技术的发展促使话音放大器被广泛应用到一系列放音设备中,混合前置放大器也成为数字电子电路设计和制作过程中不可缺少的部分,例如在信号放大器的设计和无线电遥控电路的设计过程中该部件都是不可缺少的,功率放大器更是设计电子电路的核心。
功率放大器的运用使电子产品的成本大大减少,并且有设计简单,易于操作,可靠性好的优点。
对音响放大器设计的目的是为了更好的掌握集成功率放大器内部电路工作原理,学会其外围电路的设计与主要性能参数测量方法以及掌握音响放大器的设计与电子线路系统的装试和调试技术。
本次设计分为四个主要步骤:一,构思和设计话音放大器,混合前置放大器,音调控制级和功率放大级。
二,根据设计要求和选择的电路通过计算选择元器件和参数,并准确无误的设计好要设计的电路原理图。
三,在万能板或在面包板上根据设计电路原理进行元器件的电路安装和精细的调试。
四,在安装好的电路板上进行输出功率的测试。
在此次课程设计的编写过程中得到了龙老师和许多实验室老师的大力支持和指导,在此表示感谢。
另外,由于时间仓促和本组成员能力有限,设计中难免出现缺点和不足之处,还敬请各位老师批评和指正。
2011年6月第二章理论分析2.1音箱放大器基本原理音响放大器的作用是对于微弱信号进行电压放大和功率放大,推动负载工作,同时需要对音调和音量的调节。
音响放大器由话筒、话音放大器、电子混响器、混合前置放大器、音调控制器、功率放大器这几个部分组成。
其中话音放大器是不失真的放大话筒输出的声音信号,电子混响器是用电路模拟声音的多次反射,产生混响效果,使人听起来具有一定的深度感和立体空间感,混合前置放大器是将话筒传输的声音信号与放音机输出的音乐信号相混合并放大,音调控制器是控制和调节音响放大器的幅频特性,功率放大器是给音响放大器的负载提供一定的输出功率。
这几部分之间的联系如图2-1所示。
图2-1音响放大器分为四个部分,有两个组共同完成,我们组负责话音放大器和混合前置放大器设计。
第三章设计过程及方案3.1、设计方案选择话音放大器和混合放大器设计框图图3-1方案一:采用LM324通用四运算放大器,双列直插8脚封装,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,“Vo”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Vo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Vo的信号与该输入端的相位相同。
供电电源电压3到32V,工作电压15V,差分电压+32V 输入电压20V允许功耗600mW。
方案二: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,为双列直插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。
方案选取:两者都满足设计要求,uA741是通用单运放放大器,性能好,满足一般需求,但价格贵。
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。
LM324芯片满足要求,成本更低,芯片引脚具有对称结构,设计的线路更简单,便于检查。
可不换芯片的情况下更换运放。
故选用方案一。
3.2、话音放大器的设计图3-2话音放大级增益为8.5与20K话筒配接作为话音放大器电路,其交流放大倍数由式(3-1)A v1=1+ R12/ R11=8.5(18.5dB)高阻话筒要求输入内阻很大,采用同相放大电路R12取标称值为75KΩ,R11标称值为10KΩ,电阻R13、R14作用是分流和提供直流偏置电压,R13、R14取标称值为10KΩ电容C11、C13作用是去直流,C11去标称值为10uF,C13取标称值为1uF,电容C12在电路中起耦合作用,C12取标称值为10uF。
考虑到电路接线出错直流电压被放大电压为38.5V, C12两端电压达到38.5V, 电容C12采用耐压值为50V,C11、C13两端的电压为4.5V,耐压值16V和50V均满足要求,C11采用耐压值为16V,C13采用耐压值为50V。
3.3、混合前置放大器的设计图3-3混合前置放大器的电路由运放组成,是一个反相加法器电路,话放级的输出作为混放级的输入,录音机的输入为Vi2,由式(3-2)得输出电压Vo2的表达式为: V o2=-[(R 22/ R 21) V o1 +(R 22/ R 23) V i2]第一级为第二级提供输入信号Vo1=42mV ,混合前置放大倍数为3,可以达到输出125mV 的设计要求。
输入信号为100mV ,信号只录音机接口输入放大倍数为1,录音机输入信号为100mV ,不放大可以达到驱动下级正常工作的要求。
取R 23=R 22=30K Ω,R 21=10 K Ω。
电阻R 23、R 24作用是分流和提供直流偏置电压,R 23、R 24取标称值为10K Ω。
C 21、C 22、C 24在电路中起耦合作用,C 23在电路中起去直流作用。
、C 21、C 22、C 23、C 24 都取标称值为10uF ,如果线路接错,是直流也被放大,直流电压达到13.5V ,C 21、C 23电容取耐压值为16V 。
C 22、C 24电容取耐压值为50V 。
3.4、仿真测试3.4.1话音放大器EWB仿真图3-4 话音放大器仿真电路图3-5 话音放大器仿真波形高的波形为A通道输入波形,低的为B通道为输出波形。
输入信号为5mV,毫伏表数值42.5mV从示波器波形的输入、输出信号同相。
增益A v1= V o1/Vi1=8.53.4.2、混合放大级EWB仿真图3-6 混放级仿真电路图3-7 混放级仿真波形高的为A通道为混放级输出信号,低的为B通道为混放级输信号,输入信号为42mV,毫伏表数值126mV从示波器波形的输入、输出信号反相。
增益Av1= Vo2/输入信号为5mV,毫伏表数值42.5mV增益 |Av2| =| Vo1/Vi1|=33.4.3、两级放大EWB仿真图3-8 两级仿真电路图5-6 两级仿真波形低的是A通道,高的是B通道输入信号为5mV,调节电位器RP11使毫伏表的示数125mV,即输出值125mV,示波器的波形得出输入和输出波形反相。
|Av3| =| Vi1/Vo2|=253.4.4、元件清单表3-1元件清单名称规格数量集成运放LM3242个电阻75KΩ30kΩ10kΩ1个2个6个电容1uF/50V10uF/50V 1个6个电位器10KΩ2个电源+9V 1路话筒20KΩ1个第4章技术指标及测试方法4.1、话音放大级的测试在话筒端输入正弦信号,用交流毫伏表测量是输入为频率为100Hz有效这值5mV,在话音放大器输出端用交流毫伏表测输出电压,用毫伏表测量的数据更精准。
再把输入端和输出端接示波器通道1和通道2,观察输入输出的波形。
求出话音放大器的放大倍数。
4.2、混合放大级的测试你在混合放大器的输入端输入42mV 100Hz的正弦信号,录音机输入端不输入信号,混合放大器输出端用交流毫伏表测输出电压。
再把输入端和输出端接示波器通道1和通道2,观察输入输出的波形。
综合测试仅在话筒端输入输入5mV正弦电压,在混合放大器的输出端用交流毫伏表测量输出电压,调节RP1使混合放大器输出端的电压满足125mV,再把输入端和输出端接示波器通道1和通道2,观察输入输出的波形。
求出混合放大器的放大倍数。
在录音机输入端100mV,测量输出端的电压。
对话筒说话,使之产生电信号。
观察输入端和输出端的波形。
第5章安装与调试5.1、芯片介绍LM324为四运算放大器。
与单电源应用场合的标准运算放大器相比,它们有一些显著优点。
该四放大器可以工作在低到3. 0伏或者高到32伏的电源下。
共模输入范围包括负电源,因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。
每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,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,“Vo”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Vo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Vo的信号与该输入端的相位相同。
5.2、安装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地布线,功放级应远离输入级,每一级的地线尽量接在一起,连线尽可能短,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。
安装完成后,根据电路图进行检查,及时排除存在问题及故障。
5.3、调试实践表明,一个电子装置,即使按照设计的电路参数进行安装往往也难于达到预期效果。
这是因为人们在设计时,不可能周全地考虑各种复杂的客观问题,必须通过安装后的测试和调整,来发现和纠正设计方案的不足。
然后采取措施加以改进,使装置达到预定的技术指标。
因此调整电子电路的技能对从事电子技术及有关领域工作的人员来说,是不应缺少的。
调试的常用仪器有:万用表、示波器、信号发生器。
在电子元器件安装完毕后,通常不宜急于通电,要形成这种习惯,先要仔细检查。
其检查内容包括:检查连线是否正确按照实际线路来对照原理图电路进行查线。
这是一种以元件为中心进行查线的方法。
把每个元件引脚的连线一次查清,检查每个去处在电路图上是否存在,这种方法不但可以查出错线和少线,还容易查出多线。
检查元器件的安装情况检查元器件引脚之间有无短路和接触不良,尤其是电源和地脚,要把所有的接地点连在一起,与电源的负极相连。
5.3.1、静态调试把经过准确测量的电源接入电路。
观察有无异常现象,包括有无元件发热,甚至冒烟有异味电源是否有短路现象等;如有此现象,应立即断电源,待排除故障后才能通电。
静态调试时,将信号输入端对地短路,接入直流电源,用万用表测该级输出端对地的直流电压。
话放级、混合级都是由运算放大器组成的,11管脚直流电压均为9V,每个输入端和输出端都有电容,同相端和反相端管脚电压为4.5V。