《模拟电子技术》课程设计-音响放大器的设计模板

湖南工学院（筹）《模拟电子技术》课程设计说明书课题名称：音响放大器的设计系部：电气与信息工程系专业：电子信息技术班级： 0504班设计人：学号： 402050435指导老师：时间： 2006年月12月湖南工学院（筹）课程设计任务书课程：模拟电子技术课程设计题目：音响放大器的设计适用班级：电信0504班时间：2006~2007学年第一学期指导教师：课程设计任务书音响放大器的设计(一)、设计目的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，频率响应范围为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）在万能板或面包板上进行电路安装调测；（4）测试输出功率；（5）测试输入阻抗；（6）写出设计报告。

(三) 、设计提示1、音响放大器的设计框图如图4-1所示，2、音响放大器各级增益分配如图4-2所示3、设计用仪器：示波器1台，晶体管毫伏表，万用表1块，低频信号发生器，实验面包板或万能板，智能电工实验台。

4、设计用主要器件：电子混响延时模块一片、集成功放LM386（或LA41020）、四运放LM324一块、LA4102、高阻话筒20K一个、扬声器（8Ω/4W）一个、电阻电容若干。

参考书：彭介华《电子技术课程设计指导》高教出版社；上课教材。

（四）、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；3、列出设计电路测试数据表格；4、进行设计总结的分析，并写出设计报告。

（五）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所用的知识点。

目录1 话音放大器的设计 (1)1.1 话音放大器电路 (1)1.2 话音放大器电路仿真图 (1)2 混合前置放大器的设 (2)2.1 混合前置放大器的主要功能 (2)2.2 混合前置放大器电路 (3)3 音调控制器的设计 (5)3.1 音调控制曲线分析 (5)3.2 音调控制电路及仿真图 (7)3.3 音调控制器的低频电路 (8)3.4 音调控制器的高频电路 (9)4 功率放大器的设计 (11)4.1 集成运放与晶体管组成的功率放大器 (12)4.2 功率放大器电路工作原理 (12)4.3 静态工作点设置 (13)4.4 功率放大器原理图 (14)5 音响放大器的测试方法 (15)6 电路设计的根据及晶体管的选择 (16)6.1 电路确定 (16)6.2 选择晶体管或集成运放 (17)7 电路安装与调试技术 (17)8 电路测试结果及数据处理分析 (19)8.1 测试结果 (19)8.2 误差计算 (19)9 音响放大器元件清单 (20)10 设计体会 (21)附录音响放大器整机图 (22)参考文献 (23)前言新旧世纪的的交替,不是一个简单的更迭,而是事物不断发展,循序渐进的过程。

新世纪带来的是新的起点，新的追求，新的开拓。

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出的位置越来越来重要，它不仅是电子信息类专业的一个重要部分，而且在其它类专业工程中也是不可缺少的。

放大器电路作为子系统的应用，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，其中主要包括：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的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。

本次设计分为四的主要步骤：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曹老师的大力支持和指导。

以及参考了多种电子设计资料如《电子线路设计·实验·测试》（第二版），《模电课程设计与实验指导》等。

在编写此次课程设计的过程中由于时间的仓促和本人的水平有限，在设计和制作的过程中难免出现缺点和不足之处，还敬请各位老师的批评和指正。

1．话音放大器的设计1.1话音放大器电路由于人发出的声音频率在340Hz～3400Hz之间，声波在传播中会产生反射、折射、绕射和干涉等现象，达到花筒的信号比人刚刚成声带中发出来的声音要小，同时话筒是一种换能器，它将声能转化为电能，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），则要对话音进行放大。

由于声音在空气中传播就会产生谐波失真，谐波失真是指声音回放中增加了原信号没有的高次谐波成分而导致的失真，则要在话音放大器中设计一个低通滤波器。

话音放大器的作用是不失真地放大信号（最高频率可以达到10KHz）。

话筒的频率特性、性噪比和灵敏度直接影响着重现声音的音质。

同时要求输入阻抗远大于话筒的输出阻抗。

因此确定话音放大器电路如图1.1话音放大器电路仿真图如图1.22．混合前置放大器的设计2．1 混合前置放大器的主要功能任何功率放大器总是要将节目源输入的信号进行放大，然后输出给扬声器。

节目源的种类有多种多样，如：传声器、收音头、电唱机、录音机（放音磁头）、线路传输以及新近出现的CD唱机等。

这类节目源设备的输出信号电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏，甚至1～2伏。

而功率放大器的输入灵敏度是一定的，如果我们在前面设计的例子中为50mV。

这些节目源信号如果从同一输入接口输入放大器，或者由于输入电平过低，使功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；或者由于输入电平过高，使放大器的输出信号产生严重过载失真，失去高保真放大的意义。

因此，必须设置前置放大器，对输入放大器的各种输入信号进行处理；或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的是输入灵敏度相匹配。

在各种音源信号中，除了电平差别外，他们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号的频率特性曲线呈上翘形，磁带放音的频率特性曲线也呈上翘形，即低音呈衰减，高音被提升，但他们的衰减和提升的程度又各不相同。

这样，在输入功率放大器之前，必须进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态。

综上所述，前置放大器的主要功能为：(1)对输入功率放大器的各种音源信号进行加工处理，或放大，或衰减，使其和功率放大器的输入灵敏度相匹配，使功率放大器充分发挥其放大和保真的功能。

(2)进行阻抗变换，使各种音源信号的输出阻抗能与功率放大的输入阻抗相匹配，实现信号的高效传输。

(3)进行频率均衡处理，使电唱机和磁带机输出信号的频率特性恢复成平坦的状态。

2.对前置放大器的技术要求对前置放大器的技术要求，就是必须要和功率放大器的特性相适应，即对功率放大器的技术要求，同样也适用于前置放大器，而且对前置放大器还应略高一些。

否则就不能成为一个高保真“系统”，也就是说，构成高保真系统的每一个单元都必须是一个高保真单元。

3．混合前置放大器参数计算混合前置放大器电路由运放组成，为反相输入加法器电路混合前置放大器的作用是将磁带放音机输出的音乐号与电子混响后的声音信号进行混合放大。

其电路如图2.1所示，这是一个反相加法器电路，输出与输入电压的关系为V0=－（R f V1/R1+R f V2/R2）（2.1）式中V1−话筒放大器输电压；V2−录音机输出电压。

2.2混合前置放大器电路1．图2.2为话放级与混合前置放大器的电路图2．图2.3为混合前置放大器的输出波形3．音调控制器的设计3.1音调控制曲线分析音调控制器是控制、调节音响放大器输出频率高低的电路，其控制曲线如图3.1中所示。

图中 kHz f o 1=——中音频率，要求增益dB A uo 0=；kHz f L 11=——低音转折频率，一般为几十赫兹；1210L L f f =——中音频转折频率；kHz f H 11=——中音频转折频率；1210H H f f =——高音频转折频率，一般为几十千赫兹。

从图中可见，音调控制器只对低音频或高音频进行提升或衰减，中音频增益保持不变，音调控制器由低通滤波器和高通滤波器共同组成。

2.音调控制器参数计算。

根据题意，125Hz 和20kHz 处有±12dB 调节范围，还已知了dB x kHz f Hz f H x Lx 12,8,125===，代入式中得Hz Hz f f x Lx L 500212526/126/2=⨯=⨯=则Hz f f L L 5010/21== 又 kHz f L 201= dB x 12= 代入下式得kHz kHz f f xLx H 22/202/6/1261===则kHz f f H H 201012==因此 dB R R RP A uL 20313231≥+= 31R 、32R 、31RP 不能取得太大，否则运放漂移电流影响不能忽略不计。

同时也不能太小，否则流过电流将超出运放输出能力。

一般取几千欧至几百千欧。

取31RP =470Ωk , 31R =32R =47Ωk ，取值正确与否代入上式进行验算。

)8.20(114747*********dB R R RP A uL=+=+=满足设计要求。

由于)2/(132311C RP f L π=则可求得32CFf RP C L μπ008.0)2/(113132==取标称值0.01μF ，F C C μ01.03231==可得421333R R R R R R c b a ===== Ω===k R R R 47323134Ω==k R R a 14134因此10/)(33≥+=R R R A a uHΩ=≈k R R a 1.1410/3取标称值Ω=k R 133。

由于)2/(133332C R f H π=则可求得33C pF f R C H 490)2/(123333==π取标称值pF C 51033=。