扩声系统

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第三代 1960年硅平面工艺和外延工艺的技术出现， 形成了IC集成电路，起初单片集成2—4个门电路。 1964年达到 6—8个门/单片 1965年达到20个门/单片，并出现了4—100个 门的计算机。
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第四代 1964年以后提出的大规模IC集成度100个 门/片或1000个门/片 1967年制成大规模IC 1970年以后实用化 据统计65—70年生产 集成电路。 美：9540万—4亿9千万块电路 日：1亿3千万块 1977年5月美生产CRAY-1 专门生产核爆 炸的计算机

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二、频率响应 主大器在中频（ 400H 或 1KH ）时的增益对 于其它频率的增益的不均匀度用分欠来表 示，称做频率响应。 扩音机的频响曲线是以中音频fo（如1KH） 的增益为odβ的，通常取不均匀度+2颁响反 映范围的宽度作为频响指标。 20-20000Hz< = +1dB高保真 150-6000Hz< = +2dB一般扩音机
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（一）有输出变压器形式 有输出变压器形式的扩音机，一般又可分它阻式 和宝压式，扩音机二种。 1．它阻式 输出功率较小的扩音机中，受增益的限制，其功 率放大级没有采用深度负反馈措施，为了保证功 放级工作在较为理想的状态，就要求功放管的集 电极负载的阻值为一恒定值。这种扩音机就叫做 它阻输出式扩音机，简称它阻式扩音机。 次级一般设有多个抽头，可与不同的负载阻抗相 配接。
第五章 扩声系统
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半导体集成电路的概况

第一代 1904年出现的真空管。 1946年（美）第一台出现的计算机“艾尼阿 克”为例，18000只真空管，15000多个继电器、 电阻、电容耗电100千瓦。一个长30米的大房间存 放。运算速度5000次/秒（加减），400次/秒（乘 除），计算二次大战的火炮以40个弹导点的计算 机电式计算机需要2小时，“艾尼阿克”3秒约快 2000倍，没有储存器，仅寄存十个数码。提出三 个指标功耗体积、速度。
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第二节 扩音机和技术指标 扩音机将传声器、拾音器、录音机等信号 源输出的微弱电能放大到几十瓦是容易的， 然而要使信号源输出的声频信号保持其的 来面貌则较困难。扩音机的技术指标的好 坏，直接标志着扩音机放大工作性能的优 劣。

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一、额定输出功率 扩音机输出功率的大小，是对应于一定的 失真度而言的，我们把扩音机能输出的失 真度小于某一指定数值（如 5% ）的最大功 率定为额定功率。 一台扩音机在某一瞬间所能承受的最大功 率称为峰值功率。

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一、扩音机的工作原理 晶体管扩音机电路结构形式很多，但归纳 起来不外乎由图中所示。
晶体管扩音机方框图
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扩音机的各部分作用如下： （1）前置放大组： 根据信号的输入方式不同， （a）前置放大级又分为：话筒放大级 话筒信号 拾音放大级 唱机信号 线路放大线 录音机电路 输出 （b）各放大级的输入阻抗与信号源内阻相匹配。 否则，信号将明显衰减。 （c）前置放大级位于扩音机电路最前面，对想机 噪声大小起着关键作用。 (2)混合放大级 位于前置放大级的后面，作用是将来自话筒、唱 片、收音等部分的各路信号混合在一起，送到推 动放大级。
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定压式扩音机由于采用了深度复反馈，因而具有 下述优点： （1）输出电压稳定：即使空载开机，定压式扩音 机的输出电压也不会超过额定值太多。 （2）非线性失真小：在功放级，因被和大信号的 幅度较大，数量产生非线性失真，有了负反馈电 路后，当输出电压波幅大时，反馈到输入端的电 压波幅也大，从而抵消就多，反之，就少，从而 减少了信号的非线性失真。 （3）频率响应曲线的不均匀减小： 缺点：电压增盖低，可通过放大级数来解决。
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第五代 大规模IC（LSI） 5000个门/单片或10万—10亿个元件 LSI 超速<1ms/1000门以上 1ms=10-9s
LSI的技术要求 光刻工艺，图形尺寸。国际目前刻出的最细线条 为80A 1cm=108A 估算头发丝约6=60m=60万 设线条宽为100 间距100 1cm2硅片（5*105）2=250亿格 10亿个元件 25格/元件 则1cm=
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（5）电源供给部分： 在晶体管扩音机中，电源供给部分的任务是产生 各晶体管需要的集电极电压及基极偏置电压。 （6）收音机部分： 作用主要是接收来自广播电台的信号。
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二、扩音机的输入特性 扩音机的输入特性主要决定于前置放大器。 前置放大器实际是一个小信号放大器，而扩音机的 信号源有很多种，话筒信号、唱机信号、录音机信 号，一般来说，话筒信号较微弱，可直接输入。 前置放大器的主要包括以下三个问题：
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四、噪声电平 扩音机输入信号为零时，在输出端负载上表现出 的电为压噪声电平。 噪声电平=20lg 噪声电压 额定输出电压 （分贝） 信噪化=20lg 额定输出电压 噪声电压 （分贝） [越大越好]
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五、动态范围 一般语言音乐的功率变化范围是很大的，扩音机 的输入放大器，如不能适应这一变化范围，将引 起严重的消顶失真。人们把输入放大器所能承受 的最大不失真输入信号电平和额定输入电平之比 （用分贝表示），定为扩音机的动态范围。 如传声器额定输入电平为5mv，最大不失真输入 电平为500mv则动态范围为： 书上P-11 附：飞跃JK50-1型扩音机主要技术指标。

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三、失真度 由于扩音机中采用了不少非线性元件，使放大器 的输出信号中产生了输入频率以外的新信号，这 些新生频率信号电压有效值的总和原来基波频率 电压有效值之比，就是非线性失真度。 扩音机的非线性失真都是在额定功率下测试的。 一般失真度在5%-10%。高保真的优质扩音机，一 般达到1%以下。
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（二）无输出变压器形式 现代高保真晶体管扩音机，有很多采用无 输出变压器推换电路，这种电路甩掉了级 间耦合变压器，改用直接耦合。 因此便于加深度负反馈；使频响宽，失真 小，易于满足大功率和小型化的要求，其 输出阻抗，一般都为低阻输出。

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无输出变压器形式与有输出变压器形式相比有相 利优点： （1）由于变压器与线路中元件会发生寄生耦合， 它消除了因变压器漏磁对电路产生的不良影响。 （2）由于输出变压器产生失真和损耗较大，因而 无输出变压器的扩音机频率特性较好。 （3）采用无输出变压器，消除了变压器的相移容 易采用深度负反馈，使放音质量得到提高。 （4）减小了扩音机的体积和重量，降低了成本。 无输出变压器功放电路的种类较多，目前，广泛 应用的有OTL、OCL、BTL等电路。
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输 出 阻 抗 一 般 标 有 ： 4∏ 、 8∏ 、 16∏ 、 100∏ 、 250∏。前三种为低阻输出，后两种为高阻输出。 每个接线粒二标准的欧姆数，表示了它与 O 接线 粒之间的输出阻接值。 优点：电路增益的损失较小 缺点：名项指标影响较大
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2．定压式 输出功率较大的扩音机，在功率放大部分，都装 有深度负反馈电路，其输出电压，基本上都不随 负载的增减而变化，可认为是一个定值，这种扩 机叫做定电压输出式扩音机，简称定压式扩音机。
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பைடு நூலகம்
1．输入阻抗 即从信号向放大器输入端看进去所呈现的阻抗。 picture


根据不同输入对象，与信号源内阻相匹配。 RS：信号源内阻，ES：信号源电动势。 R入：扩音机输入阻抗。
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2．噪声 由于前置放大器处在扩音机电路的最前面，扩音 机的增益又是很高的。因此扩音机输出端的噪声， 主要取决于前置放大器。
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高品质的电子IC集成电路要求一系列研究跟上 1.基础理论、基础材料、材料物理、电路结构、器 件物理、工艺装备等等 2.其他技术 “三超”基础：超净房间、超纯试剂、超纯气体 “三机”技术：CAD计算机辅助设计 CAP 计算机辅助工艺制造技术 CAT 计算机辅助自动测试
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IC的分类以及双极型晶体管为例 数字IC 运算放大器 稳压电流 模拟IC 模数转换 A/D D/A转换 模拟开关 锁相球路 电视、广播、电路
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音频放大器 1.电路特点：允许输入端仪地单位为参考点，而输 出端自动调整为1/2Vs（1/2电路电压）不用任何 散热口。当电源电压为6V时，静态功耗为20mw 2.电路分析 a）Q1、Q2、Q5差分输入，由模向PnP，β值较低，为提 高输入阻抗 b） Q11(集电极负载采用恒电流)构成电压放大级 c） Q17 Q18 Q13 Q15分别合成NPN和PNP达标顿型功率 管，构成发射极跟随形式的典型的OTL功放极，向 负载提供较大的电流。 Q17 Q18达标顿式驱动功率管， Q13 Q15（复合管式） 信号Vi输入为正时 Q17导通 Vi为负时 Q13 导通
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第三节 扩音机与负载的配接 定阻式扩音机输出端子用阻抗值标出，分别标有0 欧、4欧、8欧、16欧，125欧等，目前国内中、小 功率的扩音机仍有部分采用它阻抗输出式扩音机。 定阻式扩音机由于其末端功放输出级无深度负反 馈电路，输出电压的大小，随负载阻抗的变化有 较大的变动。 负载阻抗过大，过小都将直接影响输出信号的非 线性失真的变化以及信号的传输效率。因此定阻 式扩音机与负载的配接显得尤为重要。


3．动态范围 输入扩音机进行放大的语言和音乐信息，强弱变 化很大，语言的峰值功率可比平均功率高100倍， 而音乐信号的强弱变化就更大。这就要求前置放 大器对这种强弱变化很大的信号都能不失真地进 行放大，我们把这种能力称为动态范围。
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三、扩音机的输出形式 扩音机将信号进行放大，其末级功放电路将信号 进行功率放大，以足够的功率输出去推动扬声器。 从能量转换角度来看，它是交、直流功率的换能 器，即把直流电源和能量按照输入信号变化规律 输送给负载。 电源的消耗主要在功放级，因此功率放大器的效 率是一个很重要的问题。 扩音机按其功放级有、无输出变压器形式可分为， 有输出变压器、无输出变压器。
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（一）负载阻抗与阻抗的关系。 1．负载阻抗大于扩音机输出阻抗，属于轻载失配。 此时信号的传输效率下降，失真增大。 轻载失配严重时，将击穿输出变压的线圈，定阻 式扩音机一般不允许空载。空载时，阻抗相当比。 2．负载阻抗小于扩音机输出阻抗。 负载阻抗小于扩音机输出阻抗，属于重载失配。 输出电压降低，输出电流增长，扩地机功放管易 损坏，信号失真更明显。 对定阻式扩音机的连接，要须强调阻抗的匹配， 一般阻抗相差不超过10%时，可视为正常。 由于轻载失配，比重载失配危害小些，因此在上、 下差距相同时，应把扬声器接到扩音机输出端阻 抗较低的抽头上。
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d） Q6 Q7 Q12 Q16 的恒流电流值为 ＩＱ７＝Ｉ Ｑ８＝０．３５mA e) Q7 Q8 Q9 Q10 ,R2 R5 R4组成内偏置电路 f)
当电流电压变动时，为什么输出端的电压能自动调 整为１／２Vs
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§1 扩音系统的基本组成
扩音机的种类可根据不同原则来分 输出功率大小来分：３w５w１０w１５w２０w 及更大功率的扩音机 使用的元器件来分：电子管式、晶体管式、集 成电路式及混合式等 根据扩音机末端功放输出有无变压器来分，可 分为有输出变压器和无输出变压器（OTL OCL BTL） 根据声道效果：分为单声道，双声道和立体声
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(3)推动放大级 信号经前置放大级和混合放大级放大后，一般还 不足以推动功率放大级。其作用就是将信号放大 到足够高的电平，送给功放机。 （4）推动放大级 信号经前置放大级和混合主大级放大后，一般还 不足以推动功率放大级，其作用就是将信号放大 到足够高的电平，送给功放级。 （4）功率放大级 该级的作用是对推动级送来的信号进行功率放大， 输送给扬声器。
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第二代 1948年第一个点接触三极管问世。 试验1947.12.23 Ge片用单针，fr=8Hz,有放大将 声频放大100倍，后再用金属与错片之间加小电压 而得以控制放大电流. 1956年 台式晶体管 fr〉3000Mc 1957-1958年 平面晶体管 fr〉7000Mc 进入 微波段这期间要求向高频、低噪声、高增益、大 功率、高可靠性、低成本。