題目 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 作者姓名 楮雄軍 指導(dǎo)教師 郝云芳 二級學(xué)院 電氣信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電子信息 工程 學(xué) 號 7012 年 4 月 15日西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 I 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 摘 要 本文介紹了音響放大器的原理和設(shè)計(jì)方法 計(jì)一種具有電子混響、音頻控制的音響放大器。通過本課題的設(shè)計(jì)，要求了解小信號放大器、功率放大器、音調(diào)放大器等電路和其它外圍電路的設(shè)計(jì)與主要性能的測試方法，并掌握電路的計(jì)算機(jī)仿真的方法，確定整機(jī)電路的級數(shù)，再根據(jù)各級的功能及技術(shù)指標(biāo)要求分配電壓增益，然后分別計(jì)算各級電路參數(shù)，通常從功放級開始向前級逐級計(jì)算。掌握每個電路中需要的集成電路的原理和功能，了解構(gòu)成電路的主要類型，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是一種簡單的音響放大器，因此考慮到的是它的實(shí)用性。即使用的方便性、簡單性、高效性以及功放效果好等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞 ：電子混響；功率放大；音調(diào)放大 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 on of he of of F of F of of of of to of of to by of C in of of is of to a to 安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 錄 引 言 . 1 1 音響放大器的設(shè)計(jì)任務(wù)及基本原理 . 2 響放大器的設(shè)計(jì)任務(wù) . 2 計(jì)規(guī)劃 . 2 要技術(shù)指標(biāo) . 2 響放大器的基本原理 . 2 響放大器的基本組成及各部分電路原理 . 2 調(diào)控制器 . 5 率放大器 . 9 2 響放大器主要技術(shù)指標(biāo)及測試方法 . 12 述主要的技術(shù)指標(biāo) . 12 試方法 . 12 3 實(shí)際電路的設(shè)計(jì) . 14 . 14 率放大器的設(shè)計(jì) . 14 調(diào)控制器（含音量控制）的設(shè)計(jì) . 15 筒放大器的設(shè)計(jì) . 16 合前置放大器的設(shè)計(jì) . 17 機(jī)電路圖 . 17 用的元器件 . 18 . 18 . 19 . 21 4 電路的安裝調(diào)試 . 24 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 理布局，分局裝調(diào) . 24 路調(diào)試技術(shù) . 24 機(jī)功能試聽 . 25 結(jié) 論 . 26 參考文獻(xiàn) . 27 致 謝 . 28 附 錄 . 29 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 1 引 言 音響技術(shù)的發(fā)展歷史可以分為電子管、晶體管、集成電路、場效應(yīng)管四個階段。 1906 年美國人德福雷斯特發(fā)明了真空三極管，開創(chuàng)了人類電聲技術(shù)的先河。 1927 年貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了負(fù)反饋技術(shù)后，使音響技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個嶄新的時代，比較有代表性的如 威廉遜 放大器，較成功地運(yùn)用了負(fù)反饋技術(shù)，使放大器的失真度大大降低，至50 年代電子管放大器的發(fā)展達(dá)到了一個高潮時期，各種電子管放大器層出不窮。由于電子管放大器音色甜美、圓潤，至今仍為發(fā)燒友所偏愛。 60 年代晶體管的出現(xiàn)，使廣大音響愛好者進(jìn)入了一個更為廣闊的音響天地。晶體管放大器具有細(xì)膩動人的音色、較低的失真、較寬的頻響及動態(tài)范圍等特點(diǎn)。在 60 年代初，美國首先推出音響技術(shù)中的新成員 了 70 年代初，集成電路以其質(zhì)優(yōu)價廉、體積小、功能多等特點(diǎn)，逐步被音響界所認(rèn)識。發(fā)展至今，厚膜音響集成電路、運(yùn)算放大 集成電路被廣泛用于音響電路。 70年代的中期，日本生產(chǎn)出第一只場效應(yīng)功率管。由于場效應(yīng)功率管同時具有電子管純厚、甜美的音色，以及動態(tài)范圍達(dá) 90：在中、低音 頻區(qū)， 視為開路；在中、高音頻區(qū)， 2 可視為短路。 圖 1調(diào)控制電路 （ 1） 當(dāng) 0 時，音調(diào)控制器低頻等效電路如圖 1示，其中圖 1a）為 1滑臂在最左端，對應(yīng)于低音頻提升最大的情況，圖 1b）為 1臂在最右端，對應(yīng)于低音頻衰減最大情況。圖 1a）實(shí)質(zhì)上是一個一階 有源低通濾波器，其傳遞函數(shù)表達(dá)式為： （ a） 低音頻提升 (b) 低音頻衰減 圖 1調(diào)控制器低頻等效電路 12121./1/1)( （ 1 式中 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 7 2111或 211 21 221212 或 221212 2 1 時， 2C 可視為開路，運(yùn)放的反相輸入端為虛地，因運(yùn)放輸入電流 0I ， 4R 影響可忽略，此時電壓增益為： 121 R （ 1 1 時，由式（ 1 )1()211 j u （ 1 模為 22 1 211 （ 1 此時電壓增益相對 降了 2 時，由式（ 1 )101()1(1212 u （ 1 模為 1 212 （ 1 此時電壓增益相對 降了 17 21 范圍內(nèi)，電壓增益衰減速率為 。 同樣可得出圖 1b）所示電路表達(dá)式，其增益相對于中頻為衰減量。音調(diào)控制器工作在低音頻時，幅頻特性如圖 1半部虛線所示。 （ 2） 當(dāng)時，音調(diào)控制器高音頻等效電路如圖 1-8(a)所示。在高音頻段 1C 、 2計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 8 可視為短路， 4R 與 1R 、 2R 組成星形聯(lián)接，為分析方便，將其轉(zhuǎn)換成三角形聯(lián)接后的等效電路如圖 1-8(b)所示。 (a) 高音頻等效電路 (b) 三角形聯(lián)接后的等效電路 圖 1音調(diào)控制器高頻等效電路 電阻關(guān)系式為 : )/( 24141 a )/( 14242 b )/( 42121 c 若取 421 ， 則 421 333 這時高頻等效電路如圖 1示，圖 1a）為 2滑臂在最右端時，對應(yīng)于高頻提升最大的情況，圖 1-9(b)為 2臂在最左端時，對應(yīng)于高頻衰減最大的情況。該電路為一階有源高通濾波器，其傳遞函數(shù)表達(dá)式為 43./1/1)( （ 1 333 )(1 或 331 )(21 3341 或 332 21 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 9 （ a） 高頻提升 （ b 高頻衰減 ） 圖 1高頻等效電路 通過低頻等效電路相同方法分析，可得到以下關(guān)系式： 1 時， 3C 可視為開路， )0(10 1 時， )3 2 時， )17(0 04 2 時， 3C 可視為短路，電壓增益為 33 /) （ 1 21 范圍內(nèi) ,電壓提升速率為 200 倍頻程，音調(diào)控制器高頻時幅頻特性如圖 1右半部虛線所示。 實(shí)際應(yīng)用中，通常是給出低頻區(qū) 高頻區(qū) 的提升量或衰減量 x(再根據(jù)下式求出轉(zhuǎn)折頻率 )( 12 LL )( 21 HH 即 62 2 （ 1 61 2/ （ 1 率放大器 功率放大器的作用是給音響放大器的負(fù)載 聲器）提供一定的輸出功率。當(dāng)負(fù)載一定時，希望輸出的功率盡可能大，輸出的信號的非線性失真盡可能的小，效率盡可能高。功率放大器的常見電路形式有單電源供電的 集成運(yùn)放和晶體管組成的功率放大器，也有專用集成電路功率放大器芯片。 （ 1） . 成音頻功率放大器 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 10 功率放大器的作用是給負(fù)載 供一定的輸出功率。當(dāng)負(fù)載一定時，希望功率 放大器的輸出功率盡可能大，輸出信號的非線性失真盡可能小，效率盡可能高。 由于集成功率放大器具有性能穩(wěn)定，工作可靠，安裝與調(diào)試簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此在音響設(shè)備中普遍采用集成功率放大器。 圖 1集成功率放大器 內(nèi)部電路圖，它們由輸入級、中間級（第二級和第三級）和輸出級三部分組成。 輸入級是由 成的單端輸入、單端輸出的差動放大電路。外接電源 過5 組成的分壓網(wǎng)絡(luò)，在端點(diǎn) 10 上產(chǎn)生直流電壓 值等于 。該直流電壓通過電阻 1 的基極，作為 基極偏置電壓。輸出端點(diǎn) 1 通過 到 的基極，實(shí)現(xiàn)交直流負(fù)反饋。其中，直流負(fù)反饋用來穩(wěn)定輸出端點(diǎn) 1 的直流電位，使它維持在 上。交流負(fù)反饋用來穩(wěn)定整個放大器的增益，并改善放大器的非線性失真。 中間級由第二級和第三級組成。其中第二級是由 組成的電流串聯(lián)負(fù)反饋放大器，組成的鏡象恒流源是該放大器的集電極有源負(fù)載。因此第二級放大器具有很高的增益。第三級是由 組成的電流串聯(lián)負(fù)反饋放大器，它為輸出級提供所需的推動電壓。 輸出級是由 14 管組成的互補(bǔ)對稱功率放大電路 。其中， 成等效的， 成等效的 。為了克服交越失真，將 集電極直流電壓通過 到 和 的基極，同時，電源電壓 過 到 的發(fā)射極，并通過 11 管加到輸出端點(diǎn) 1，以保證加到 B、 E 間的靜態(tài)電壓大于各管的導(dǎo)通電壓，而 所需的偏置電壓則由 提供。 圖 1成功率放大器 內(nèi)部電路圖 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 11 （ 2） 圖 1式電路圖 該電路外部元件的作用如下： 電容名稱從左到右： 與內(nèi)部電阻 成交流負(fù)反饋支路，控制電路的閉環(huán)電壓增益 即 : 位補(bǔ)償。 小，頻帶增加，可消除高頻自激。 般取幾十至幾百皮法。 輸出端的耦合電容，兩端的充電電壓等于 ， 般取耐壓 大于 的幾百微法電容。 反饋電容，消除自激振蕩， 自舉電容， 使復(fù)合管 導(dǎo)通電流不隨輸出電壓的升高而減小。 輸入端的耦合電容。 4 濾除紋波電壓，一般取幾十至幾百微法。 用來濾去高音頻分量，改善聲音質(zhì)量。 電源濾波，可消除低頻自激。 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 12 2 響放大器主要技術(shù)指標(biāo)及測試方法 述主要的技術(shù)指標(biāo) 有額定頻率，頻率響應(yīng)，音調(diào)控制性，輸入阻抗，輸入靈敏度，噪聲電壓，整機(jī)頻率。 試方法 1. 額定功率 音響放大器失真度小于某一數(shù)值（如 5%）時的最大功率稱為額定功率，即式中 額定負(fù)載阻抗 ： （ 2 效值） 測量 條件：信號發(fā)生器輸出頻率 出電壓 0調(diào)控制器的兩個電位器 于中間位置，音量控制電位器 于最大值，雙蹤示波器觀測 0 的波形，失真度測量儀監(jiān)測 波形失真。測量 步驟是：功率 放大器的輸出端接額定負(fù)載電阻 替揚(yáng)聲器），輸入端接 漸增大輸入電壓 到 波形剛好不出現(xiàn)削波失真（或 3%），此時對應(yīng)的輸出電壓為最大輸出電壓，由上式可算出額定功率 注意，最大輸出電壓測量后應(yīng)迅速減小 則會因測量時間太久而損壞功率放大器。 2. 頻率響應(yīng) 放大器的電壓增益相對于中音頻 電壓增益下降 3量條件同上，調(diào)節(jié) 輸出 電壓約為最大輸出電壓的 50%。測量步驟是：話筒放大器的輸入端接 0出端接音調(diào)控制器，使信號發(fā)生器的輸出頻率 200化（保持 0變），測出負(fù)載電阻對應(yīng)的輸出電壓 用半對數(shù)坐標(biāo)紙繪出頻率響應(yīng)曲線，并在曲線上標(biāo)注 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 13 3. 音調(diào)控制特性 00音調(diào)控制級輸入端耦合電容加入， 輸出端耦合電容引出。先測 1 0再分別測低頻特性和高頻特性。測低頻特性：將 滑臂分別置于最左端和最右端時，頻率從 20化，記下對應(yīng)的電壓增益。同樣，測高頻特性是將 滑臂分別 置于最左端和最右端，頻率從（ 150） 化，記下對應(yīng)的電壓增益。最后繪制音調(diào)特性曲線，并標(biāo)注 頻率對應(yīng)的電壓增益。 4. 輸入阻抗 從音響放大器輸入端（如話筒放大器輸入端）看進(jìn)去的阻抗稱為輸入阻抗 R。如果接高阻話筒， 遠(yuǎn)大于 20電唱機(jī)， 遠(yuǎn)大于 500測量方法 與 放大器的輸入阻抗測量方法相同。 5. 輸入靈敏度 使音響放大器輸出額定功率時所需的輸入電壓（有效值）稱為輸入靈敏度。測量條件與額定功率的測量相同。測量方法是，使 零開始逐漸增大直到 到額定功率值時對應(yīng)的電壓值，此時對應(yīng)的 即為輸入靈敏度。 6. 噪聲電壓 音響放大器的輸入為零時，輸出負(fù)載 N， 測量條件同上 。測量方法是，使輸入端對地短路，音量電位器為最大值，用示波器觀察輸出負(fù)載 交流電壓表測量其有效值。 7. 整機(jī)效率 %100 2 式中 輸 出 的額定功率； 輸出額定功率時所消耗的電源功率。 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 14 3 實(shí)際電路的設(shè)計(jì) 計(jì)過程 設(shè)計(jì)電路 ： 本題的設(shè)計(jì)過程為：首先確定整機(jī)電路的級數(shù)， 再 根據(jù)各級的功能及技術(shù)指標(biāo)要求分配電壓增益，然后分別計(jì)算各級電路參數(shù)，通常從功放級開始向前級逐級計(jì)算。本題已經(jīng)給定了電子混響器電路模塊，需要設(shè)計(jì)的電路為話筒放大器，混合前置放大器，音調(diào)控制器及功率放大器。根據(jù)題意要求，輸入信號為 5輸出功率的最大值為 1W，因此電路系統(tǒng)的總電壓增益 ，由于實(shí)際電路中會有損耗，故取，各級增益分配如圖 3示。功放級增益 集成功放塊決定，取00(40音調(diào)控制級在 ，增益應(yīng)為 1(0但實(shí)際電路有可能產(chǎn)生衰減，取 2話放級與混合級一般采用運(yùn)算放大器 ，但會受到增益帶寬積的限制，各級增益不宜太大，取 (0上述分配方案還可以在實(shí)驗(yàn)中適當(dāng)變動。 圖 3級電壓增益分配圖 率放大器的設(shè)計(jì) 由于采用集成功率放大器，電路設(shè)計(jì)變得十分簡單，只要查閱手冊便可得到功放塊外圍電路的元件值，如圖 3示。 其功放級的電壓增益440 100 得 200 如果輸出波形出現(xiàn)高頻自激 (疊加毛刺 )，可以在 腳與 腳之間加 0 15 F 的電容。 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 15 圖 3率放大器 調(diào)控制器（含音量控 制）的設(shè)計(jì) 音調(diào)控制器的電路如圖 3示。運(yùn)算放大器選用單電源供電的四運(yùn)放 中 為音量控制電位器，其滑臂在最上端時，音響放大器輸出最大功率。 轉(zhuǎn)折頻率 22 6/2X =400 1 210=40 6/2X = 210 125 能取得太大，否則運(yùn)放漂移電流的影響不可忽略，但也不能太小，否則流過它 們的電流將超出運(yùn)放的輸出能力。一般取幾千歐至幾百千歐?，F(xiàn)取 70 32=47則 32) +1(20 8 11 2 F 取標(biāo)稱值 0 01 F，即 32=O 0 b= 1R =3 2R =3 4R 則 31=7413) 20安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 16 a /10=14 1 取標(biāo)稱值 13 21 2 3321490取標(biāo)稱值 510 70 0級間耦合與隔直電容 35=10 F 圖 3調(diào)控制器 筒放大器的設(shè)計(jì) 圖 3示電路由話筒放大電路組成。其中 A 組 成同相放大器，具有很高的輸入阻抗，能與高阻話筒配接作為話筒放大器電路，其放大倍數(shù)1 1+11=四運(yùn)放 頻帶雖然很窄 (增益為 1 時，帶寬為 1但這里放大倍數(shù)不高，故能達(dá)到 10 頻 響要求 。 電路圖： 圖 3筒放大器 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 17 該電路在 的仿真如圖 3示，其中 A 通道為輸入端 通道為輸出端 40 大倍數(shù)為 0/5=8,滿足設(shè)計(jì)框圖的要求。 元件參數(shù)選用： 電阻： R =10K R =68K R=10K *2 電容： C =10 =1成電路： 混合前置放大器的設(shè)計(jì) 混合前置放大器的電路由運(yùn)放 A 組成，這是一個反向加法器電路如圖 3出電壓表達(dá)式為 (元件參數(shù)選用： 電阻： R =10K R =39K R =39K R=10k *2 10k 10k 電容： C =10 =10 =10 =10 =10集成元件： 據(jù)圖 3 5 的增益分配，混合級的輸出電壓 37 5話筒放大器的輸出經(jīng) 達(dá)到了 要求，即 9以取 22。 錄音機(jī)輸出插孔的信號 般為 100經(jīng)遠(yuǎn)大于 要求，所以對 進(jìn)行適當(dāng)衰減，否則輸出會產(chǎn)生失真。 取 00 21=39以使錄音機(jī)輸出經(jīng)混合級后也達(dá) 到 要求。如果要進(jìn) 行卡拉 唱，可在話放輸出端及錄音機(jī)輸出端接兩個音量控制電位器別控制聲音和音樂的音量。 以上各單位電路的設(shè)計(jì)值還需要通過實(shí)驗(yàn)調(diào)整和修改，特別是在進(jìn) 行整機(jī)調(diào)試時，由于各 級之間的相互影響，有些參數(shù)可能要進(jìn)行較大變動，待整機(jī)調(diào)試完成后，再畫出整機(jī)電路 。 機(jī)電路圖 整機(jī)電路圖，如圖 3示。 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 18 圖 3機(jī)電路圖 用的元器件 1） 內(nèi)部電路 部電路工作原理 ： 上圖為 成功放的內(nèi)部電路 ,具有集成功放典型電路的結(jié)構(gòu) ,它由輸入級、中西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 19 間級和輸出級三部分所組成。其中 差動輸入級。 成分壓網(wǎng)絡(luò)，一方面為 供靜態(tài)偏置電壓，另一方面為 成的鏡像恒流源提供參考電流。 成兩級電壓放大器，具有較高的電壓增益。 成的 復(fù)合管與 成的 復(fù)合管共同構(gòu)成互補(bǔ)對稱推挽輸出電路。 電平移動電路，給末級功放提供合適的靜態(tài)偏置。 于輸出端和 基極之間，構(gòu)成很深的直流負(fù)反饋，可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，提高共模抑制比。此集成功放采用單電源供電方式接成 路形式，也可以采用正負(fù)雙電源供電方式（腳接負(fù)電源）接成 路形式。 （ 2） 各腳排列 觀圖解釋： 圖 3觀圖 雙列直插式結(jié)構(gòu)，它共有 14 個外引線，每邊有 7 個?？拷崞欢擞匈R槽指示的為“ 1”端，“ 1”端為輸出端，“ 3”端為公共端，“ 4”、“ 5”端接消振電容，“ 6”腳為放大器的反相輸入端，在應(yīng)用電路中與輸出端連成反饋電路，“ 9”腳為放器的同相輸入端，在應(yīng)用電路中為信號輸入端，“ 10”腳為紋波抑制，應(yīng)用電路中接有大電容，“ 12”腳為向外提供電源端，“ 13”腳為自舉電路的端點(diǎn)，“ 14”腳為電源。 1）內(nèi)部電路： 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 20 圖 3部電路 圖 工作原理： 四運(yùn)放集成電路，它采用 14 腳雙列直插塑料封裝，外形如圖 3示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。由于運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中 。 （ 2）各腳排列解釋： 圖 3腳連接圖 每一組運(yùn)算放大器有 5 個引出腳，其中“ +”、“ -”為兩個信號輸入端，“ V+”、“ 正、負(fù)電源端，“ 輸出端。兩個信號輸入端中， -）為反相輸 入端，表示運(yùn)放輸出端 信號與該輸入端的相位相反； +）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端信號與該輸入端的相位相同。引出腳的引腳功能 : 1 第一運(yùn)放器輸出端 2 第一運(yùn)放器反相輸入 3 第一運(yùn)放器同相輸入 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 21 4 電源 第二運(yùn)放器同相輸入 6 第二運(yùn)放器反相輸入 7 第二運(yùn)放器輸出端 8 第三運(yùn)放器輸出端 9 第三運(yùn)放器反相輸入 10 第三運(yùn)放器同相輸入 11 接地 12 第四運(yùn)放器同相輸入 13 第四運(yùn)放器反相輸入 14 第四運(yùn)放器輸出端 （ 3）典型原理圖 : 圖 3型原理 時器 1）內(nèi)部電路 圖 33207 內(nèi)部原理圖 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 22 各引腳的含義： 12345 678 3102 內(nèi)部原理圖 各引腳的含義： 12345678作原理： 壓 時鐘發(fā)生 /驅(qū)動電路 概述： 驅(qū)動低電壓 必須的低輸出阻抗 相 時鐘發(fā)生電路，內(nèi)部包含 需 產(chǎn)生電路。 接 R、 C 元件可自行振蕩，亦可用外時鐘輸入以輸出所需的時鐘脈沖，輸出脈沖的頻率是振蕩 (或輸入 )脈沖頻率的 1/2。 特點(diǎn)：可直接驅(qū)動相當(dāng)于 4096 段的低電壓 可自行振蕩，亦可用外時鐘輸入來進(jìn)行工作， 兩相時鐘 (占空比 =1/2) ，內(nèi)含低電壓 作所需的 壓發(fā)生電路，單一電源 (410V) 用途：作為低電壓 鐘發(fā)生 /驅(qū)動電路，與比例 207 等低電壓 件配套。 3207B 1024 段低壓低噪聲 路 3207 是 1024 段低電壓工作的低噪聲 于音頻范圍使用。調(diào)整時鐘頻率可以改變延遲時間。工作電壓為 +5V，可提供最大為 計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 23 的模擬信號的延遲量 （ 2）各腳排列 圖 3腳排列圖 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 24 4 電路的安裝調(diào)試 理布局，分局裝調(diào) 音響放大器是一個小型電路系統(tǒng)，安裝前要將各級進(jìn)行合理布局，一般按照電路的順序一級一級地布局，功放級應(yīng)遠(yuǎn)離輸入級，每一級的地線盡量接在一起，連線盡可能短，否則很容易出現(xiàn)自激。 安裝前應(yīng)檢查元器件的質(zhì)量，安裝時特別要注意功放塊、運(yùn)算放大器、電 解電容等主要零件的引腳和極性，不能接錯。從輸入級開始向后級安裝，也可以從功放級開始向前逐級安裝。安裝一級調(diào)試一級，安裝兩級要進(jìn)行級聯(lián)調(diào)試，直到整機(jī)安裝與調(diào)試完成。 路調(diào)試技術(shù) 電路的調(diào)試過程一般是先分級調(diào)制，再級聯(lián)調(diào)試，最后整機(jī)調(diào)試與性能指標(biāo)測試。 分級調(diào)試又分為靜態(tài)調(diào)試與動態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試時，將輸入端對地短路，用萬用表測該級輸出端對地的直流電壓。話放級、混合級、音調(diào)級都是由運(yùn)算放大器組成的，其靜態(tài)輸出直流電壓均為 2，功放級的輸出 (路 )也為 2且輸出電容 端充電電壓也應(yīng) 為 2。動態(tài)調(diào)試是指輸入端接入規(guī)定的信號，用示波器觀測該級輸出波形，并測量各項(xiàng)性能指標(biāo)是否滿足題目要求，如果相差很大，應(yīng)檢查電路是否接錯，元器件數(shù)值是否合乎要求，否則是不會出現(xiàn)很大偏差的，因?yàn)榧蛇\(yùn)算放大器內(nèi)部電路已經(jīng)確定，主要是外部元件參數(shù)的影響。 單級電路調(diào)試時的技術(shù)指標(biāo)較容易達(dá)到，但進(jìn)行級聯(lián)時，由于級間相互影響，可能使單級的技術(shù)指標(biāo)發(fā)生很大變化，甚至兩級不能進(jìn)行級聯(lián)。產(chǎn)生的主要原因是布線不太合理，連接線太長，使級間影響較大，阻抗不匹配。如果重新布線還有影響，可在每一級的電源間接入 耦濾波電路 ， R 一般取幾十歐， C 一般取幾百微法。特別是與功放級進(jìn)行級聯(lián)時，由于功放級輸出信號較大，對前級容易產(chǎn)生影響，引起自激。常見高頻自激現(xiàn)象如圖 4示，產(chǎn)生的主要原因是集成塊內(nèi)部電路引起的正反饋，可以加強(qiáng)外部電路的負(fù)反饋予以抵消，如功放級腳與之間接入幾百皮法的電容，形成電壓并聯(lián)負(fù)反饋，可消除西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 25 疊加的高頻毛刺。常見的低頻自激現(xiàn)象是 電流表有規(guī)則地左右擺動，或示波器上的輸出波形上下抖動。產(chǎn)生的主要原因是輸出信號通過電源及地線產(chǎn)生了正反饋。可以通過接入耦濾波電路消除。為滿足整機(jī)電路指標(biāo)要求，可以適當(dāng)修改單元電路 的技術(shù)指標(biāo)。設(shè)計(jì)整機(jī)實(shí)驗(yàn)電路圖，與單元電路設(shè)計(jì)值相比較，有些參數(shù)進(jìn)行了較大的調(diào)整。 圖 4常見高頻 自 激現(xiàn)象 機(jī)功能試聽 用 8 /4W 的揚(yáng)聲器代替負(fù)載電阻 行以下功能試聽。 話筒擴(kuò)音 將低阻話筒接話筒放大器的輸入端。應(yīng)注意，揚(yáng)聲器的方向與話筒方向相反，否則揚(yáng)聲器的輸出聲音經(jīng)話筒輸入后，會產(chǎn)生自激嘯叫。講話時，揚(yáng)聲器傳出的聲音應(yīng)清晰，改變音量電位器，可控制聲音大小。 電子混響效果 將電子混響器模塊接話筒放大器的輸出。用手輕拍話筒一次，揚(yáng)聲器發(fā)出多次重復(fù)的聲音，微調(diào)時鐘 頻率，可以改變混響延時時間。 音樂欣賞 將錄音機(jī)輸出的音樂信號，接人混合前置放大器，改變音調(diào)控制級的高低音調(diào)控制電位器，揚(yáng)聲器的輸出音調(diào)發(fā)生明顯變化。 卡拉 唱 錄音機(jī)輸出卡拉 帶歌曲，手握話筒伴隨歌曲歌唱，適當(dāng)控制話筒放大器與錄音機(jī)輸出的音量電位器，可以控制歌唱聲音量與音樂聲音量之間的比例，調(diào)節(jié)混響延時時間可修飾、改善唱歌的聲 音。 西安培華學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于音響設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 26 結(jié) 論 我的這個題目屬于一個低頻電子線路設(shè)計(jì)，主要運(yùn)用模擬電路的相關(guān)知識。 在查閱了很多關(guān)于音響放大方面的書，最后又在指導(dǎo)老師的幫助 下，經(jīng)過認(rèn)真的思考，確定了最終的方案。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我意識到要把一個設(shè)計(jì)做好，首先要有系統(tǒng)化思維，再者就是有模塊 化思維，盡量使每一個模塊在實(shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ)上簡單。然而要想進(jìn)一步 了解我們現(xiàn)在使用的音響就需要知道：高級的音響設(shè)備中都是把全頻帶的音響信號按照頻率的高低分成幾個頻段 ,然后把每一頻段送往對應(yīng)頻段的揚(yáng)聲器以獲得失真小的音響效果 。 有兩種方法 :第一種是在功率放大器后面通過電抗元件組成分頻器 ,把功率輸出信號分成幾個頻帶送到不同頻率的揚(yáng)聲器 ;第二種是在功率放大器面前用 源濾波器進(jìn)行分頻 ,然后送到專用的功 率放大器放大 ,再送到相應(yīng)頻帶的揚(yáng)聲器 。 兩者比較起來前者少用一個功率放大器 ,但分頻器電路通過的電流過大 ,需要有通過大電流的電感元件 ,有一定的功率耗損 ,與喇叭不易匹配 。 電子分頻器要多用一個功率放大器 ,因?yàn)樗切」β史诸l可采用 波器 ,損耗小 ,易于獲得較陡的分頻特性 ,功率放大器與喇叭易于匹配 ,所以采用第二種比較好 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我了解了音響放大器內(nèi)部電器的工作原理，熟悉了其外圍電路的設(shè)計(jì)與主要性能參數(shù)的測試方法，并掌握音響放大器的設(shè)計(jì)方法與小型電子線路系統(tǒng)的裝調(diào)技術(shù)。由于自己的在電子設(shè)計(jì)方