編號(hào)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文說明書題目家用音響設(shè)計(jì)、制作院（系）專業(yè)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師職稱題目類型理論研究實(shí)驗(yàn)研究工程設(shè)計(jì)工程技術(shù)研究軟件開發(fā)2006年06月05日摘要隨著人們生活水平的進(jìn)一步提高，高保真音響設(shè)備和家庭影院系統(tǒng)已經(jīng)逐步進(jìn)入了人們的家庭，人們對(duì)娛樂消費(fèi)類電子產(chǎn)品的需求欲望亦日漸高漲，建立適合自己口味的高保真夢(mèng)幻組合和家庭影院也已經(jīng)不再是夢(mèng)想。本論文將以性價(jià)比為導(dǎo)向，兼顧基本的高保真的技術(shù)指標(biāo)，討論了適合一般家用的多媒體高保真功放。論文由淺至深，結(jié)合圖示介紹了家用音響的組成和相關(guān)知識(shí)，以及整個(gè)功放的工作過程的細(xì)節(jié)，內(nèi)容涉及輸入前置放大電路、音調(diào)控制和音色處理電路、功率放大電路、電源電路。同時(shí)還對(duì)各個(gè)主要芯片自身的特點(diǎn)及如何去設(shè)計(jì)這個(gè)系統(tǒng)來滿足一定的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了講解。論文盡可能通俗地來介紹家用音響，讓大家能從中學(xué)到基本的家用組合音響的知識(shí)的同時(shí)，還能學(xué)會(huì)如何制作高保真音頻放大器以及對(duì)音響器材選購作出正確的選擇。在技術(shù)層面上，系統(tǒng)主要是采用集成芯片來完成的，這個(gè)設(shè)計(jì)中用NS（NATIONALSEMICONDUCTOR）公司帶有3D環(huán)繞聲場處理功能的LM4610N做音調(diào)芯片，通過改變直流控制電壓來實(shí)現(xiàn)音調(diào)控制；前置放大使用了曾經(jīng)的“運(yùn)放之皇”NE5532，典型的增益為20DB；后級(jí)功率放大部分用的也是NS公司的一款經(jīng)典芯片LM1875芯片，每聲道兩片，駁接成橋式推挽BTL電路,以取得更大的功率以及更好的音效；此外此音響還帶有無信號(hào)或定時(shí)智能關(guān)機(jī)的電源控制設(shè)計(jì)，以適應(yīng)一般家用的使用習(xí)慣。在論文的后面部分，著重講述了制作和調(diào)試中遇到的軟件、硬件上的問題以及如何解決，并給出了音頻功率放大器性能指標(biāo)的國家標(biāo)準(zhǔn)測量方法。這些可以成為大家制作過程中的一些的提示以及測試的依據(jù)。關(guān)鍵詞3D環(huán)繞；集成芯片；直流電壓音調(diào)控制；BTL；無信號(hào)自動(dòng)關(guān)機(jī)ABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTOFPEOPLESLIVINGSTANDARDS,THEHIFIAUDIOSYSTEMANDFAMILYVIDEOSYSTEMHAVECOMEINTOPEOPLESLIFEITSNOLONGERADREAMTOESTABLISHASUITABLEANDFAVORABLEHIFIAUDIOSYSTEMASPEOPLESDESIRESFORELECTRONICPRODUCTSAREBECOMINGSTRONGERUNDERTHEGUIDANCEOFTHERATIOBETWEENQUALITYANDPRICE,CONSIDERINGTHEBASICTECHNICALINDEX,THEESSAYDISCUSSESTHEORDINARYMULTIMEDIAHIFIAUDIOAMPLIFIERSTHECONTENTOFTHEESSAYDEVELOPSFROMSHALLOWTOPROFOUND,ANDISILLUSTRATEDWITHDIAGRAMSTOINTRODUCETHESTRUCTURESANDRELATIVEKNOWLEDGEOFTHEHOUSEHOLDAUDIOSYSTEM,ANDALSOTHEDETAILEDWORKINGPROCEDURES,INCLUDINGTHEENTRYOFFRONTEXTENDINGCIRCUS,VOLUMECONTROLLER,VOICEDEALINGCIRCUS,EFFICIENCYEXTENDINGCIRCUSANDSUPPLYCIRCUSANDMEANWHILETHEESSAYDESCRIBESTHEFEATURESOFTHEMAINCHIPANDALSOONHOWTOUSEANDTOLEARNFROMTHISSYSTEMIVETRIEDMYBESTTOMAKETHELANGUAGEOFTHISESSAYEASYANDSIMPLEFORREADERS,ANDWITHEVERYWISHTHATTHEYCANLEARNSOMETHINGUSEFULFROMMYWORKSHOWTOMAKEANAUDIOSYSTEM,ANDHOWTOCHOOSETHERIGHTMATERIALSFORITASPERTECHNIQUES,THEDESIGNCHIEFLYADOPTSTHEINTEGRATEDCHIPSINTHISDESIGN,IADOPTEDTHENSSLM4610NWITH3DVOICEENCIRCLINGFUNCTIONASTHELEADINGCHIPS,BYCHANGINGTHEVOLTAGEOFDIRECTCIRCUSTOCONTROLTHEVOLUMETHEFRONTAMPLIFIERISTHE“MASTEROFAMPLIFIER”NE5532,WITHTHETYPICALINCREASE20DBTHEREAREFFICIENCYAMPLIFIERALSOADOPTSNSSLM1875,EVERYSTEPTWOPIECES,BRIDGINGINTOBTLPUSHPULLCIRCUSSOASTOACHIEVETHEHIGHEREFFICIENCYANDBETTERVOICEBESIDES,FORCUSTOMERSCONVENIENCE,THESYSTEMCANTIMELYBETURNEDOFFAUTOMATICALLYWHENTHEREISNOSIGNALATTHEENDOFMYESSAY,IALSOSTATEABOUTTHEDIFFICULTIESANDPROBLEMSDURINGMYDESIGNANDTEST,THEWAYSTOSOLVESTHESEPROBLEMSANDALSOOFFERSOMESTANDARDNATIONALTESTINGAPPROACHESFORREADERSREFERENCESKEYWORDS3DENCIRCLINGINTEGRATEDCHIPSVOLTAGECONTROLLEROFDIRECTCURRENTBTLAUTOMATICALLYTURNEDOFFWITHOUTSIGNAL目錄引言11家用音響系統(tǒng)111家用音響概述112家用音響系統(tǒng)組成22家用高保真功率放大器321功率放大器種類322高保真功率放大器主要技術(shù)指標(biāo)43功放電源731功放電源概述732功放電源組成733整流濾波電路934穩(wěn)壓電路124方案論證闡述及可行性分析1241設(shè)計(jì)要求1242方案論證13421音調(diào)芯片方案選定13422前置放大器方案選定13423后級(jí)放大器方案選定14424電源方案選定14425定時(shí)智能控制方案選定1443具體方案闡述14431前級(jí)放大器方案闡述14432后級(jí)放大器方案闡述18425定時(shí)智能控制方案選定2152電路板制作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)23521制板步驟23522PROTEL99SE的使用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)236功放的調(diào)試2461調(diào)試步驟2462模塊調(diào)試24621電源調(diào)試25622后級(jí)功放模塊調(diào)試25623前置放大模塊調(diào)試25624前置音調(diào)模塊調(diào)試25625電源控制模塊調(diào)試2671性能指標(biāo)測試的必要性2672主要性能指標(biāo)測試2673測試所用儀器2874測試結(jié)論288總結(jié)2881完成程度及使用說明2882技術(shù)優(yōu)點(diǎn)2983技術(shù)缺陷29謝辭31參考文獻(xiàn)32附錄33附錄1電路原理圖33附錄2PCB圖37引言音樂這種傳遞人類感情的藝術(shù)形式，它是需要一種載體來表達(dá)，而最好表達(dá)的便是高保真音響，如實(shí)地還原音樂，表達(dá)音樂。讓人們從完全真實(shí)的音樂重放中汲取音樂的靈魂。音響是心理學(xué)、建筑聲學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制及音樂等多學(xué)科相互滲透而形成的一門邊緣。它是一門技術(shù)，同時(shí)又是一門藝術(shù)，技術(shù)是手段，藝術(shù)是目的。家庭高保真音響系統(tǒng)的最終目的是供人們欣賞音樂、戲劇及影視等藝術(shù)作品，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到與人們的主觀因素緊密相關(guān)的音質(zhì)問題，這就是“高保真度”的概念。另外，人們?yōu)榱俗非笠魳窂d的聽音效果，又提出了立體聲的概念。隨著人們生活水平的提高，又出現(xiàn)了自娛自樂的卡拉OK音響系統(tǒng)。近幾年，家庭影院開始成為家庭電子消費(fèi)的新時(shí)尚。隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，用于音響系統(tǒng)的器材和材料都有長足的進(jìn)步和發(fā)展。在我國，進(jìn)入家庭最早和普及率最高的音響器材當(dāng)數(shù)收音機(jī)。在20多年以前，收音機(jī)曾以家庭時(shí)尚“三大件”的身份自居。時(shí)至今日，形形色色的高級(jí)音響設(shè)備也早已進(jìn)入了普通百姓家。諸如CD、VCD、DVD、MD、MP3等等現(xiàn)代音響套餐無處不見。相比之下，哪怕是高檔次的收音機(jī)也很難再登當(dāng)代家庭的大雅之堂甚至一些當(dāng)年酷愛收音機(jī)的“土老帽兒”，現(xiàn)如今也玩起了“HIFI”“HIEND”，成為新興發(fā)燒族中的一員。現(xiàn)在的音響技術(shù)可以說是到達(dá)了一個(gè)相當(dāng)成熟的階段。在技術(shù)如此成熟的環(huán)境下，從各種媒介能獲得相當(dāng)多的技術(shù)支持。為了培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力，結(jié)合自己的興趣和一直以來對(duì)音樂的愛好，參考過相關(guān)電路后，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)適合家用的集成芯片HIFI音頻功率放大器。設(shè)計(jì)制作過程中考慮到滿足給定的技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)也盡量提高性價(jià)比。希望本論文能給音響初級(jí)愛好者帶來音響基本知識(shí)以及制作過程中的注意事項(xiàng)，要是能同時(shí)為普及音響事業(yè)的發(fā)展做一點(diǎn)點(diǎn)小推動(dòng)就更好了。1家用音響系統(tǒng)11家用音響概述家用音響設(shè)備包括收音機(jī)、錄音機(jī)、激光唱機(jī)、環(huán)繞聲處理器、卡拉OK機(jī)、功率放大器等，將這些單獨(dú)的音響設(shè)備組合起來，就夠成了組合音響；將組合音響與影碟機(jī)、大屏幕彩電結(jié)合起來，就購成了家庭影院，可營造出與專業(yè)影院相媲美的聲像效果。家庭高保真音響系統(tǒng)的最終目的是供人們欣賞音樂、戲劇及影視等藝術(shù)作品，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到與人們的主觀因素緊密相關(guān)的音質(zhì)問題，這就是“高保真度”的概念。高保真度HIGHFIDELITY，簡稱HIFI是用于評(píng)價(jià)高質(zhì)量放音系統(tǒng)如實(shí)重現(xiàn)原裝訂線有聲源特性的術(shù)語。高保真度是指重放聲音的各種畸變（失真）非常小，以致主觀感覺已無法分辨。高保真就是要求如實(shí)地記錄和重放原有聲源的特性而在主觀上不引起畸變的感覺。高保真放聲是指建立在客觀物理基礎(chǔ)上并得到大多數(shù)聽眾確認(rèn)的音質(zhì)的聲音記錄重放系統(tǒng)，當(dāng)然也包括對(duì)錄、放聲進(jìn)行必要的加工，按照主觀愛好來美化聲音的技術(shù)（例如頻率校正、信號(hào)延時(shí)、人工混響等）其實(shí)，高保真度的定義并不是那么重要的。我們可以思考這個(gè)問題，高保真音響，它為什么要是高保真呢。因?yàn)樗梢宰屓藗兏玫娜ハ硎芤魳罚ビ涗浭湃サ穆曇?。那這本身就是一個(gè)主觀的過程。其實(shí)是不是真實(shí)的還原音樂本身并不是重要的，我覺得音樂這種藝術(shù)給每個(gè)獨(dú)立的不同的個(gè)人帶來的一個(gè)享受的過程，它是非常重要的，我們不能單單從技術(shù)角度來評(píng)論對(duì)一種藝術(shù)的看法。音響是一個(gè)相當(dāng)綜合的學(xué)科，也就是滲透型的學(xué)科，它綜合了相當(dāng)多的學(xué)科在里面，比如模擬電路，信號(hào)處理，以及元器件的材料選擇涉及到的材料學(xué)，還要對(duì)聲音的各種運(yùn)動(dòng)、性質(zhì)闡述的聲學(xué)，還有設(shè)計(jì)中涉及到的模型處理等等，不一而足?？傊?，音響技術(shù)是向著高保真化、立體生化、環(huán)繞聲化、自動(dòng)化、數(shù)字化技術(shù)方向發(fā)展的。12家用音響系統(tǒng)組成總的來說，家庭高保真音響系統(tǒng)由三大部件組成，即節(jié)目源設(shè)備、功率放大器和揚(yáng)聲器系統(tǒng)。121節(jié)目源設(shè)備節(jié)目源是指重播聲音時(shí)的信號(hào)源部分，一般都包括CD機(jī)、卡座、收音頭、視盤機(jī)、LP唱機(jī)、錄像機(jī)等，這些器材的共同特點(diǎn)是，均可通過機(jī)器自身將存錄于唱盤、卡帶乃至空間電波中的信號(hào)轉(zhuǎn)化為弱電信號(hào)播出，例如CD機(jī)可通過其內(nèi)部電路將刻在CD唱盤上的數(shù)碼信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬弱電信號(hào)，并從其輸出端輸出。音源送出的弱電信號(hào)，由于其電壓處于毫伏級(jí)，不能直接去推動(dòng)音箱，所以，音源輸出信號(hào)就必先要經(jīng)過功放的放大，這就需要使用功放放大器。122功率放大器放大器的任務(wù)是把節(jié)目源送來的比較微弱的信號(hào)充分放大，同時(shí)進(jìn)行控制和修飾美化，以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器系統(tǒng)。放大器包括前置放大器、功率放大器等。（1）前置放大器前置放大器位于后級(jí)功率放大器之前、信號(hào)源設(shè)備之后。它對(duì)改善整機(jī)特性，提高音質(zhì)、音色，以盡可能以理想的方式將高純度的音頻信號(hào)進(jìn)行切換、放大與處理并輸入到功放級(jí)，具有極重要的作用。要達(dá)到高質(zhì)量的放大，并能獲得良好的信噪比，在前級(jí)放大器中對(duì)噪聲的抑制是非常重要的。因?yàn)樵谳斎?MV的音頻信號(hào)例如話筒信號(hào)中，如果混有01MV的輕微噪聲，經(jīng)過1000倍的放大，此噪聲即可達(dá)到01V，輸入后級(jí)功率放大器后再經(jīng)過放大，此噪聲即會(huì)達(dá)到不能容忍的地步。裝訂線因此，前級(jí)必須采取各種有效措施，以清除微弱的噪聲。其中信號(hào)源與前級(jí)之間一般均用屏蔽線進(jìn)行連接。（2）后級(jí)功率放大器后級(jí)功率放大器的作用是將來自前置放大器的信號(hào)放大到足夠能推動(dòng)相應(yīng)揚(yáng)聲器系統(tǒng)所需的功率。就其功能來說遠(yuǎn)比前置放大器簡單，就其消耗的電源功率來說遠(yuǎn)比前置放大器大，因?yàn)楣β史糯蟮谋举|(zhì)就是將交流電能“轉(zhuǎn)化”為音頻信號(hào)，當(dāng)然其中不可避免地會(huì)有能量損失，其中尤以甲類放大和電子管放大器為甚。后級(jí)功放部分，是進(jìn)行單純功率的部分，它的作用就是盡可能地原原本本地放大來自于前級(jí)的信號(hào)，我們對(duì)后級(jí)的要求是，放大倍數(shù)盡可能地高，而放大后信號(hào)的失真程度應(yīng)盡可能地小。123揚(yáng)聲器系統(tǒng)音箱作為最終的還聲設(shè)備，將放大后的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)，傳入我們的耳朵，一般來講一只音箱中含多個(gè)揚(yáng)聲器單元。一對(duì)音箱，分左右兩聲道播放兩路不同的信號(hào)構(gòu)成立體聲效果，最終將一個(gè)聲場較為完整地展現(xiàn)于我們的面前。其實(shí)一個(gè)高保真音響，它是否讓發(fā)燒友們滿意還有很多因素，比如前置放大器的輸入線纜，放置音響的房間墻壁，房間形狀，音箱之間的距離及擺位等等。不僅如此，就單線材，如果是非常發(fā)燒級(jí)的，就要幾千人民幣，不要說功放，音箱本身了。而能真正地欣賞高保真音響還需要一定的音樂素養(yǎng)。所以說高保真音響是一個(gè)生活水平上升之后的高級(jí)精神享受。2家用高保真功率放大器由于高保真音響系統(tǒng)范圍太過廣泛，為了達(dá)到論文的針對(duì)性和專業(yè)性，該論文只集中闡述家用高保真功率放大器。21功率放大器種類按放大器所使用的放大元件不同可以分為三種電子管放大器、晶體管放大器和集成電路放大器，目前在高保真領(lǐng)域中，晶體管和集成電路兩類放大器以其輕巧、省電和壽命長等許多優(yōu)點(diǎn)而占有絕對(duì)優(yōu)勢。211電子管放大器俗稱“膽機(jī)”。采用電子管作為放大級(jí)，主要優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)態(tài)范圍大，線性好，音色甜美、悅耳溫順。電子管與晶體管的傳輸特性不同，兩者有一定差異，如因信號(hào)過大發(fā)生激勵(lì)（信號(hào)刺激超過承受范圍）時(shí)，電子管波形變化較和緩，晶體管的則不大平滑，直接影響音質(zhì)，又如電子管的放大多激發(fā)“偶次諧波”，這些“偶次諧波”與音質(zhì)無損，而晶體管放大器多激發(fā)“奇次諧波”，會(huì)引起聽感的不適。但電子管功放也存在兩個(gè)問題，一是內(nèi)阻大導(dǎo)致放大器阻尼系數(shù)小，影響瞬態(tài)特性，二是電子管需高壓供電，離不開變壓器，變壓器不僅功耗大，還會(huì)導(dǎo)致失真，而裝訂線且體積大，由于在汽車?yán)锩媸褂铆h(huán)境較為惡劣（高溫、振動(dòng)、電源等問題）從而很大程度限制了膽機(jī)在汽車音響系統(tǒng)中的使用，因此在市場上流通率并不高。212晶體管放大器與電子管功放相比，晶體管功放具有更高的可靠性和更長久的耐用性。由于末級(jí)采用嚴(yán)格對(duì)稱的OCL互補(bǔ)推挽電路，進(jìn)一步減少了因輸出變壓器而引起的種種噪聲干擾、頻響缺陷和諧波失真，從而令晶體管功放有極寬的頻率響應(yīng)（低頻放大可直到直流信號(hào)，高頻可延伸至聽域極限）和極高的保真度（總諧波失真可輕易達(dá)到0001），阻尼系數(shù)非常高，瞬態(tài)響應(yīng)也較電子管功放優(yōu)秀得多。聲音清脆開揚(yáng)，極具穿透力且力度十足。特別音樂的背景噪聲音寧靜達(dá)到寂靜無聲的至高境界。一般而言，晶體管音色較電子管硬朗、沖勁十足，最適合于人聲、重金屬打擊樂、現(xiàn)代搖滾樂、迪斯科舞曲以及大動(dòng)態(tài)的重播。它克服了電子管功放的兩個(gè)缺點(diǎn)，一是阻尼系數(shù)可做得很高，有良好的瞬態(tài)特性，在聲音的節(jié)奏感，力度上要比膽機(jī)明快、爽朗、有力；二是無需變壓器，不僅節(jié)省成本，縮小體積，而且避免了由變壓器所引起的失真。晶體管放大器是現(xiàn)時(shí)市場上汽車音響功率放大器的主流產(chǎn)品，品種繁多，檔次齊全，是車主選用的主要產(chǎn)品。213集成電路放大器它的最突出優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，外圍電路簡單，組裝方便，占用空間比較小，而且保護(hù)電路都內(nèi)置了，一般情況下不會(huì)發(fā)生燒毀器件的問題，不足之處是電聲指標(biāo)（功率、頻響、失真度、信噪比等）和音質(zhì)皆不如分立元件組成的放大器，但是現(xiàn)在隨著集成芯片的進(jìn)一步發(fā)展，差別也是越來越小了。由于集成放大器電路簡潔且容易調(diào)試，更適合剛?cè)腴T的電子愛好者自行制作，故本設(shè)計(jì)以其為重點(diǎn)作較詳細(xì)的講述。22高保真功率放大器主要技術(shù)指標(biāo)高保真功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)有額定輸出功率、總諧波失真、頻率響應(yīng)、信噪比、瞬態(tài)響應(yīng)、轉(zhuǎn)換速率、動(dòng)態(tài)范圍等。221額定輸出功率與功率儲(chǔ)備放大器額定輸出功率也稱RMS功率或連續(xù)功率,是指在一定的失真范圍內(nèi),在喇叭阻抗一定的條件下,放大器輸出的最大功率，那么對(duì)于一臺(tái)音頻功率放大器來說，其額定輸出功率并不是惟一值，而是隨失真和負(fù)載的不同而變化以前人們往往將功率放大器的額定輸出功率定得和削波功率一樣高，這樣就嚴(yán)重影響了放音質(zhì)量，后來又規(guī)定額定功率應(yīng)為削波功率的二分之一，但實(shí)踐證明額定功率仍然偏高，有的國家這樣規(guī)定兩個(gè)聲道各驅(qū)動(dòng)一個(gè)阻抗為8歐的揚(yáng)聲器，在2020000HZ范圍諧波失真小于1時(shí),測得的最大輸出功率的有效值，即為放大器的額定輸出功率。通過音樂節(jié)目的分析可以發(fā)現(xiàn)，音樂節(jié)目電平包絡(luò)中總會(huì)不時(shí)地出現(xiàn)一些短暫的裝訂線高峰，這對(duì)放音的平均實(shí)際響度會(huì)有影響,但不是很大，不過放大器的削波功率需避開這些高峰,否則將產(chǎn)生削波，音樂節(jié)目會(huì)變得干燥，發(fā)硬，并產(chǎn)生所謂的“動(dòng)態(tài)畸變”。要克服這種失真，音頻功率放大器的削波功率必須大于額定功率的10倍，也就是說音頻功率放大器要有一定的功率儲(chǔ)備，一臺(tái)削波功率為80W的晶體管音頻功率放大器，其平均功率能用到45W左右，若削波功率為50W，則平均功率只能用到34W左右。而且在使用時(shí)，如果平均功率大于該數(shù)值，則功放的音質(zhì)會(huì)明顯下降。222總諧波失真任何一個(gè)自然物理系統(tǒng)在受到外界的擾動(dòng)后大都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)呈衰減的周期性振動(dòng)。舉例來說，一根半米長兩端固定的弦線在中間受到彈撥的話，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)1米波長的振動(dòng)波，稱為基波。弦線除了沿中心點(diǎn)作大幅度擺動(dòng)外，線的本身也人作出許多肉眼很難察覺的細(xì)小振動(dòng)，其頻率一般都是比基波高，而且不止一個(gè)頻率。其大小種類由弦線的物理特性決定。在物理學(xué)上這些振動(dòng)波被稱為諧波（HARMONICS）。為了方便區(qū)別，由樂器所產(chǎn)生的諧波常稱為泛音（OVERTONE）。諧波除了由信號(hào)源產(chǎn)生外，在振動(dòng)波傳播的時(shí)候如果遇上障礙物而產(chǎn)生反射，繞射和折射時(shí)同樣是會(huì)產(chǎn)生諧波的。無論是基波或諧波本身都是“純正”的正弦波（注正弦波是周期性函數(shù)，由正半周和負(fù)半周組成，但決不能將其負(fù)半周稱為負(fù)弦波）但它們合成在一起時(shí)卻會(huì)產(chǎn)生出許多奇形怪狀的波形。放大器的線路充滿著各種各樣電子零件，接線和焊點(diǎn)，這些東西或多或少都會(huì)降低放大器的線性表現(xiàn)，當(dāng)音樂信號(hào)通過放大器時(shí)，非線性特性會(huì)使音樂信號(hào)產(chǎn)生一定程度的扭曲變形，根據(jù)前述理論這相當(dāng)于在信號(hào)中加入了一些諧波，所以這種信號(hào)變形的失真被為諧波失真。諧波失真并非完全一無是處，膽機(jī)的聲音之所以柔美動(dòng)聽，原因之一是膽機(jī)主要產(chǎn)生偶次諧波失真。即頻率是基波頻率2、4、6、8倍的諧波。在40年代時(shí)，有許多較“小型”的收音機(jī)故意加入相當(dāng)程度的二次諧波失真。目的是制造“重低音”去取悅消費(fèi)者。223頻率響應(yīng)在眾多技術(shù)指標(biāo)中，頻率響應(yīng)是最為人們所熟悉的一種規(guī)格。一部分放大器而言。理論上只需要做到20至20000HZ頻率響應(yīng)頻率就已足夠，但是真正的樂音中含有的泛裝訂線圖21放大器的通頻帶音（諧波）是有可能超越這個(gè)范圍的，雖然這些諧波，人類的耳朵根本就感覺不到，但是人類還是可以通過其他的途徑感知到這些諧波的存在。加上為了改善瞬態(tài)反應(yīng)的表現(xiàn)，所以對(duì)放大器要求有更高的頻率響應(yīng)范圍，例如從10HZ100KHZ等。習(xí)慣上對(duì)頻率響應(yīng)范圍的規(guī)定是當(dāng)輸出電平在某個(gè)低頻點(diǎn)下降了3分貝，則該點(diǎn)為下限頻率，同樣在某個(gè)高頻點(diǎn)處下降了3分貝，則定為上限頻率。按照一般的規(guī)定，高保真功率放大器的頻率響應(yīng)為20HZ20KHZ（3DB）。如圖21所示。224信噪比信噪比（SIGNALNOISERATIO）是指信號(hào)通過音頻設(shè)備后增加的各種噪聲（如低頻哼聲、感應(yīng)交流聲、咝咝聲等）于指定信號(hào)電平的DB差值，或信號(hào)幅度與噪聲幅度之比，由于值比較大，一般用分貝來表示其值，有時(shí)也以重放設(shè)備輸出的絕對(duì)噪聲電壓或電平值來表示，此時(shí)稱為噪聲電平（這實(shí)際上也是一個(gè)用電壓來計(jì)算的信噪比數(shù)值，只不過分母是一個(gè)固定的數(shù)0775V，而分子則是噪聲電壓）。由于信噪比和功率或者是電壓成對(duì)數(shù)關(guān)系，要提高信噪比的話便要大幅度地提高輸出值和噪聲值之比，舉例來說，當(dāng)信噪比為100DB時(shí)，輸出電壓是噪聲電壓的一萬倍，以電子線路來說，這并不是一件容易的事。下面將列出信噪比的數(shù)值計(jì)算公式設(shè)噪聲信號(hào)功率或電壓為PNVN，有用信號(hào)的額定輸出功率或電壓為PSVS，則定義信噪比SN為SN20LGPS/P20LGVS/V一臺(tái)放大器如有高的信噪比意味著背景寧靜，由于噪聲電平低，很多被噪聲掩蓋著的弱音細(xì)節(jié)會(huì)顯現(xiàn)出來，使空氣感加強(qiáng)，動(dòng)態(tài)范圍增大。放大器的信噪比一般來說以大約85DB以上為佳，低于此值則有可能在某些大音量聆聽情況下，在音樂間隙中聽到明顯的噪音。225瞬態(tài)響應(yīng)瞬態(tài)響應(yīng)是指放大器跟隨瞬態(tài)（猝發(fā)）信號(hào)變化能力大小的一種標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)代音樂中包括了很多此種信號(hào)，比如打擊樂器彈撥樂器，都能產(chǎn)生猝發(fā)聲脈沖，即瞬態(tài)信號(hào),當(dāng)瞬態(tài)信號(hào)輸入到音頻功率放大器輸入端時(shí),如果放大器的瞬態(tài)響應(yīng)差,其輸出就跟不上圖22瞬態(tài)響應(yīng)不良時(shí)的波形瞬態(tài)信號(hào)的變化,猝發(fā)信號(hào)的包絡(luò)將產(chǎn)生畸變，這就是瞬態(tài)失真。裝訂線我們平時(shí)測量瞬態(tài)響應(yīng)常用方波信號(hào)，當(dāng)方波信號(hào)輸入放大器時(shí)，如果輸出信號(hào)的波形是方波，說明放大器的瞬態(tài)響應(yīng)良好。而瞬態(tài)反應(yīng)不良的就如圖22所示。若音頻功率放大器的瞬態(tài)響應(yīng)良好，那么放音時(shí)鋼琴的聲音就特別悅耳，特別是跳躍式的短促音符，清晰度會(huì)增大。226轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換速率SR主要是描述放大器對(duì)音源高頻分量的跟隨（反映）速度快慢的一項(xiàng)指標(biāo)。SR和放大器的瞬態(tài)響應(yīng)雷同。一個(gè)大SR的擴(kuò)音機(jī)，它的高頻響應(yīng)一定很出色，而且瞬態(tài)失真TDTRANSIENTDISTORTION和瞬態(tài)交互失真非常的小。轉(zhuǎn)換速率的單位是UV/S。要是一款HIEND級(jí)功放，其SR值都能達(dá)到數(shù)十微伏/秒或者上百微伏/秒。這中放大器的通頻帶一般也都相當(dāng)寬，跟隨頻率變化的能力也是相當(dāng)?shù)膹?qiáng)。227動(dòng)態(tài)范圍功率放大器的動(dòng)態(tài)范圍是指最大音量與最小音量時(shí)所輸出的不失真功率的分貝值之差。對(duì)于高保真功放，其動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)大于75DB。較好的功放應(yīng)達(dá)到110DB。只有大的動(dòng)態(tài)范圍才能使信號(hào)中的像雷電聲（110DB）和歌唱家的氣息聲以至唇齒聲（75DB）等如實(shí)還原。3功放電源31功放電源概述保證放音完美的最佳電源是理想電源。所謂理想電源就是電源內(nèi)阻為0歐，在任何負(fù)載情況下電壓恒定不變的電源。在實(shí)際應(yīng)用中符合上述條件的理想電源并不存在，但是人們可以使其接近理想化。在對(duì)電源的設(shè)計(jì)制作中，應(yīng)當(dāng)以理想電源為標(biāo)準(zhǔn)，盡力滿足降低電源內(nèi)阻和提高電源電壓的穩(wěn)定度這兩個(gè)最基本的要求。我們都知道，在一臺(tái)高質(zhì)量的功率放大器中，需要電源系統(tǒng)能夠供給功放電路平穩(wěn)純凈的電壓，因?yàn)槲覀兌贾拦Ψ胖械暮蠹?jí)放大是相當(dāng)大的倍數(shù)的，只要有一點(diǎn)點(diǎn)電流的雜波就有可能被放大幾十上百倍。這樣的話，我們就不是在聽音樂而是在“忍受噪音”了。功放電源的重要性由此可見一斑。所以對(duì)我們一般所見的功放電源進(jìn)行探討很有必要，所以現(xiàn)在來探討一下如何才能制造出電壓穩(wěn)定、沒有雜波的電源系統(tǒng)。32功放電源組成電源系統(tǒng)通常由變壓器、整流二極管、濾波電容器、穩(wěn)壓電路等構(gòu)成。321電源變壓器一臺(tái)好的功放必須有一只好的電源變壓器，這已經(jīng)是業(yè)內(nèi)的共識(shí)。但是選用什么樣的變壓器才能使功放的聲音更符合你的口味，對(duì)于不少初級(jí)DIY愛好者來說，也許并不是很清楚。本文簡述幾種常用電源變壓器，希望能夠?qū)ο矚g焊機(jī)初入此道的發(fā)燒友有所幫助。裝訂線變壓器的出現(xiàn)已經(jīng)有100多年的歷史了，六十年代以前，世界上普遍使用的變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)為E形或C形，截面為矩形，采用插片式或中間切割工藝制造，鐵芯的質(zhì)量和一致性都很差。變壓器的電性能參數(shù)難以得到提高。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，變壓器鐵芯的結(jié)構(gòu)經(jīng)過了幾次大的改進(jìn)。變壓器鐵芯材料也由熱軋低硅片發(fā)展到熱軋高硅片、冷軋取向硅片、非晶態(tài)合金片等。電磁性能參數(shù)也有了較大的提高。在功放中最為常見的電源變壓器為EI型、環(huán)型，其次為雙柱型、R型、C型。（1）EI型EI型是最為常用和多見的，結(jié)構(gòu)簡單它的優(yōu)點(diǎn)是加工制作容易繞制方便，成本低廉，抗飽和性能好。缺點(diǎn)為漏磁大、同功率下的體積重量偏大，轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低。EI型變壓器在音色上的聲音走向?yàn)楹裰貪庥?、溫暖醇和，音場層次、?xì)節(jié)解析力一般。當(dāng)采用特殊的分層分段繞制方法后（即所謂的發(fā)燒繞制法），在細(xì)節(jié)和解析力上有顯著提高，而且高頻上的延伸感也非常出色，有別于其他類型的電源變壓器。如果在使用過程中再針對(duì)其缺點(diǎn)增加部分輔助改良措施，例如增加屏蔽罩，采用優(yōu)質(zhì)鐵芯和無氧銅線，科學(xué)合理的繞制方法等，這一最原始古老的電子器件，仍是非常出色的。許多世界名機(jī)例如麥精圖等一直在堅(jiān)持沿用這一傳統(tǒng)的元器件。經(jīng)典的膽機(jī)制作也一直在沿用它。適合聽音口味上喜歡“唯美”的DIY愛好者選用。（2）環(huán)型變壓器環(huán)型變壓器是C型變壓器之后開發(fā)出來的品種，磁路短，效率高，銅損與鐵損均小于EI型變壓器，體積和重量小，安裝使用方便。缺點(diǎn)為制作費(fèi)用相對(duì)較高，抗直流飽和性能差。環(huán)型變壓器在音色走向上為清爽亮麗、剛勁，音場層次、細(xì)節(jié)解析力、速度感優(yōu)于EI型。但在中頻的厚聲溫暖感上要遜色于EI型。由于環(huán)型變壓器具有一些優(yōu)異的性能特點(diǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用于各種檔次的功放之中。但是由于環(huán)型變壓器的抗直流飽和性能差，極易產(chǎn)生雜音干擾，因此在一些頂級(jí)功放中的應(yīng)用又受到一定限制，尤其是一些純A類功放。近年來由于技術(shù)的進(jìn)步，環(huán)型變壓器的這一先天缺點(diǎn)已經(jīng)逐步得到改善，在國外的一些高檔功放上環(huán)型變壓器的身影又多了起來。其他的變壓器不是那么常用，所以就不再敘述了。322整流二極管（整流橋）整流二極管在電源中占有很重要的地位，它將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。雖然許多人對(duì)快速恢復(fù)整流二及管大加推崇，但如在線性電源中使用普通二極管，并且在每一個(gè)二極管上并聯(lián)一個(gè)小電容，也同樣可以大大改善噪聲干擾。323濾波電容器由于大容量的需求，電源系統(tǒng)中的濾波電容器清一色的都使用電解電容器，在功放中所見的電容器標(biāo)法規(guī)格常有容量（UF）、工作電壓（V）、紋波電流（A）。一般功放中的總?cè)萘考s為100,00UF，或稍小一些。裝訂線那么是不是電容器就無限制地越大越好嗎當(dāng)然錢是個(gè)要考慮的因素，另一方面，越大的電容器也面臨著另一個(gè)問題，幾乎容量大的電解電容器都會(huì)伴隨有微小的電感量，這是因?yàn)殡娊怆娙萜鞅旧硎蔷沓陕菪隣畎b在鋁殼中制造而成的，這會(huì)導(dǎo)致其高頻特性劣化。325穩(wěn)壓及恒流電路對(duì)功放采用穩(wěn)壓電路供電是一個(gè)好方法，記得安裝位置也要正確，要置于濾波電容之前，其輸出直接接到濾波電容上，濾波電容的電容量也不可減少，不能因?yàn)椴捎昧朔€(wěn)壓措施就減少濾波電容。變壓器也一樣不能偷工減料。總之，電容、變壓器得用上如同沒有使用穩(wěn)壓電路之前大小，才可得到穩(wěn)壓的效果。這樣的做法，需要花不少銀兩，因此比較經(jīng)濟(jì)的做法是將功放的前級(jí)（電壓放大級(jí)等耗電少的部分）與功率放大級(jí)分開供電，僅對(duì)前級(jí)進(jìn)行穩(wěn)壓供電，功率放大級(jí)則不作穩(wěn)壓。除了穩(wěn)壓之外，相對(duì)應(yīng)也可以做恒流電源的設(shè)計(jì)，供給放大線路固定的電流，則可得到穩(wěn)定、無波動(dòng)的電壓，若線路的前級(jí)再配上穩(wěn)壓電路的話，更是可以得到意想不到效果。33整流濾波電路我們所用的功放需要的電源都是先將交流市電經(jīng)變壓器降壓或升壓后，通過整流器變?yōu)槊}動(dòng)直流電，然后經(jīng)過電容、電感、電阻或三極管構(gòu)成的濾波電路濾波，使之變?yōu)椴y系數(shù)很小的平滑直流電，方可為音響設(shè)備使用，以上的過程中涉及到了“整流”和“濾波”兩個(gè)過程。下面介紹下整流濾波電路。331半波整流濾波電路半波整流濾波電路可由圖3L所示的半導(dǎo)體二極管構(gòu)成。由于二極管D的單向?qū)щ娦?，只有在變壓器B次級(jí)電壓U2為正半周時(shí)，才有電流流過負(fù)載，在負(fù)載兩端形成圖32曲線A所示的單向脈動(dòng)直流電壓，故稱半波整流。其輸出電壓的平均值ULUM20318UM2式中，UM2為交流電壓U2的峰值。在這個(gè)脈動(dòng)電壓中，除了直流分量之外，還含有大量的交流分量。我們可以從圖32中的A部分很清楚的看到，可見，半波整流電路輸出電壓的交流分量比直流分量還要大，這樣的脈動(dòng)直流電是不能直接用于音響設(shè)備的，須在電路輸出端加接濾波電路，所以加入一個(gè)濾波電路，它一般由電容、電感、電阻及三極管構(gòu)成，其中最簡單常用的是加接濾波電容如圖31中的電容C。這樣，由于電容具有充放電作用，當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)，電壓U2同時(shí)向電容C充電，使電容兩端的電壓接近U2的峰值UM2；當(dāng)二極管截止時(shí)，電容C則向負(fù)載RL緩慢放電，直至UCU2時(shí)，二極管才再次導(dǎo)通，C再次被充電，使UC再次升高（此處UC所指是電路加在濾波電容C上的電壓）。如此反復(fù)地充放電。負(fù)載兩端的電壓波形就變成因32曲線B所示的形狀，比未加濾波電容時(shí)平滑多了，但仍存在少量的交流分量。這種采用電容濾波的整流電路，稱為容性負(fù)載整流電路。裝訂線31半波整流濾波電路32半波整流濾波電路波形332全波整流濾波電路半波整流電路盡管加了電容濾波，輸出電壓的紋波系數(shù)（紋波系數(shù)是指交流分量有效值與直流分量的比值）仍偏大，因而不能用于音頻功放電路中，為了獲得更小的波紋系數(shù)，滿足高保真放大器的需求，可采用如圖33所示的全波整流濾波電路，它是采用雙二極管整流的電路。為實(shí)現(xiàn)全波整流，電源變壓器B次級(jí)繞組應(yīng)具有中心抽頭0實(shí)際運(yùn)用時(shí)，0端應(yīng)接地。這樣，當(dāng)次級(jí)繞組L端為正時(shí)，2端便為負(fù)，D導(dǎo)通，而截止，負(fù)載有電流DID流過；當(dāng)1端為負(fù)，2端為正時(shí)，D截止，而導(dǎo)通，負(fù)載又有電流流過?？梢?，I不管次級(jí)繞組是處于正半周還是負(fù)半周狀態(tài)，負(fù)載均有單向脈動(dòng)直流電流過。當(dāng)未接濾波電容時(shí)，其輸出電壓波形如圖34曲線所示。33全波整流濾波電路34全波整流濾波電路波形從波形比較我們就可以看出，全波整流濾波電路輸出的脈動(dòng)電壓平均值為半波整流電路的2倍，即UL2UM0636UM2裝訂線由于輸出電壓的平均值ULUM（1025FRLC）所以我們知道，增大濾波電容C的容量，可以減小波紋系數(shù)（紋波系數(shù)0144/FRLC）,提高輸出電壓的平均值，這是優(yōu)點(diǎn)，而且，使用大的濾波電容時(shí)，由于放電時(shí)間常數(shù)較大，應(yīng)付瞬間大動(dòng)態(tài)信號(hào)時(shí)可起到“儲(chǔ)水池”的作用。但是電容加大了，充電時(shí)間常數(shù)也變大了。當(dāng)瞬間大信號(hào)消耗了電容的能量后，如此會(huì)導(dǎo)致電壓的恢復(fù)時(shí)間變長，使后繼信號(hào)的輸出疲軟，給人以后勁不足之感。此外，濾波電容過大時(shí)，開機(jī)浪涌電流也過大，很容易損壞整流管?？梢姡瑸V波電容并不是越大越好，選用時(shí)要講究科學(xué)，避免浪費(fèi)。如果將加大電容增加的費(fèi)用，用于電源變壓器增容，效果一定會(huì)更好。333橋式整流濾波電路該電路如圖35所示。圖35橋式整流濾波電路其特點(diǎn)是整流器由四只橋接的二極管構(gòu)成，故次級(jí)繞組無論在正半周還是負(fù)半周期間，橋的兩臂均有一只二極管正向?qū)?。所以與全波整流一樣，在一個(gè)周期的正負(fù)半周均有同一方向的電流流經(jīng)負(fù)載。其輸出電壓波形、電壓平均值以及波紋系數(shù)的計(jì)算方法都與全波整流電路相同。我們可以參考上面提及的全波整流的公式。橋式整流電路雖然多用了兩只二極管、但電路的反向電壓由兩只二極管串聯(lián)來共同承受，二極管的耐壓可減小一半。此外，該電路流經(jīng)次級(jí)繞組的電流為正弦波，變壓器無直流磁化現(xiàn)象，鐵芯不易飽和，變壓器的體積可更小一些。所以這種整流濾波電路應(yīng)用最為廣泛。下面我列出以上幾種常用整流濾波電路的特性參數(shù)如表3L所示。裝訂線表31常用整流濾波電路特性參數(shù)34穩(wěn)壓電路33中介紹的整流濾波電路用于給功率放大器供電可以確保系統(tǒng)性能的發(fā)揮，但是如果用來直接為前置放大器供電，其波紋系數(shù)偏大，會(huì)影響放大器的信噪比指標(biāo)。所以高質(zhì)量的前置放大器，一般都要采用穩(wěn)壓電源供電，即主整流濾波電路的輸出電壓經(jīng)一個(gè)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓之后，再供放大器使用。這樣，所輸出的直流電壓不僅波紋系數(shù)更小，而且相當(dāng)穩(wěn)定，不會(huì)受負(fù)載電流和市電變化影響、使放大器的信噪比和穩(wěn)定性大大提高。常用的穩(wěn)壓電路主要有以下幾種。二極管穩(wěn)壓電路串連型穩(wěn)壓型電路并聯(lián)型穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓電路4方案論證闡述及可行性分析電路形式半波整流電容濾波全波整流電容濾波橋式整流電容濾波交流輸入電壓有效值U2U2U2U2負(fù)載開路時(shí)的輸出電壓U2U2U2帶負(fù)載時(shí)輸出電壓近似值（UL）U212U212U2每個(gè)二極管反相峰值電壓（UR）2U22U2U2每個(gè)二極管直流電流（IM）IM05IM05IM裝訂線41設(shè)計(jì)要求1額定功率大于雙30W2總諧波失真小于053頻率響應(yīng)為40HZ到20KHZ4噪聲電壓小于5MV5整機(jī)效率大于5042方案論證根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，結(jié)合我們前面對(duì)功率放大器的介紹，我們這個(gè)功率放大器可以用分立元件組成，也可以用集成電路完成。現(xiàn)在我就具體情況具體分析，針對(duì)我們這種音響初級(jí)制作者，分立元件的方案比較有難度，因?yàn)樽龇至⒃?，要選好電路，參數(shù)恰當(dāng)，元件性能優(yōu)秀，甚至要求一些元件具有極端的對(duì)稱性，而且最好還要制作調(diào)試得好才行。所以我選擇用集成芯片來做這個(gè)設(shè)計(jì)。下面我將在集成芯片這個(gè)范圍來選擇我的方案。421音調(diào)芯片方案選定音調(diào)控制芯片，這是因?yàn)橐话阏Z言和音樂，在重放音樂時(shí)所需的頻率范圍不同。語言放音的頻率范圍為100HZ到幾KHZ,交響樂放音的頻率范圍則大于40HZ14KHZ，這樣它們對(duì)放大電路的頻響就要求不同。再加上放音環(huán)境的差異，每個(gè)人在聽覺上的習(xí)慣和愛好不同，所以在放大器中就需要加入音調(diào)控制電路，用它來按實(shí)際需求突出或減弱高音區(qū)或低音區(qū)，以及更高層次的3D環(huán)繞聲，以期改善聽音效果。還有，人耳對(duì)不同頻率的聲音的靈敏度是不同的，所以要增加一個(gè)響度控制電路，將低頻信號(hào)的聲強(qiáng)提高。通過查閱圖書館的資料和網(wǎng)上搜索相關(guān)資源，初步?jīng)Q定使用美國NS公司的LM4610音調(diào)控制芯片，它是美國NS公司在前幾年推出的LM1036的換代產(chǎn)品。該芯片除了具有性能優(yōu)異的雙聲道直流電壓調(diào)節(jié)高低音調(diào)、平衡、音量功能外，還具有立體聲3D環(huán)繞聲場處理功能，可按使用者的愛好將立體聲三維聲場調(diào)至最理想狀態(tài)。但這種不是很常見的芯片一般在市場上不會(huì)很多，所以我決定去城南電子城實(shí)地考察了一下，比較幸運(yùn)的是在電子市場上找到了唯一一家有賣這款芯片的商家，所以最終決定按計(jì)劃使用這款評(píng)價(jià)口碑不錯(cuò)的音調(diào)芯片。422前置放大器方案選定筆者認(rèn)為，不同的運(yùn)放，由于內(nèi)電路結(jié)構(gòu)不向，失真成分也就可能有所差異，這種差異最終會(huì)以音色上的差別表現(xiàn)出來。就高保真而言，選用時(shí)以不帶個(gè)性的為好。然而現(xiàn)代音響多使用數(shù)碼音源，選用音色溫暖型的則可在一定程度上彌補(bǔ)其聲音偏干、偏冷的不足。從這個(gè)意義上講，高價(jià)的運(yùn)放不一定就是最佳選擇，重要的是根據(jù)其音色特點(diǎn)是否能與整機(jī)或系統(tǒng)配合或取長補(bǔ)短來決定取舍。同時(shí)還要看它能否適應(yīng)電路的工作條件或性質(zhì)。此外，由于人耳生理?xiàng)l件的限制，當(dāng)器件的性能指標(biāo)達(dá)到一定程裝訂線度以上時(shí)，所帶來的音質(zhì)方面的改善已難以分辨。故盲目地追求高性能，結(jié)果可能適得其反、如選用的運(yùn)放帶寬過大，元件排列、布線稍有不當(dāng)、就會(huì)導(dǎo)致自激；而有時(shí)則是種浪費(fèi)，所得到的不過是心理上的滿足而己。而本設(shè)計(jì)要求噪聲電壓5MV，那么也就是說要求設(shè)計(jì)前置放大輸入交流短接到地時(shí)，RL8的電阻負(fù)載上的交流噪聲電壓要低于5MV，因此要選用低噪聲運(yùn)放。結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)，覺得選擇NE5532這款久負(fù)盛名的當(dāng)年的“運(yùn)放之皇”，雖然只是中低端的產(chǎn)品，但是其內(nèi)部為JFET（結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)）,聲音特點(diǎn)總體來說屬于溫暖細(xì)膩型，驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)，恰好與我們要接的數(shù)碼音源的那種數(shù)碼聲相配合，減少數(shù)碼聲的味道。雖然說選擇有很多新的運(yùn)放比NE5532更有“膽管聲”，但是到目前為止來說，NE5532以它在電壓，轉(zhuǎn)換速率，增益帶寬等方面的優(yōu)異指標(biāo)，以及與LM1785相同的轉(zhuǎn)換速率，杜絕了瓶頸的存在的種種因素，加上NE5532正品也只要8元人民幣。這些因素足以說明它的性價(jià)比是相當(dāng)?shù)母?。所以就選擇了NE5532為前置放大芯片。423后級(jí)放大器方案選定那現(xiàn)在我們來看看一些集成功放，相對(duì)來說比較熟悉的有LM1875、TDA2030A、TDA1514等。其中TDA2030A功率裕量不大，而TDA1514外圍電路比較復(fù)雜（因?yàn)樗苣_數(shù)多達(dá)9個(gè)），而且容易自激，有40W的輸出功率，而且其額定工作電壓達(dá)到275V，如此會(huì)增加對(duì)變壓器的要求，降低整個(gè)音響系統(tǒng)的性價(jià)比。這兩種功放的低頻特性都欠佳，LM1875外圍電路簡單，電路成熟，低頻特性好，保護(hù)功能齊全，雖然說它的工作電壓推薦值為25V，但是LM1875在相對(duì)低電壓下的表現(xiàn)也是很出色的，唯一的缺點(diǎn)就是高頻特性不是很好（BANDWIDTH70KHZ），考慮到高保真音響的頻域要求和LM1875的性價(jià)比，因此選擇LM1875做后級(jí)放大。然后考慮到功率要滿足230W，所以將4片LM1875駁接成橋式推挽電路（BTL），此時(shí)理論上的輸出功率可以達(dá)到250W。424電源方案選定在本設(shè)計(jì)中，為了能有效地提高整機(jī)的瞬態(tài)特性和高頻特性，前后級(jí)電源要分開供電，而且實(shí)踐證明前置級(jí)電路電源的特性對(duì)整機(jī)的重放特性有著重要影響。它要求電源要具有高穩(wěn)定性、低內(nèi)阻、高頻特性等優(yōu)點(diǎn)，因此，本方案選用了由LF353為核心元件的有源伺服穩(wěn)壓電路。功放電源需要很大的動(dòng)態(tài)，所以決定使用不帶穩(wěn)壓塊的整流電路。425定時(shí)智能控制方案選定現(xiàn)今一般家用多媒體音響絕大多數(shù)沒有定時(shí)關(guān)機(jī)（待機(jī)）功能，在人入睡后，音響會(huì)一直通電損耗電能，而現(xiàn)在大部分的音源如MP3、CD機(jī)都帶有定時(shí)關(guān)機(jī)功能，兩者一起使用時(shí)不能很好的配合，基于這種情況，本設(shè)計(jì)考慮給音響加裝電源控制電路，讓音響在沒音頻信號(hào)輸入時(shí)能定時(shí)自動(dòng)斷電關(guān)機(jī)，也算是建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的一個(gè)小小舉措吧。這個(gè)功能初步選定用常見的555時(shí)基電路來實(shí)現(xiàn)。裝訂線43具體方案闡述431前級(jí)放大器方案闡述1音調(diào)芯片LM4610芯片介紹LM4610是廣受音響愛好者好評(píng)的LM1036的換代產(chǎn)品，該芯片音質(zhì)流暢自然、外圍電路簡潔、功能完善，除了具有性能優(yōu)異的雙聲道直流電壓調(diào)節(jié)音量、高低音、平衡等功能外，還具有等響度及3D環(huán)繞立體聲處理功能，并可以根據(jù)使用者的愛好，將立體聲三維（3D）聲場調(diào)至最理想狀態(tài)。LM4610的主要參數(shù)如下工作電壓為916V，常用12V，靜態(tài)電流為35MA；輸入阻抗為30K，輸出阻抗低達(dá)20；音量調(diào)節(jié)范圍為75DB；平衡調(diào)節(jié)范圍為120DB；低音調(diào)節(jié)（40HZ時(shí)）為15DB，高音調(diào)節(jié)（16KHZ）為15DB；總諧波失真僅00003；信噪比可達(dá)80DB；頻響寬度為250KHZ；信號(hào)最大輸入、輸出電壓為15V；兩聲道平衡誤差少于15DB；電源共模抑制比為60DB。前級(jí)音調(diào)電路原理圖及分析裝訂線圖41音調(diào)模塊電路由LM4610構(gòu)成的音頻前級(jí)放大電路如圖41所示。SW1是響度補(bǔ)償控制開關(guān)。由于人的耳朵在不同音量（響度）時(shí)，對(duì)聲音中不同頻率信號(hào)的敏感度不一樣，即隨著音量的降低，人耳對(duì)高音、低音信號(hào)的敏感度也下降，故在音量較小時(shí)，需要對(duì)高低音進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶嵘?，以使人耳在任何響度下都能聽到平坦、均衡的響?yīng)。SW1就是用來控制是否進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?，?dāng)SW1置于ON時(shí)，9腳與14腳相連，隨著14腳電壓的變化（音量變化），控制內(nèi)部響度補(bǔ)償電路給予L、R聲道信號(hào)恰到好處的高、低音提升；當(dāng)SW1置于OFF時(shí)，9腳與19腳相連，響度補(bǔ)償功能不起作用。SW2是3D環(huán)繞立體聲處理控制開關(guān)，當(dāng)SW2接通時(shí)，3D環(huán)繞立體聲聲場處理電路即立體聲增強(qiáng)電路起作用，從而產(chǎn)生與SRS相似的三維立體感和包圍感等環(huán)繞效果。調(diào)節(jié)3DSOUND，可以改變環(huán)繞聲的強(qiáng)度。SW2斷開，3D環(huán)繞聲處理電路將不起作用。（2）前置放大器芯片NE5532芯片介紹NE5532為“發(fā)燒界”曾經(jīng)頗負(fù)盛名的高速、低噪聲雙運(yùn)算放大器（左、右聲道各用其半，即LCH用第一運(yùn)放，RCH用第二運(yùn)放）,現(xiàn)在仍活躍在一些中高端的音箱設(shè)計(jì)中。它做成的放大器，大動(dòng)態(tài)威猛夠勁，細(xì)膩處晶瑩通透，很受歡迎。其內(nèi)部電路中采用了兩級(jí)差分放大。因而共模抑制比、等效輸入噪聲、失真度和增益帶寬等性能比較優(yōu)秀。由于輸出級(jí)采用單端輸出方式，并且工作點(diǎn)取得較高運(yùn)放工作電流達(dá)8MA，輸出管工作電流為5MA左右。所以有較高的轉(zhuǎn)換速率。沒有推挽電路特有的交越失真和開關(guān)失真、失真成分中偶次諧波較多，所以才會(huì)音質(zhì)細(xì)膩溫暖。NE5532的管腳結(jié)構(gòu)及其功能，如下圖所示（1腳）輸出信號(hào)（2腳）反相端輸入（3腳）同向端輸入（4腳）負(fù)電源（5腳）同向端輸入（6腳）反相端輸入（7腳）輸出信號(hào)（8腳）正電源裝訂線圖42管腳結(jié)構(gòu)及其功能表41NE5532技術(shù)參數(shù)參數(shù)名稱單位數(shù)據(jù)值輸入失調(diào)電壓MV05溫漂V/5增益帶寬積MHZ10轉(zhuǎn)換速率V/US9諧波失真0001工作電流MA8工作電壓V322特性雙運(yùn)放（寬頻帶，低噪聲，轉(zhuǎn)換速率大，電源范圍廣）前置放大器及外圍電路原理圖及分析裝訂線圖43前級(jí)放大模塊原理圖由上圖我們知道是由NE5532這個(gè)雙運(yùn)放組成，其優(yōu)越的性能在方案論證已經(jīng)敘述，該芯片是音質(zhì)保證的一個(gè)很大的籌碼。我們從圖43得知，他們是由2個(gè)同相放大器組成的，然后分別對(duì)左聲道（LOUT）和右聲道（ROUT）輸入的音頻信號(hào)進(jìn)行放大，由于運(yùn)放的“增益帶寬積”指標(biāo)是增益與頻帶寬度的乘積，提高增益后，必然會(huì)使帶寬變窄。所以一般增益選擇在20倍以下為好，此處設(shè)計(jì)其增益為1020DB。C004、C005、C006、C007為保證NE5532電源的直流性提供了更大的保證，從而使噪音電壓盡可能的減少。R001和R001A是為了提高輸入阻抗，降低對(duì)前級(jí)音調(diào)的影響；C002與C002A是用來濾除高頻雜波的旁路電容。432后級(jí)放大器方案闡述1后級(jí)放大芯片LM1875LM1875是美國國家半導(dǎo)體器件公司生產(chǎn)的音頻功放芯片，采用5腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。該集成芯片在25V電源電壓RL4時(shí)可獲得20W的輸出功率，在30V電源8負(fù)載獲得30W的功率，內(nèi)置有多種保護(hù)電路。電路特點(diǎn)單列5腳直插塑料封裝，僅5只引腳。開環(huán)增益可達(dá)90DB。極低的失真，1KHZ，20W時(shí)失真僅為0015。AC和DC短路保護(hù)電路。超溫保護(hù)電路。峰值電流高達(dá)4A。極寬的工作電壓范圍（1660V）。內(nèi)置輸出保護(hù)二極管。外接元件非常少，TO220封裝。輸出功率大，PO20WRL4。LM1875采用TO220封裝結(jié)構(gòu)，形如一只中功率管，體積小巧，外圍電路簡單，且輸出功率較大。該集成電路內(nèi)部設(shè)有過載過熱及感性負(fù)載反向電勢安全工作保護(hù)，是中高檔音響的理想選擇之一。LM1875為單片30W集成功率放大電路。它的主要技術(shù)指標(biāo)為最大輸出功率為40W，頻率范圍為20HZ到20KHZ，負(fù)載阻抗為8，輸出40W功率時(shí)，失真率為0015，總諧波失真為002；開環(huán)增益90DB，功率帶寬為70KHZ，最大電流容量為3A，它的典型電壓換速率8V/S。測試條件，25CV25EVATCLR，。06ADB01FKHZLML875在使用時(shí)有以下特點(diǎn)裝訂線穩(wěn)定性。閉環(huán)增益在10DB或稍大于10DB使用時(shí)，電路工作最穩(wěn)定。和其它大電流放大器件一樣，當(dāng)因布線不當(dāng)造成輸出與輸入之間產(chǎn)生耦合時(shí)，會(huì)出現(xiàn)自激?？稍?腳、5腳與地之間加入01F的退耦電容。電路的輸出可直接與揚(yáng)聲器連接也可通過電容與揚(yáng)聲器耦合。并在輸出與地之間加入平衡網(wǎng)絡(luò)，用L電阻與022電容串聯(lián)。F失真度。在8負(fù)載上輸出功率為20W，20KHZ時(shí)，；當(dāng)F05THD1KHZ時(shí)，THD002。電