1、課 程 設(shè) 計 報 告課程名稱： 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 設(shè)計名稱： 擴(kuò)音機(jī)電路設(shè)計 姓 名：學(xué) 號: 班 級：成 績：指導(dǎo)教師：起止日期：2009年12月28日至2010年1月1日課程設(shè)計任務(wù)書 姓 名： 院 （系）： 專 業(yè)：自動化 班 級： 任務(wù)起至日期： 2009 年 12 月 28日 至 2010 年 1月 1 日課程設(shè)計題目：擴(kuò)音機(jī)電路的設(shè)計 課程設(shè)計要求：1、最大輸出公路為8W； 2、負(fù)載阻抗RL=8歐姆； 3、在同頻帶內(nèi)、滿功率下非線性失真系數(shù)3%； 4、具有音調(diào)控制功能，即用兩只電位器分別調(diào)高音和低音。設(shè)計任務(wù)總述：對設(shè)計題目進(jìn)行分析，根據(jù)設(shè)計的要求將大組分成三個小組，每個小組這幾

2、電路的每一小塊，我做的是音調(diào)控制部分，經(jīng)過查找資料對自己的任務(wù)有了一定的了解，然后進(jìn)行電路圖的設(shè)計和分析，最后和其他小組成員共同探討，確定幾個可行的擴(kuò)音器總電路圖。工作計劃及安排：12月28日：熟悉課題要求，查找相關(guān)資料；12月29日：甄選資料的相關(guān)內(nèi)容，初步確定設(shè)計方案；12月30日：設(shè)計詳細(xì)電路圖并用protel 99se軟件繪制電路圖；01月01日：對電路圖進(jìn)行檢查，撰寫課程設(shè)計報告。成績指導(dǎo)教師簽字_ 年 月 日 擴(kuò)音機(jī)電路的設(shè)計一、 設(shè)計的目的和意義(一)、實驗?zāi)康?，了解擴(kuò)音機(jī)電路的形成和用途。2，掌握音頻放大電路的一種實現(xiàn)方法。3，提高獨立設(shè)計電路和驗證試驗的能力。(二)、意義：

3、對以后的畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)，鍛煉個人的學(xué)習(xí)和查閱資料的能力以及對課外相關(guān)本專業(yè)知識的了解。二、 設(shè)計原理擴(kuò)音機(jī)電路的工作原理與音頻功率放大器的工作原理相似，具有放大音頻先好并將其還原純真聲音信號的電子裝置。擴(kuò)音機(jī)電路時一個典型的多級放大器，其原理如下圖所示。音調(diào)控制功率放大輸入Vi輸出V0前置放大前置級主要完成對小信號的放大。一般要求輸入阻抗要高，輸出阻抗低，頻帶寬度要寬，噪聲要小。音調(diào)控制級主要實現(xiàn)對輸入信號高、低音的提升和衰減。功率放大器決定了整機(jī)的輸出功率、非線性失真系數(shù)等指標(biāo)，要求效率高、失真盡可能小、輸出功率大。首先根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求，對整機(jī)電路作適當(dāng)安排，確定各級的增益分配，然后對各級

4、電路進(jìn)行具體的設(shè)計計算。因為P0max=8W。所以此時的輸出電壓：V0=8V。要使輸入為5mv的信號放大到8v的輸出，所需要的總放大倍數(shù)為1600倍，擴(kuò)音機(jī)中各級增益的分配為：前置級電壓放大倍數(shù)為80；音調(diào)控制級中頻電壓放大倍數(shù)為1；功率放大級電壓放大倍數(shù)為20。三、 詳細(xì)設(shè)計及實驗步驟1、 前置放大級由于信號源提供的信號非常微弱，因此在音調(diào)控制器前面要加一級前置放大級。該前置放大級的下限頻率要小于音調(diào)控制器的低音轉(zhuǎn)折頻率，前置放大器的上限頻率要大于音調(diào)控制器的高音轉(zhuǎn)折頻率。前置放大器采用集成運算放大器電路，具體電路結(jié)構(gòu)如下圖所示圖 1 前置放大電路考慮對噪聲、頻率響應(yīng)的要求，運算放大器選用L

5、F353雙運放，該運放是場效應(yīng)管輸入型高速低噪聲集成器件，其輸入阻抗極高。前置級由LF353組成兩級放大器完成。第一級其的Av1=10,即1+R3/R2=10,取R2=10K,R3=100K。取Av2=10，同樣R5=10K,R6=100K。電阻R1R4為放大器的偏置電阻，取R1=R4=100K。耦合電容C1C2取10uF,C4、C5取100uF，以保證擴(kuò)音機(jī)的低頻響應(yīng)。2、 因調(diào)節(jié)控制器設(shè)計應(yīng)調(diào)節(jié)控制器的功能是根據(jù)需要按一定的規(guī)律控制、調(diào)節(jié)音響放大器的頻率響應(yīng)，達(dá)到美化音色母的。一般音調(diào)控制器只對低音和高音信號的增益進(jìn)行提升或衰減，二中陰線號的增益不變。音頻控制器的電路結(jié)構(gòu)有多種形式，常用的

6、典型電路結(jié)構(gòu)如下圖所示圖 2 音調(diào)控制器電路音調(diào)節(jié)控制器的設(shè)計主要是根據(jù)要求的不同的轉(zhuǎn)折頻率，選擇電位器、電阻及電容值。 （1） 低頻工作是原件 音調(diào)控制器工作的低音頻時，由于電容C5<<C6=C7，故在低頻時C5可看成開路，因調(diào)節(jié)控制電路此時可簡化為圖3 低頻提升電路上圖圖3為電位器RW1中間抽頭處在最左端，對應(yīng)于低頻提升最大的情況。 低頻提升由圖可求低頻提升電路的頻率響應(yīng)函數(shù)為： A=V0/V1=-(R10+RW1)(1+Jw/wL2)/R8(1+Jw/wL1)其中：wL1=1/C7RW1, wL2=(RW1+R10)/(C7RW1R10)當(dāng)頻率遠(yuǎn)小于低音轉(zhuǎn)折頻率時，C7近似開

7、路，此時增益為：AL=(RW1+R10)/R8當(dāng)頻率升高時，C7的容抗減小，當(dāng)頻率遠(yuǎn)大于中音下限頻率是，此時的增益為 A0=R10/R8在低音轉(zhuǎn)折頻率和中音下限頻率的范圍內(nèi)，電壓怎一衰減率為-6Db/倍頻。電阻R8、R10、RW1的取值范圍一般為幾k到幾百k之間。若電阻過大，運算放大器的漏電流的影響變大；若取值過小，流入運算放大器的電流將超過其最大輸出能力。故取RW1=470K,R8=R9=R10=51K,電容C6=C7=0.01uF圖 4 低頻衰減電路上圖圖4為電位器RW2中間抽頭處在最右端，對應(yīng)于低頻衰減最大的情況。（2） 高頻工作是元件音調(diào)控制器在高頻端工作是，電容C6、C7近似短路，此

8、時音頻控制器電路可簡化成下圖所示圖 5 音調(diào)控制器高頻段工作簡化電路由于R8、R9、R10為星形連接，為便于分析，可將它們轉(zhuǎn)換成三角形連接，轉(zhuǎn)換后的電路圖如下所示圖 6 音調(diào)控制器高頻端等效電路因為R8=R9=R10,所以Ra=Rb=Rc=3R8。由于Rc跨接在電路的輸入端和輸出端之間，對控制電路無影響，故可將它忽略不記。當(dāng)RW2中間抽頭處于最左端時，此時高頻提升最大，等效電路如下所示圖 7 高頻提升電路高頻提升由上圖可知：該電路是一典型的高通濾波器，其增益函數(shù)為： A=V0/V1=-Rb(1+Jw/wh1)/R8(1+Jw/wh2)其中wh1=1/(Ra+R11), Wh2=1/(R11C5

9、)按照低頻端的分析方法，可得出高頻提升電路的一寫特性并且去C5=330pF，R11=11K，RW2=470K。當(dāng)RW2中間抽頭處于最右端時，此時高頻衰減最大，等效電路圖如下所示圖 8高頻衰減電路3、 功率輸出級設(shè)計功率放大的主要作用是向負(fù)載提供功率。要求輸出功率盡可能大，轉(zhuǎn)換功率盡可能高，非線性失真盡可能小。功率輸出級電路結(jié)構(gòu)有許多種形式，選分立元件組成的功率放大器或單片集成功率放大器均可,下面是用D2006構(gòu)成的OTL功率放大電路，電路圖如下所示：圖 9 功率放大電路圖確定電源電壓Vcc為了使功率放大器達(dá)到輸出功率8W的要求，同時又保證電路安全可靠的工作，電路的最大輸出功率應(yīng)比實際設(shè)計指標(biāo)大

10、些，一般取Pom=（1.52.0）Po。根據(jù)：Pom=所以 Uom=考慮到輸出功率管T2、T4的飽和壓降和發(fā)射極電阻R8、R9的壓降，電源電壓常取 Vcc=（1.21.5）Uom將已知參數(shù)帶入上式，電源電壓選?。篤。4、擴(kuò)音機(jī)總電路圖圖 10 擴(kuò)音機(jī)總電路圖四、設(shè)計結(jié)果及分析整機(jī)調(diào)試：將三級電路連接起來，接收音機(jī)檢波后的信號或連接一話筒，調(diào)節(jié)音量控制電位器Rw4，應(yīng)能改變音量的大小。調(diào)節(jié)高、低音控制電位器應(yīng)能明顯聽出高、低音調(diào)的變化。敲擊電路板應(yīng)無聲音間斷和自激現(xiàn)象。五、體會通過這次課程設(shè)計，我對電子技術(shù)基礎(chǔ)這門學(xué)科有了進(jìn)一步的認(rèn)識和感知。以前只是單純注重理論知識的積累，忽略了它的實踐意義。這

11、次的課程設(shè)計，不僅使我溫習(xí)了書本上的理論知識，而且使我學(xué)會了如何把它應(yīng)用到具體實踐當(dāng)中，做到了理論與實踐相結(jié)合。課程設(shè)計完成之后，我進(jìn)行了再思考，并重新將自己的設(shè)計審視了幾遍，同時也和做同樣設(shè)計的幾個同學(xué)交流了一下。在進(jìn)行交流中，我又有些新的感悟。一開始進(jìn)行設(shè)計的時候，由于我自身的知識儲備不高，基本上都是參照相關(guān)資料進(jìn)行。這樣做一方面可以讓我熟悉軟件的操作環(huán)境，了解設(shè)計方法和步驟，更加深刻理解基本概念。另一方面等到自己設(shè)計的時候，可以在原有基礎(chǔ)上完全按照自己的思路獨立進(jìn)行，而且在解決遇到的問題時會更加引發(fā)自己的思考，雖說不上創(chuàng)新，但可能會有新意產(chǎn)生。在這方面我自感做的不是很好，這就要求自己在今

12、后的學(xué)習(xí)中要不斷的擴(kuò)充知識，同時還要加強(qiáng)自身探索能力的培養(yǎng)。這正是以后最需要改進(jìn)的地方。這一點，我想同樣適用于其它各門功課。如果沒有探索性，我們就會拘泥于現(xiàn)有的東西，永遠(yuǎn)不會推動科技的發(fā)展。在這個設(shè)計過程中，探索性主要可以體現(xiàn)在下面幾個方面。一個是繪圖所用的軟件，很多人推薦我們使用Protel、EWB等，因為這幾個軟件有它們很大的優(yōu)勢，在學(xué)習(xí)使用過程中我也深有體會，特別是EWB，功能很強(qiáng)大，基本上能滿足我在設(shè)計中的任何要求。但是我們同樣可以自己摸索，用其他差不多或者更好的軟件。還有設(shè)計時所采用的公式，每本資料基本都有較為成熟的公式讓我們參考。但它們不一定就是最好的，我們也可以到圖書館到網(wǎng)上去查

13、閱更多的資料，找出其它公式，公式是否為最好無關(guān)緊要，能滿足設(shè)計指標(biāo)就好。第三點，在整個設(shè)計過程中都會有很多的計算，如果靠筆算會很麻煩也不能保證準(zhǔn)確性。這個時候我們就可以把以前學(xué)的本領(lǐng)用出來了。VC、Matlab都是很好的工具，利用它們編寫一些小工具進(jìn)行計算，大大方便了我們的設(shè)計，減少了設(shè)計中的機(jī)械性。沒有探索就沒有創(chuàng)新，沒有創(chuàng)新很可能就會被淘汰，在今后的學(xué)習(xí)和設(shè)計中，我也會更加注重這方面的鍛煉和培養(yǎng)，希望會有所進(jìn)步。我的設(shè)計缺少系統(tǒng)性，在整個設(shè)計過程中探索性也不夠。這里面原因是很多的。主要是因為首次做課設(shè)，具體環(huán)節(jié)還不太明了，其次就是我的知識儲備還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，今后還需要多學(xué)習(xí)多交流多研究，我相信自己會有更大的進(jìn)步。并且，在小實習(xí)的這些日子里，培養(yǎng)了我們獨立思考、勇于克服困難、團(tuán)隊協(xié)作的精神，大家互幫互助在其中得到了很大的加強(qiáng)。我們不再是單體的，而是一個整體，團(tuán)結(jié)的整體，老師的教學(xué)讓我們學(xué)到很多，而我們自己從實踐中也摸索著學(xué)到了很多。六、