模電課程計劃音響放大器模電課程計劃音響放大器模電課程計劃音響放大器?模擬電子技術(shù)?課程設(shè)計說明書音響放大器院、部：電氣與信息工程學(xué)院學(xué)生：澎指導(dǎo)教師：松華職稱副教授專業(yè)：電子信息工程班級：電子1201班學(xué)號：12303401362014年6月課題三音響放大器的設(shè)計〔一〕設(shè)計目的1、認(rèn)識集成功率放大器部電路工作原理2、掌握其外頭電路的設(shè)計與主要性能參數(shù)測試方法3、掌握音響放大器的設(shè)計方法與電子線路系統(tǒng)的裝調(diào)技術(shù)〔二〕設(shè)計要乞降技術(shù)指標(biāo)1、技術(shù)指標(biāo)額定功率P≥，負(fù)載阻抗為10Ω，頻次響應(yīng)圍為50Hz-20KHz，輸入阻抗大于20KΩ，放大倍數(shù)≥20dB。2、設(shè)計要求〔1〕設(shè)計話音放大與混淆前置放大器、音調(diào)控制級、功率放大級；〔2〕選定元器件和參數(shù)，并設(shè)計好電路原理圖；〔3〕在全能板或面包板或PCB板長進(jìn)行電路安裝調(diào)測；〔4〕測試輸出功率；〔5〕測試輸出阻抗;〔6〕撰寫設(shè)計報告?！踩吃O(shè)計報告要求1、選定設(shè)計方案；2、擬出設(shè)計步驟，畫出設(shè)計電路，剖析并計算主要元件參數(shù)值；調(diào)試總結(jié)3、列出設(shè)計電路測試數(shù)據(jù)表格；4、進(jìn)行設(shè)計總結(jié)和剖析，并寫出設(shè)計報告?！菜摹吃O(shè)計總結(jié)與思慮1、總結(jié)話音放大器的設(shè)計和測試方法；2、總結(jié)設(shè)計話音放大器器所用的知識點(diǎn)；目錄第1章緒論.........................................................................................................................1音響的意義.......................................................................................................................1音響的技術(shù)指標(biāo)...............................................................................................................1頻次響應(yīng)...............................................................................................................1信噪比...................................................................................................................1動向圍...................................................................................................................2失真.......................................................................................................................2立體聲分離度.......................................................................................................2立體聲均衡度.......................................................................................................3第2章音響放大器電路設(shè)計..............................................................................4音響放大器的根來源理...................................................................................................4前置放大電路〔A1〕.....................................................................................................5音調(diào)控制電路〔A2〕.......................................................................................................5低音提高...............................................................................................................6高音提高...............................................................................................................6高音衰減...............................................................................................................7低音衰減...............................................................................................................7反響型音調(diào)控制電路...........................................................................................7信號在低頻區(qū).......................................................................................................8信號在高頻區(qū).......................................................................................................8功率放大級.....................................................................................................................102.4.1TDA2030A介紹....................................................................................................10功率放大電路說明.............................................................................................11第3章用multisim仿真音響放大器電路...........................................12第4章組裝與調(diào)試.....................................................................................................13電路元件組裝...................................................................................................................13作品調(diào)試...........................................................................................................................13結(jié)束語......................................................................................................................................13參照文件................................................................................................................................14附錄A實(shí)物圖..................................................................................................................15附錄B元件清單............................................................................................................16第1章緒論1.1音響的意義音響技術(shù)的展開經(jīng)歷了電子管、晶體管、場效應(yīng)管的歷史時期，在不一樣的歷史時期都各有其特色。經(jīng)過音響放大器設(shè)計，使我們認(rèn)識到一個簡單的模擬電路系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)包含信號源、輸入級、中間級、輸出級和履行機(jī)構(gòu)。信號源的作用是供給待放大的電信號，假如信號是非電量，還須把非電量變換為電信號，而后進(jìn)入輸入級，中間級進(jìn)行電流或電壓放大，再進(jìn)入輸出級進(jìn)行功率放大，最后去推進(jìn)履行機(jī)構(gòu)做某項(xiàng)工作。放大器電路展開更是快速，已成為新一代音響不行缺乏的核心零件，其現(xiàn)實(shí)生活中的運(yùn)用也是特別廣泛和寬泛。1.2音響的技術(shù)指標(biāo)音響系統(tǒng)整體技術(shù)指標(biāo)性能的好壞，取決于每一個單元自己性能的利害，假如系統(tǒng)中的每一個單元的技術(shù)指標(biāo)都較高，那么系統(tǒng)整體的技術(shù)指標(biāo)那么很好。其技術(shù)指標(biāo)主要有六項(xiàng)：頻次響應(yīng)、信噪比、動向圍、失真度、瞬態(tài)響應(yīng)、立體聲分離度、立體聲均衡度。頻次響應(yīng)所謂頻次響應(yīng)是指音響設(shè)施重放時的頻次圍以及聲波的幅度隨頻次的變化關(guān)系。一般檢測此項(xiàng)指標(biāo)以1000Hz的頻次幅度為參照，并用對數(shù)以分貝(dB)為單位表示頻次的幅度。信噪比所謂信噪比是指音響系統(tǒng)對音源軟件的重放聲與整個系統(tǒng)產(chǎn)生的新的噪聲的比值，其噪聲主要有熱噪聲、溝通噪聲、機(jī)械噪聲等等。一般檢測此項(xiàng)指標(biāo)以重放信號的額定輸出功率與無信號輸入時系統(tǒng)噪聲輸出功率的對數(shù)比值分貝(dB)來表示。一般音響系統(tǒng)的信噪比需在85dB以上。動向圍動向圍是指音響系統(tǒng)重放時最大不失真輸出功率與靜態(tài)時系統(tǒng)噪聲輸出功率之比的對數(shù)值，單位為分貝(dB)。一般性能較好的音響系統(tǒng)的動向圍在100(dB)以上。失真失真是指音響系統(tǒng)對音源信號進(jìn)行重放后，使原音源信號的某些局部〔波形、頻次等等〕發(fā)生了變化。音響系統(tǒng)的失真主要有以下幾種。諧波失真所謂諧波失真是指音響系統(tǒng)重放后的聲音比原有信號源多出很多額外的諧波成分。此額外的諧波成分信號是信號源頻次的倍頻或分頻，它是由負(fù)反響網(wǎng)絡(luò)或放大器的非線性特征惹起的。高保真音響系統(tǒng)的諧波失真應(yīng)小于1%?；フ{(diào)失真互調(diào)失真也是一種非線性失真，它是兩個以上的頻次重量按必定比率混淆，各個頻次信號之間相互調(diào)制，經(jīng)過放音設(shè)施后產(chǎn)生新增添的非線性信號，該信號包含各個信號之間的和及差的信號。瞬態(tài)失真瞬態(tài)失真又稱瞬態(tài)響應(yīng)，它的產(chǎn)生主假如當(dāng)較大的瞬態(tài)信號忽然加到放大器時因?yàn)榉糯笃鞯姆磻?yīng)較慢，進(jìn)而使信號產(chǎn)生失真。一般以輸入方波信號經(jīng)過放音設(shè)施后，察看放大器輸出信號的包絡(luò)波形能否輸入的方波波形相像來表達(dá)放大器對瞬態(tài)信號的跟從能力。立體聲分離度立體聲分離度表示立體聲音響系統(tǒng)中左、右兩個聲道之間的隔絕度，它實(shí)質(zhì)上反應(yīng)了左、右兩個聲道相互串?dāng)_的程度。假如兩個聲道之間串?dāng)_較大，那么重放聲音的立體感將減弱。立體聲均衡度立體聲均衡度表示立體放音系統(tǒng)中左、右聲道增益的差別，假如不均衡度過大，重放的立體聲的聲像定位將產(chǎn)生偏移。一般高質(zhì)量音響系統(tǒng)的立體聲均衡度應(yīng)小于1dB。第2章音響放大器電路設(shè)計2.1音響放大器的根來源理音響放大器的作用是關(guān)于輕微信號進(jìn)行電壓放大和功率放大，推進(jìn)負(fù)載工作，同時需要對音調(diào)解音量的調(diào)理。音頻信號的輸入，由話音放大電路放大輸出到音調(diào)調(diào)理電路，在由功率放大電路放大，輸?shù)綋P(yáng)聲器。音頻輸入語音放大音調(diào)調(diào)理功率放大揚(yáng)聲器圖2-1音響放大器的工作流程音響放大電路的整機(jī)電路以以下圖所示，按其構(gòu)成，可分為前置放大級，音調(diào)控制級和功率放大級三局部。圖2-2音響放大器的整機(jī)電路前置放大電路〔A1〕由A1構(gòu)成的前置放大電路是一個同相輸入比率放大器，電路的閉環(huán)特征如下：理想閉環(huán)電壓增益:Auf1R3(2-1)R2輸入電阻rifR1輸出電阻rof0

C210pFR3510kΩU1

(2-2)(2-3)2C16310μF715741R1R2100kΩ100kΩ圖2-3前置放大電路擴(kuò)音機(jī)電路的增益是很高的，所以擴(kuò)音機(jī)的噪聲主要取決于前置放大器的性能。為了減小前置級放大器的噪聲，第一級要采納低噪聲的運(yùn)放。2.3音調(diào)控制電路〔A2〕常用的音調(diào)控制電路有三種形式，一是衰減式RC音調(diào)控制電路，其調(diào)理圍寬，但簡單產(chǎn)生失真；另一種是反響型音調(diào)控制電路，其調(diào)理圍小一些，但失真??；第三種是混淆式音調(diào)控制電路，其電路復(fù)雜，多用于高級收錄機(jī)。為使電路簡單而失真又小，本音召集成功率電路中采納了由阻容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的RC型負(fù)反響音調(diào)控制電路。它是經(jīng)過不一樣的負(fù)反響網(wǎng)絡(luò)和輸入網(wǎng)絡(luò)造成放大器閉環(huán)放大倍數(shù)隨信號頻次不一樣而改變，進(jìn)而抵達(dá)音調(diào)控制的目的。以下圖是這類音調(diào)控制電路的方框圖，它其實(shí)是一種電壓并聯(lián)型負(fù)反響電路，圖中Zf代表反響回路總阻抗；Zi代表輸入回路的總阻抗。電路的電壓增益UoZfAuf(2-4)UiZi圖2-4音調(diào)控制電路只需適合選擇并調(diào)理輸入回路和反響回路的阻容網(wǎng)絡(luò)，就能使放大器的閉環(huán)增益隨信號頻次改變，進(jìn)而抵達(dá)音調(diào)控制的目的。構(gòu)成Zi和Zp的RC網(wǎng)絡(luò)往常有以下圖所示四種形式。低音提高圖2-5中假定C1取值較大，只有在頻次很低時才起作用，那么當(dāng)信號頻次在低頻區(qū)隨頻次降低，Zf增大，所以AufZf提高，進(jìn)而獲得低音提高。R1(a)2-5低音提高電路高音提高圖2-6中，假定C3取值較小只有高頻區(qū)起作用，那么當(dāng)信號在高頻區(qū)且隨頻次高升Zi減小，所以AufR2提高，進(jìn)而可獲得高音提高。Zi圖2-6高音提高電路高音衰減圖2-7高音衰減電路圖2-8低音衰減電路低音衰減同理能夠剖析圖2-7、圖2-8，分別可用作高、低音衰減。反響型音調(diào)控制電路假如將這四種電路形式組合起來，即可獲得以下圖所示的反響型音調(diào)控制電路。先假定R1=R2=R3=R；C1=C2>>C3；RW1=RW2≈9R。圖2-9反響型音調(diào)控制電路信號在低頻區(qū)在低頻區(qū)，因?yàn)镃3很小，所以C3、R4支路可視為開路，反響網(wǎng)絡(luò)主要由上半局部電路起作用。又因運(yùn)放的開環(huán)增益很高，U′E≈UE≈0〔虛地〕，故R3的影響可忽視，當(dāng)電位器RP2的活動端移至A點(diǎn)時，C1被短路。能夠獲得低音最大提高量。按實(shí)質(zhì)電路參數(shù)R1=R2=R3=20kΩ，RP1=RP2=220kΩ，，可得:R2RPfL22410HZ〔2-5〕2R2RPC22AUA(約18.6dB)轉(zhuǎn)折頻次:W2R2AUAR1〔2-6〕以相同方式能夠說明在RP2滑動到B點(diǎn)時，低音地最大衰減量:fL1148HZ〔2-7〕2RP2C2按實(shí)質(zhì)電路參數(shù)可得:R2AUB〔2-8〕R1RP2AUb(約－18.6dB)轉(zhuǎn)折頻次:fL1fL148HZfL2fL2410HZ

2-9〕〔2-10〕信號在高頻區(qū)圖2-10高頻音調(diào)控制線路〔Y型〕圖2-11高頻音調(diào)控制線路〔△型〕設(shè)前級輸出電阻很小〔如小于500Ω〕，輸出電壓Uo經(jīng)過Rc反響到輸入端的信號被前級輸出電阻所旁路，故Rc的影響可忽視〔視為開路〕。所以當(dāng)RP2滑動到C點(diǎn)或D點(diǎn)時，可分別畫出以以下圖2-12和圖2-13所示的等效電路〔因RP2的數(shù)值很大，為簡單起見，可視為開路〕。圖2-12等效高頻音調(diào)控制線路〔C點(diǎn)〕圖2-13等效高頻音調(diào)控制線路〔D點(diǎn)〕上圖2-12明顯擁有高音提高作用，其最大提高量:RR43RAUCb〔2-11〕R//R4R4a按電路實(shí)質(zhì)參數(shù)R=20kΩ，Ω，C3=1000P，所以:Auc(約18dB)上圖2-13為高音衰減電路，其衰減量:AUDRb//R4R4〔2-12〕RaR43R按電路實(shí)質(zhì)參數(shù):Aud(約-18dB)高頻轉(zhuǎn)折頻次:fH111〔2-13〕2C3(RaR4)fH21119KHz〔2-14〕2C3R4假定將音調(diào)控制電路上下音提高和衰減曲線畫在一同，可獲得以以下圖所示幅頻特征曲線。20logAdB180fL1fH2f(Hz)4819kfL2fH1410-18圖2-14音調(diào)控制器的幅頻特征曲線由圖2-14可見，音調(diào)控制級的中頻電壓放大倍數(shù)Aum=1；當(dāng)f<fL1(48Hz)時低音控制圍為±18dB，當(dāng)f>fH2(19KHz)時高音控制圍也為±18dB。2.4功率放大級2.4.1TDA2030A介紹本實(shí)驗(yàn)電路的功率放大級由集成功率器件TDA2030A連成OCL電路輸出形式。TDA2030A功率集成電路擁有變換速率高，失真小，輸出功率大，外頭電路簡單等特色，采納5腳塑料封裝構(gòu)造。此中1腳為同相輸入端；2腳為反相輸入端；3腳為負(fù)電源；4腳為輸出端；5腳為正電源。2-15TDA2030A功率放大器的引腳圖TDA2030A功率集成電路的部電路包含由恒流源差動放大電路構(gòu)成的輸入級、中間電壓放大級，復(fù)合互補(bǔ)對稱式OCL電路構(gòu)成的輸出級；啟動和偏置電路以及短路、過熱保護(hù)電路等。其構(gòu)造框圖如圖2-16所示。圖2-16TDA2030A功率放大器部電路構(gòu)造框圖功率放大電路說明TDA2030A的電源電壓為±6V－±22V，靜態(tài)電流為50mA〔典型值〕；1腳的輸入阻抗為5MΩ〔典型值〕，當(dāng)電壓增益為26dB、RL=4Ω時，輸出功率Po=15W。頻帶寬為100KHz。源為±14V、負(fù)載電阻為4Ω時，輸出功率達(dá)18W。為了提高電路穩(wěn)固性，減小輸出波形失真，功放級經(jīng)過R10，R9，C9引入了深度交直流電壓串連負(fù)反響，因?yàn)榻尤隒9，直流反響系數(shù)F′≈1。關(guān)于溝通信號而言，因?yàn)镃9足夠大，在通頻帶可視為短路，所以溝通反響系數(shù),按電路的實(shí)質(zhì)參數(shù)。因此該電路的電壓增益。可見改變電阻R9、R10能夠改變電路增益。電容C15、C16用作電源濾波。D1和D2為保護(hù)二極管。R11、C10為輸出端校訂網(wǎng)絡(luò)以賠償電感性負(fù)載，防備自激和過電壓。圖2-17功率放大電路第3章用multisim仿真音響放大器電路XFG1RP1R12220kΩC11C12120ΩKey=A100%100μF10nFC15C210pFC4C5100μF22nF22nFD1R3R4R5R61N4007510kΩ20kΩ20kΩ20kΩ11U2AC8U3511U1A2C712C3R7110μF4C11310μF8.2kΩ2310μF4LM324AD100%R83TDA203010μF4LM324ADRP322kΩ47kΩR10C6Key=A1nFR1R2R922kΩ100kΩ100kΩ680ΩD2RP2C91N400722μFC16220kΩ100%100μFKey=AC13C14100μF10nFR13XSC1120Ω圖3-1

VCC15VD31N4007R111ΩC10R14100nF4ΩVEE-15VD41N40073-2第4章組裝與調(diào)試4.1電路元件組裝音響放大器是一個小型電路系統(tǒng)，安裝前要對整機(jī)線路進(jìn)行合理布局，一般依據(jù)電路的次序一級一級地布線，功放級應(yīng)遠(yuǎn)離輸入級，每一級的地線盡量接在一同，連線盡可能短，否那么很簡單產(chǎn)生自激。步驟：在制作好焊接布線圖以后，在全能板上焊接元件。焊接前應(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、電解電容等主要器件的引腳和極性，不可以接錯。4.2作品調(diào)試實(shí)踐證明，新安裝的電路板常常難以抵達(dá)預(yù)期的成效，這是因?yàn)槲覀冊谠O(shè)計的時候不行能周到地考慮元件的偏差、器件參數(shù)的分別性、寄生參數(shù)等各種各種的客觀要素。別的，電路板的安裝中仍存在有可能沒有查出來的錯誤。經(jīng)過電路板整體測試與調(diào)整，可發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)計方案中的缺乏，并查出電路安裝中的錯誤而后采納舉措加以改進(jìn)和糾正，就能夠使之抵達(dá)預(yù)約的技術(shù)要求。電路安裝完成后，一定在不通電的狀況下，對電路板進(jìn)行仔細(xì)仔細(xì)的檢查，以便糾正安裝錯誤。檢查應(yīng)特別注意：元器件引腳之間有無短路，特別在焊接時，要嚴(yán)格依據(jù)焊接規(guī)那么焊接，否那么簡單短路。電源的正負(fù)、負(fù)極性有沒有接反，正、負(fù)極之間有沒有短路現(xiàn)象，電源線、地線能否接觸優(yōu)秀。集成電路的型號及安