音响放大器的设计
摘要：音响放大器所需要设计的电路为话筒放大器，音调控制器及功率放大器。话音放大器的作用是不失真的放大声音信号（最高信号达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗；音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，因此音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器组成。
关键词：音响放大器；话放级；音调控制级；功放级
1设计内容
1．1设计目的
(1)学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。
(2)学会音响放大器的设计方法和性能指标测试方法。
(3)培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
1．2设计要求
(1)设计并制作一个音响放大器，主要技术指标要求：
①额定功率：P。>=1W
②负载阻抗：R=8Ω
③频率范围：40Hz~10kHz
④话放级输入灵敏度：5mV
⑤输入阻抗：R>>20Ω
⑥系统的总电压增益A>560倍（55dB）
(2)设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。
(3)自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审核。
(4).批准后，进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。
1.3参考方案
(1).电路图设计
①确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出音响放大器方框图。
②系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。
③参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。
④总电路图：连接各模块电路。
(2).电路安装、调试
①为提高学生的动手能力，学生自行焊接电路板。
②在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。
③重点调试每一级的输出波形。
④将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。
2设计方案：
2.1设计方案分析论证
(1)．音响放大器设计思路
①由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20kΩ（亦有低输出阻抗的话筒如20Ω,200Ω等），所以话音放大器的作用是不失真的放大声音信号（最高信号达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。
②音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，由其特性可知音调控制器只对低音频与高音频的增益进行提升和衰减，因此，音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器组成。
③功放级的作用是给音响放大器的负载提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能的小，效率尽可能提高。
(2). 音响放大器原理
音响放大器主要由话放级、音调级和功放级组成，见图1。
图1 音响放大器原理图
其中：
①A1：是话放级，它是由很高的输入阻抗和高阻话筒配接的，仿真图见图2。
图3 话放级仿真图输出波形
②A2：是音调级，它是由低通滤波器和高通滤波器构成的，仿真图见图4：
图4 音调级仿真图
图5 音调级仿真图输出波形
③A3：是功放级，它的作用是给音响放大器的负载提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能的小，效率尽可能提高。仿真图见图6：
输出波形见图7：
图7 功放级仿真图输出波形
3 电路设计
(1)根据设计所要求的性能指标，选择运算放大器。
(2)结合实际情况和受到运放增益带宽积限制，话放级，音调级和功放级都采用uA741。
管脚图和典型电路如下图示：
4实验器材的选择
音响放大器所需原件下表-1所示：
表-1 音响放大电路设计实验供应元器件
表-1 音响电路实验可供（可选）元器件列表
序号名称型号数量序号名称型号数量可供元件清单可供元件清单
1
运算
放大器uA741 3片
5 电解
电容
1uF 1支
10uF 1支
33uF 1支
2 电阻600 1支100uF 1支10K 5支220uF 1支13K 1支470uF 1支47K 3支音响放大电路测试元器件
75K 1支 6 话筒1支
3 电位器10K 2支7 MP3 1支100K 1支8 扬声器1W/8Ω1支470K 2支
4 瓷片
电容0.01uF 2支51pF 1支470pF 1支560pF 1支
5 实验电路
5.1仿真电路
输出波形见图9：
图9 音响放大器总体仿真图输出波形
5.2整体电路的图像
我们通过电路的仿真，验证了以上所述原理的正确性，接着在学校的实验箱上进行操作，电路图像如下图10所示：
图10 音响放大器实物电路图
示波器输出图形如下图11所示：
5.3电路安装与调试技术
(1)合理布局，分级装调
①音响放大器是一个小型电路系统，安装前要对整机线路进行合理布局
②一般按照电路的顺序逐级布线；
·功放级应远离输入级；
·每一级的地线尽量接在一起；
·连线尽可能短，否则很容易产生自激。
③可以从输入级开始向后级安装，也可以从功放级开始向前逐级安装。安装一级调试一级，安装两级要进行级联调试，直到整机安装与调试完成。
(2)电路调试技术
①电路的调试过程一般是先分级调试，再级联调试，最后进行整机调试与性能指标测试，分级调试又分为静态调试与动态调试。
②静态调试
·输入端对地短路，测量该级输出端对地的直流电压；
·话放级、音调级、功放级都是由运算放大器组成的，其静态输出直流电压均为VCC/2；
·功放级的输出(OTL电路)也为VCC/2，且输出电容CC两端充电电压也应为VCC/2。
③动态调试
输入端接入规定的信号，观测该级输出波形，应满足各级性能指标要求（相差不大）。
(3)电路调试技术-级间联调
级联时，由于级间相互影响，可能使单级的技术指标发生很大变化，甚至两级不能进行级联。产生的主要原因：
·布线不太合理，形成级间交叉耦合，应考虑重新布线；
·级联后各级电流都要流经电源内阻，内阻压降对某一级可能形成正反馈，应接RC去耦滤波电路。R一般取几十欧姆，C一般用几百微法大电容与0.1 F小电容相并联。
(4)电路调试技术-自激现象处理
由于功放级输出信号较大，对前级容易产生影响，引起自激。
常见高频自激现象如图12所示。低频自激现象是电源电流表有规则地左右摆动，或输出波形上下抖动。
图12 高频自激现象
处理方法：
功放级①脚与⑤之间接入几百皮法的电容，形成电压并联负反馈，可消除叠加的高频毛刺;
旁路电容；接入RC去耦滤波电路消除。
6注意事项
(1) 输入阻抗问题；
(2) 电源供电问题；
(3) 合理布局问题；
(4) 多级调试问题；
(5) 实际参数与理论参数的关系；
(6) 自激的排除方法。
7收获体会
通过这次设计实践。我学会了音响放大器的基本设计方法，对音响放大器的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对各种放大器的掌握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的方案应用到实践中的时候，问题出现了，不是不能测试，就是测试的结果和要求的结果不相符合。经过解决一个个测试中出现的问题，我们对音响放大器的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。加深了我们对理论与实践联系的理解，促进了我们运用知识解决具体问题的综合应用能力，特别是对音响放大器的应用、理解上升到了更深的一个层次。
东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称：电子电路实践 第次实验 实验名称：音响放大器设计 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室: 实验组别： 同组人员：实验时间：年评定成绩：审阅教师：
实验五音响放大器设计 【实验内容】 设计一个音响放大器，性能指标要求为： 功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能、音调可调(选作) 额定功率≥0.5W(失真度THD≤10%) 负载阻抗10Ω 频率响应f L≤50Hz f H≥20kHz 输入阻抗≥20kΩ 话音输入灵敏度≤5mV 音调控制特性(扩展) 1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围1.基本要求 功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能 额定功率≥0.5W(失真度THD≤10%) 负载阻抗10Ω 频率响应f L≤50Hz f H≥20kHz 输入阻抗≥20kΩ 话音输入灵敏度≤5mV 2.提高要求 音调控制特性1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围。 3.发挥部分 可自行设计实现一些附加功能 【实验目的】 1.了解实验过程：学习、设计、实现、分析、总结。 2.系统、综合地应用已学到的模拟电路、数字电路的知识，在单元电路设计的基础上，利用multisim软件工具设计出具有一定工程意义和实用价值的电子电路。 3.通过设计、调试等环节，增强独立分析与解决问题的能力。 【报告要求】 1.实验要求： (1)根据实验内容、技术指标及实验室现有条件，自选方案设计出原理图，分析工作原 理，计算元件参数。 话音放大器：
由于话筒的输出信号一般只有5mV 左右，而输出阻抗可能高达到20k 。所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到20kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。话筒接入后可能会啸叫，这一般是话筒外壳接地不善引起的。在话筒输入和地直接接一47uF 电容，啸叫基本消除。 由于话筒的输出信号一般只有5mV 左右，而输出阻抗达到20k Ω（也有低输出阻抗的话筒，如20Ω，200Ω等），所以话筒放大器的作用是不失真地放大声音信号（取频率lkHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。 话筒放大器由如图所示电路组成，即由A1组成的同相放大器，具有很高的输入阻抗，能与高阻话筒配接作为话筒放大器电路。 满足：Uo=（1+R4/R1）Ui , 取RF=100K Ω,R1=20 K Ω 其放大倍数AV1为：AV1=1+RF/R1=6 电路中的电容均用来滤波。 混合前置放大器： 混合前置放大器的作用是将mp3输出的声音信号与话音信号混合放大，其电路如下图所示。从图中可以看出，输出电压与输入电压之间的关系为：121 2f f o i i R R v v v R R ?? =-+ ???，式中，1 i v 为话筒放大器的输出信号，2i v 为放音机的输出信号。在实验过程中可调节电位器R1和R2以调整增益。 音调控制器：
题目：音频功率放大器电路 音频功率放大器设计任务 1、基本要求 （1）频带范围 200Hz —— 10KHz，失真度 < 5%。 （2）电压增益 >= 20dB。 （3）输出功率 >= 1 W (8欧姆负载)。 （4）功率放大电路部分使用分立元件设计。 发挥部分 （1）增加音调控制电路。 （2）增加话筒输入接口，灵敏度 5mV，输入阻抗 >> 20 欧姆。 （3）输出功率 >= 10W (8欧姆负载)。 （4）其他。 目录 1 引言····························································· 2 总体设计方案·····················································2.1 设计思路······················································· 2.2 总体设计框图··················································· 3 设计原理分析·····················································3.1设计总原理图 3.2设计的PCB电路图 ··· 1 引言 在现代音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以，就高保真度功放而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。
音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。本次设计旨在熟悉设计流程，达到基本指标。 2 总体方案 根据实验要求，本次设计主要是也能够是用集成功放TDA2030为主的电路 一、电路工作原理 图1所示电路为音频功率放大器原理图，其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，输出功率大于10W，频率响应为10~1400Hz，输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级，且有短路保护和过热保护，可确保电路工作安全可靠。TDA2030使用方便、外围所需元器少，一般不需要调试即可成功。 RP是音量调节电位器，C1是输入耦合电容，R1是TDA2030同相输入端偏置电阻。 R2、R3决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为 （R2+R3）/R2=（0.68+22）/0.68=33.3倍，C2起隔直流作用，以使电路直流为100%负反馈。静态工作点稳定性好。 C4、C5为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。R4、R5称为茹贝网路，用以在电路接有感性负载扬声器时，保证高频稳定性。VD1、VD2是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。 2．电流反馈 电流反馈是指在一个反馈电路中，若反馈量与输出电流成正比则为电流反馈;若反馈量与输出电压成正比则为电压反馈。通常可以采用负载短路法来判断。 从概念上说，若反馈量与输出电压（有时不一定是输出电压，而是取样处的电压）成正比则为电压反馈；若反馈量与输出电流（有时不一定是输出电流，而是取样处的电流）成正比则为电流反馈。在判断电压反馈和电流反馈时，除了上述方法外，也可以采用负载短路法。负载短路法实际上是一种反向推理法，假设将放大电路的负载电阻RL短路（此时，），若
一、实验目的 1）了解音频功率放大器的电路组成，多级放大器级联的特点与性能； 2）学会通过综合运用所学知识，设计符合要求的电路，分析并解决设计过程中遇到的问题，掌握设计的基本过程与分析方法； 3）学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试，学会Altium Designer使用进行PCB制版，最后焊接做成实物，学会对实际功放的测试调试方法，达到理想的效果。 4）培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。 二、实验要求 1）设计要求 设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8Ω。要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标： （1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真； （2）电路输出功率大于8W； （3）输入阻抗：≥10kΩ； （4）放大倍数：≥40dB； （5）具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz 处有±12dB的调节范围； （6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力； （7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。 发挥部分： （1）增加电路输出短路保护功能； （2）尽量提高放大器效率； （3）尽量降低放大器电源电压； （4）采用交流220V，50Hz电源供电。 2）实物要求 正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下： （1）画出电路原理图； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出；
（5）PCB文件生成与打印输出； （6）PCB版图制作与焊接； （7）电路调试及参数测量。 三、实验内容与原理 音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分，如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1）前置放大级 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD 唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，
实验报告 课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 音频功率放大电路 实验类型： 研究探索型实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验内容和原理（必填） 音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分。 作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。 为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示，按其构成，可分为前置放大级，音调控制级和功率放大级三部分。 装 订 线
前置放大电路： 前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为：23 1R R A vf + = 输入电阻：1R R if = 输出电阻：0of =R 功率放大级： 对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块） 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端； 5脚为正电源。 功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载，其作用是把扬声器的电感性负载补偿接近纯电阻性，避免自激和过电压。 图中通过R10、R9、C9引入了深度交直流电压串联负反馈。由于接入C9，直流反馈系数F ′＝1。对于交流信号而言，
音响放大器的设计 摘要：音响放大器所需要设计的电路为话筒放大器，音调控制器及功率放大器。话音放大器的作用是不失真的放大声音信号（最高信号达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗；音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，因此音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器组成。 关键词：音响放大器；话放级；音调控制级；功放级 1设计内容 1．1设计目的 (1)学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 (2)学会音响放大器的设计方法和性能指标测试方法。 (3)培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 1．2设计要求 (1)设计并制作一个音响放大器，主要技术指标要求： ①额定功率：P。>=1W ②负载阻抗：R=8Ω ③频率范围：40Hz~10kHz ④话放级输入灵敏度：5mV ⑤输入阻抗：R>>20Ω ⑥系统的总电压增益A>560倍（55dB） (2)设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。 (3)自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审核。 (4).批准后，进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。 1.3参考方案 (1).电路图设计
①确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出音响放大器方框图。 ②系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 ③参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 ④总电路图：连接各模块电路。 (2).电路安装、调试 ①为提高学生的动手能力，学生自行焊接电路板。 ②在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到所规定的指标。 ③重点调试每一级的输出波形。 ④将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。 2设计方案： 2.1设计方案分析论证 (1)．音响放大器设计思路 ①由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20kΩ（亦有低输出阻抗的话筒如20Ω,200Ω等），所以话音放大器的作用是不失真的放大声音信号（最高信号达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。 ②音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，由其特性可知音调控制器只对低音频与高音频的增益进行提升和衰减，因此，音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器组成。 ③功放级的作用是给音响放大器的负载提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能的小，效率尽可能提高。
放大器的增益测量 放大器并不属于传输线与天线，但由于外场测天线方向图时，信号发射天线处要加串放大器来抵消电缆的损耗，这里也不妨测试一下。 一. 实验目的 了解放大器的增益频响与测试方法。 二．实验准备 PNA3621及其全套附件，待测放大器一只，20dB衰减器2只。 仪器开机时所显示的主菜单第一项应为《频域》，若为《时域》，则按〖↓〗键使光标移到《时域》下，然后按〖→〗键选择想要的《频域》。 ? 扫频方案设置： ????1.选最小频距， 按〖↓〗键使光标移到《频域》旁边的数值下，按〖→〗在两种最小频距间作出选择（0.1MHz或0.025MHz,通常选0.1 MHz，有特殊要求时才用0.025MHz）； 2.BF=40MHz,
按〖↓〗键, 使光标移到《BF》下面, 可按〖→〗〖←〗键对始频进行改动到所需数值为止, 仪器最低频与型号有关； 3.⊿F =148MHz, 按〖↓〗键, 使光标移到《⊿F》下面, 按〖→〗〖←〗键可对频距进行改动, 时域中⊿F不受控； 4.EF =3000MHz。 按〖↓〗键, 使光标移到《EF》下面, 按〖→〗〖←〗键可改变终止频率, 改EF时, 点数N随着变动, 点数N最小为1, 最大为81; EF = BF+(N - 1)⊿F。 三．测试方法 ? 1. 注意事项 注意放大器的最大输出问题, 由于本机输入端口灵敏度较高, 而内部又无程控衰减器,承受功率小于1mW, 测增益时必需外接衰减器以抵消放大器的增益。本机增益只有一档为30dB, 测试时请串入40dB以上的衰减器, 以避免仪器饱和甚至烧毁取样桥, 其衰减器值在40dB以上即可, 不必很准, 因为在校直通时已校进去了。 ?? 2. 测增益 ?? ?仪器按测插损连接，在仪器输入与输出口上各接一根短电缆。输出电缆末端接2个20dB衰减器，再用一个双阴与输入电缆连接起来； 在主菜单下将光标移到《测:A B》下，按〖→〗或〖←〗键, 使A下为《增益》,B下空白； ????按〖↓〗键使光标移到《校:直通》下, 再按〖执行〗键； ??? 画面转为方格坐标, 示值为0dB, 取下双阴，串入待测放大器（见上图），然后记下或打印下测试曲线； 将一个衰减器放在放大器输入端，一个放在输出端，记下或打印测试曲线，即可得到30dB以内的增益频响曲线； 将两个衰减器全部接在放大器后面，记下或打印下测试曲线； 比较三次测试结果，假如差别不大，说明该放大器输出功率较大，线性好。假如差别较大，说明该放大器输出功率较小，只适用于弱信号的放大； 假如增益超过30dB, 而不超过50dB, 则可直接在放大器前(或后)再串入一
音响放大器的设计 一、 设计任务 1) 功能要求：具有话筒扩音、音调控制、音量控制，卡拉OK 伴唱 2) 已知条件：集成功率放大器LM386 1个，10K 欧姆高阻话筒一个（咪头，要加上拉电阻），输出电压为5mV ,集成运放LM324一只， +VCC = +9V ，8Ω/2W 负载电阻RL 1只，8Ω/4W 扬声器1只,MP3一台（连接输入线一条） 3) 主要技术指标：额定功率 Po ≥0.3W(γ <3%)； 4) 负载阻抗 RL=8Ω； 5) 截止频率fL=50Hz ，fH=20kHz ； 6) 音调控制特性 1kHz 处增益为0dB ，125Hz 和8kHz 处有±12dB 的调节范围，A VL=A VH ≥20dB ； 7) 话放级输入灵敏度 5mV ； 8) 输入阻抗 Ri>>10K Ω。 二、 实验器材 实验所需元件、示波器、万用表、覆铜板、函数发生器、热转印机、钻孔机、环保腐蚀液、变压器、MP3、喇叭等等 三、 功能模块组成和增益分配 图 1功能模块组成 话筒输入 5mv 话音放大器（4.7倍）音频输入 100mv 混合前置放大(3倍)音调控制器（0.8倍）功率放大器（30倍）扬声器+9V 电源
四、功能模块设计 （一）工作电源（+9V） 电源模块由实验室稳压试验箱经过J1、J2接入电路模块，S1为电源开关，W1是7809稳压芯片，期中C3、C4为电源输入的滤波电容，C5、C6为电源输出的滤波电容，D1为发光二极管做上电指示用，P2为4个短接到地上的排针接口，作为测试用的接口。 图2稳压模块 （二）话筒输入和话音放大器 由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，输出阻抗高。所以话音放大器用来不失真地放大声音信号，输入阻抗需远大于话筒的输出阻抗，且符合阻抗匹配。第一级设计成增益为： A V1=1+R2/R4=47K/10K=4.7， R2 =75KΩ; R4=10KΩ，放大后输出电压为V o1按设计要求应该达到24mv，原理图如下： 图3话音放大器
课程设计任务书学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 音响放大器设计与制作 初始条件：集成芯片LM324三块，LM386一块，瓷片电容，电解电容，电位器若干，4Ω/扬声器一个。 要求完成的主要任务: （1）技术指标如下： a．输出功率：； b．负载阻抗：4欧姆； c．频率响应：fL~fH=50Hz~20KHz； d．输入阻抗：>20K欧姆； e．整机电压增益： >50dB； （2）电路要求有独立的前置放大级（放大话筒信号）。 （3）电路要求有独立的功率放大级。 时间安排： 2016年1月10日查资料 2016年1月11，12日设计电路 2016年1月13日仿真 2016年1月14日，15日实物调试 2016年1月16日答辩 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要......................................................... ABSTRACT ...................................................... １电路方案的比较与论证........................................ 音响放大器的总设计........................................... 放大电路的比较与论证........................................ 音频功率放大电路的比较与论证................................ 2核心元器件介绍............................................... LM324的介绍................................................. LM386的介绍................................................. 3电路设计 .................................................... 直流稳压电源电路的设计...................................... 话音放大器.................................................. 混合前置放大器.............................................. 音调控制器.................................................. 功率放大电路的设计.......................................... 总电路图 (18) 4用MULTISIM进行仿真.......................................... 话放与混放性能测试.......................................... 单独功放性能测试 (20)
模拟电子技术课程设计 语 音 放 大 器 姓名：伍慧兰 学号：2015550828 班级：15通信工程1班 指导老师：罗光明 目录 一、设计目的 (2) 二、知识点和设计内容 (2) 三、设计方案 (3) 四、实验原理与参考电路 (4) （一）实验原理图如图1-2 (4) （二）实验原理 (5) 1) 前置放大器 (5) 2) 有源带通滤波器 (5) 3) 功率放大器 (6)
五、实验的主要元器件 (7) （一）元器件清单 (7) （二）部分器件的使用介绍 (8) 1) LM324芯片 (8) 2) TDA2030引脚图与应用电路参数 (12) 六、实验步骤 (13) （一）电路仿真实验 (13) （二）硬件实物实验 (19) 1) 前置放大器的焊接与调试 (19) 2) 有源带通滤波器 (20) 七、实验中的问题提出与解决方法 (24) 八、注意事项 (25) 九、实验感想 (26) 参考资料 (27) 语音放大器设计 一、设计目的 1、了解语音识别知识； 2、掌握集成运算放大器的工作原理及其应用； 3、掌握低频小信号放大电路、带通滤波器和功放电路的设计方法； 4、培养应用现代工具对模拟电子系统进行仿真测试、制作调试、故障检查及分析的能力； 5、培养市场素质、工艺素质、自主学习能力、分析问题解决问题的能力以及团队精神； 6、培养文献查阅与综述和撰写课程设计报告的能力。 二、知识点和设计内容 本实验的知识点为分立元件放大器或集成运放、有源滤波器、集
成功率放大器；涉及电子电路各个模块之间的联合调试技术。 三、设计方案 语音放大器设计的基本设计思路 分析可知本语音放大器应包括输入电路、前置放大器、有源带通滤波器、功率放大器、扬声器等几部分组成，如图1-1所示。 前置放大器可采用集成运算放大器，有源带通滤波器可采用LPF 和HPF 串联构成，功率放大电路选用集成功放。 设计的性能指标 通常语音信号非常微弱，需要经过放大、滤波、功率放大后才能驱动扬声器发声。假设语音信号为峰峰值不大于10mV 频率范围100Hz~3kHz 的正弦波，要求驱动8Ω1W 的扬声器。具体性能指标如下： 1、前置放大器：输入信号Uid ≤10mV ；输入阻抗Ri ≥100k Ω 2、有源带通滤波器：通带100Hz~3kHz ；增益Au=1 3、功放：最大不失真输出功率Pomax ≥1W ；负载阻抗R L =8Ω 4、输出功率连续可调；直流输出电压≤50mV ；静态电源电流≤100mA 输入 电路 前置 放大 带通 滤波 功率 放大 图1-1 语音放大电路原理框图
电子技术（综合）课程设计 题目名称：音响放大器的设计 班级：电气1302班 学号： 姓名： 指导教师：吴建国 日期：2015.6.27
音响放大器的设计 1. 设计任务和要求： (1) 具有对话筒与录音机输出信号进行扩音、音调控制、卡拉OK 伴唱等功能。 (2) 主要技术指标：额定功率O W P ≥1（γ<3%）；负载阻抗L 8R =Ω；截止频率 L 40f z =H ，H k 10f z =H ；音调控制特性：k 1z H 处增益为0dB ；z H 100处和k 10z H 处有12±dB 的调节范围；VL LH 20A A =≥dB ；话筒放大级输入灵敏度mV 5；录音机的输出信号电压为mV 100；输入阻抗i 20R >>Ω。（为了保证设计内容的多样性，技术指标部分可另取值）。 (3) 主要器件：CC V =+9V ；话筒（低阻20Ω）电子混响模块一个；集成功放LA4102一只；集成运放LM324一只（或μA741 3只）；W 8/2Ω负载电阻L R 一只；W 8/4Ω扬声器一只。 题目分析或内容摘要： 这个音响放大器的设计过程为：首先确定整机电路的级数，再根据各级的功能及技术指标要求分配电压增益，然后分别计算各级电路参数，通常从功放级开始向前级逐级计算。只需给定电子混响器电路模块，需要设计的电路为话筒放大器，混合前置放大器，音调控制器及功率放大器。根据题意要求，输入信号为5mV 时输出功率的最大值为lW ， 因此电路系统的总电压增益∑u A =L PoP ／Ui=566(55dB)，由于实际电路中会有损耗，故取∑u A =600(55·6dB)，各级增益分配如图4所示。功放级增益4u A 由集成功放块决定，取4u A =100(40dB)，音调控制级在fo=lkHz 时，增益应为1(0dB)，但实际电路有可能产生衰减，取3u A =0.8 (一2dB)。话放级与混合级一般采用运算放大器，但会受到增益带宽积的限制，各级增益不宜太大，取1u A =7．5(17．5dB)，2u A =l(OdB)。 2. 设计方案 甲类放大器作为一种最古老，效率最低，最耗电，最笨重，最耗资，失真最小的放大器 输入音 频信号 前置放大级电路 共射-共基电路 共射-共基电路 恒压源电路 推动级 反馈电路 至末级 功放 沃尔漫电路
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 音响放大电路的设计仿真与实现 初始条件： 可选元件：集成功放，电容、电阻、电位器若干；或自选元器件。 可用仪器：示波器，万用表等。 要求完成的主要任务: （1）设计任务 根据技术指标和已知条件，完成对音频功率放大器的设计、仿真、装配与调试，并自制直流稳压电源。 （2）设计要求 ①设计一个失真小，具有话筒放大，电子混响、混合前置放大、音调控制、功率放大的音 响放大电路；输出功率1W左右，负载电阻8Ω；频率响应20~20KHz以内，输入阻抗大于20kΩ。 ② 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。 ③ 利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理 并仿真实现系统功能。 ④ 安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 ⑤ 选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。 时间安排： 1、前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。 2、后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要 (3) 1.1设计任务 (3) 1.2设计要求和技术指标 (3) 1.3发挥部分 (3) 2设计总体方案 (4) 2.1 音响模块流图 (4) 2.2电路方案的比较与论证 (4) 3 核心元器件介绍 (6) 3.1集成功放TDA2030A简介 (6) 3.2 LM324的介绍 (7) 4各模块电路原理与总电路图 (9) 4.1话音放大器 (9) 4.2电子混响器 (10) 4.3混合前置放大器 (11) 4.5功率放大器 (16) 5音响放大器的技术指标及测试方法 (18) 5.1额定功率 (18) 5.2音调控制曲线 (18) 5.3输入阻抗 (18) 5.4噪声电压 (18) 参考文献 (20)
音频功放 一、.设计方案： 音频功率放大器要求： 输入信号为50mv ，50~15KHz 的音频信号，负载为8Ω扬声器的情况下，输出Pom ≥5W 。 本方案分两级设计，第一级采用集成运算放大器构成的比例放大器做为激励，主要完成对小信号的放大。要求放大倍数大，输出阻抗低，频带宽度宽，噪音低。第二级采用双电源的OCL 电路做为功放输出级，功率放大器决定了整机的输出功率、非线性失真系数等指标，要求效率高、失真尽可能小、输出功率大。 二、.各部分电路分析： 1．电源部分： . 由于设计要求om P 为5W ，根据L CES CC om R U V P 2)(2 -=（其中R L 为8 Ω，CES U 一般取3V 以上），所以有： L om CES CC R P U V ?+≥2 即CC V V 12≥ 本方案选用了±15V 的CC V 电压。 为了得到稳定的±15V 电源，电源部分将由三部分组成：
（1） 变压器部分：由于需得到±15V 的稳定电压，所以输入稳压电路的电压需略高于±15V 。本方案采用±17.5V 输出的变压器。 （2） 整流部分：采用单相桥式整流电路，可选用四个1N4007二极管或桥堆，最大整流电流1A 即可。 （3） 稳压部分：为得到稳定的±15V 电源，稳压部分采用7815与7915的集成三端稳压芯片，输入端并接一个4700μF 电解电容，以改善纹波与抑制输入的过电压；输入端和输出端各并接一个0.1μF 瓷片电容，以改善负载的瞬态响应。值得注意的是，输入端的4700μF 电解电容的耐压值必须满足 V V U 2525.17max ≈?≥ 实验证明刚好25V 的耐压会由于变压器输出的瞬间电压过高而报废。所以本方案选用50V 耐压的电容。 （4） 滤波部分：采用常用的电容滤波，取值1000μF 。此1000μF 只要高于15V 就可以。由于稳压芯片输出可能略高于15V ，所以本方案采用25V 耐压的电容。 2．功放部分： 电路图如图： 由两部分构成，前级采用集成运算放大器构成的比例放大电路，对输入的信号进行电压放大，输出级采用OCL 互补输出结构的功率放大电路，对经过前级放大的信号进行功率放大。 晶体管1Q ～4Q 组成复合式晶体管互补对称电路。1Q 、2Q 为相同类型的NPN 管，组成复合式的NPN 管；3Q 、4Q 为不同类型的晶体管，组成复合式的PNP 管，用于多级放大。
课程设计 题目音响放大器的设计与制作学院信息工程学院 专业通信工程 班级0905 姓名刘洋 指导教师 2010 年月日
武汉理工大学信息学院模电课程设计 课程设计任务书 学生姓名：刘洋专业班级：通信0905班 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 音响放大器设计与制作 初始条件： 1.TDA2030A 2.LM324 要求完成的主要任务: (1)技术指标如下： a．输出功率：0.5W； b．负载阻抗：4欧姆； c．频率响应：f L~f H=50Hz~20KHz； d．输入阻抗：>20K欧姆； e．整机电压增益： >50dB； (2)电路要求有独立的前置放大级（放大话筒信号）; (3)电路要求有独立的功率放大级。 参考书： 1.《电子线路设计·实验·测试》第三版，谢自美主编，华中科技大学出版社 2.《通信电子线路》第二版，刘泉主编，武汉理工大学出版社 3.《高频电子线路》第三版张肃文主编高教出版社 时间安排： 第18周理论讲解。 第19周理论设计、实验室安装调试，地点：鉴主13楼通信工程综合实验室、鉴主15楼通信工程实验室（1） 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
音响放大器的设计与制作 学生姓名：刘洋 内容摘要： 本文介绍了音响的构成、功能、及工作原理，它由TDA2030芯片所组成的功放电路，LM324四运放大器为前置放大和音调放大构成，本身具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点。而TDA2030一款输出功率大，最大功率到达35W 左右，静态电流小，负载能力强，动态电流大既可带动4-16Ω的扬声器，电路简洁，制作方便、性能可靠的高保真功放，并具有内部保护电路。本设计的功能是将输入音频信号进行放大，是一种可普遍用于家庭音响系统、立体声唱机等电子系统中，便于携带，适用性强。 关键词：TDA2030 OTL 输出功率 LM324 Audio amplifier design and production Abstract: This article describes the sound of the composition, function, and principle, it is formed by the TDA2030 chip power amplifier circuit, LM324 quad op amp as the preamp and tone to enlarge constitute itself with supply voltage range, the static power consumption can be a single power use and low cost advantages. The TDA2030 a high output power, maximum power reaches 35W or so, the static current, load capacity, dynamic current can drive large 4-16Ωspeaker, circuit simplicity, making convenient and reliable high-fidelity power amplifier, and an internal protection circuit. This design feature is the input audio signal amplification, Is generally available for home audio systems, stereo player and other electronic system, portable applicability. Key words :TDA2030 OTL Output power LM324
北京交通大学 电工电子教学基地 实验报告 实验课程：模拟电路技术实验 实验名称：语音放大器 班级：自动化0802 学号: 08212032 姓名: 程仕湘 小组组员: 刘加奇吴昊 实验日期： 2010年6月
一、实验目的： (一)通过实验培养学生的市场素质、工艺素质、自主学习的能力、分析问题解决问题的 能力以及团队精神 (二)通过实验总结回顾所学的模拟电子技术基础理论和基础实验，掌握低频小信号放大 电路和功放电路的设计方法 二、设计任务与要求 (一)原理框图 语音放大电路由“麦克”、“前置放大器”、“有源带通滤波器”、“功率放大器”、“扬声器”几部分构成。如下图所示，并且可以采用前几个实验的设计方案，作适当的参数调整来实现本实验的要求。 1.前置放大电路 前置放大电路可以采用差分放大电路经改进来实现，也可采用集成运放构成的同相比例运算放大电路。典型情况下，信号的最大幅度可能仅有若干毫伏，共模噪声可能高达几伏。放大器输入漂移和噪声等因素对于总的精度至关重要，放大器本身的共模抑制特性也是同等重要的问题。因此前置放大器应该是一个高输入阻抗、高共模抑制比、低漂移的小信号放大电路。 2.有源滤波电路 有源滤波电路是用有源器件与RC网络组成的滤波电路。有源滤波电路的种类有低通，高通，带通，带阻滤波器，本实验着重讨论带通滤波器，滤除各种噪声信号，而使正常的语音信号通过。 3.功率放大电路 功率放大电路的主要作用是向负载提供功率，使信号能够驱动负载（喇叭）。要求输出功率尽可能大，转换功率尽可能高，非线性失真尽可能小。 (二)性能指标：
各基本单元电路的设计条件分别为： 1. 前置放大器 输入信号：U id ≤5mv 输入阻抗：R i >100k Ω。 2. 有源带通滤波器 带通频率范围：300Hz ～3kHz 增益：Au ≥1 3. 功率放大器 最大不失真输出功率：P om ≥1W 负载阻抗：R L =8Ω 电源电压：+5 V ，+12V ，-12V 4. 输出功率连续可调 直流输出电压：≤50mV （输出开路时） 静态电源电流：≤100mA （输出短路时） 三、 实验原理与参考电路 (一) 前置放大电路 前置放大电路可以采用教材中差分放大电路经改进来实现，也可以采用集成运放构成测量用小信号放大电路。 方案一：集成运放构成前置放大电路时，为提高输入电阻和共模抑制性能，减小输出噪声，必须采用同相放大电路结构，为尽量保证不失真放大，宜采用两级运放电路。这两级运放放的芯片可以采用单片双运放LM324。 。 图二 LM324组成的前置放大电路 V1 5mV 3.54mV_rms 1000Hz 0Deg R1 100koh m R2 1.1Moh m R3110koh m 3 2 11 4 1 U3A LM 324AD 5 6 11 4 7 U3B LM 324AD 15V VCC R4 100ohm -15V VDD R5110ohm 55% 10kOhm Key = a R615V VCC -15V VDD
模拟电路课程设计报告设计课题：音响放大器设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：
音响放大器设计 一、任务与要求 设计一音响放大器，要求具有话筒扩音、混合前置放大、音调输出控制、音量控制，功率放大等功能。 各级主要作用 话音放大级：话音放大器的作用是不失真地放大声音信号。 混合前置放大级：将磁带放音机输出的音乐信号与电子混响后的声音信号混合放大。 音调控制放大级：主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，音调控制器只对低音频与高音频的增益进行提升与衰减，中音频的增益保持0dB不变。 功率放大级(简称功放)：给音响放大器的负载(扬声器)提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高。 已知条件 +VCC = +9V，话筒(低阻20 )的输出电压为5mV，录音机的输出信号电压为100mV。电子混响延时模块1个，集成功放LA4102 1只，8 /2W负载电阻RL 1只，8 /4W扬声器1只，集成运放LM324 1只（或mA741 3只）主要技术指标 额定功率Po≥1W( <3%)； 负载阻抗RL=8 ； 截止频率fL=40Hz，fH=10kHz； 音调控制特性：1kHz处增益为0dB，100Hz和10kHz处有±12dB的调节范围，A VL=A VH≥20dB； 话放级输入灵敏度5mV； 输入阻抗Ri>>20 设计过程 整机电路由话音放大器、混合前置放大器、音调控制放大器、功率放大器组
成，根据各级的功能及技术指标要求分配电压增益，分别计算各级电路参数，通常从功放级开始向前级逐级计算 ，根据技术指标要求，音响放大器的输入为5mV 时，输出功率大于1W ，则输出电压V o>=2.8V 。总电压增益Av Σ=V o/Vi>560倍(55dB)。各级放大倍数如下图所示： 二、设计与论证 方案一：话音放大级、混合前置放大级、音调控制放大级各用一个UA741，功率放大级用LA4102。 方案二：话音放大级、混合前置放大级、音调控制放大级共用一个LM324功率放大级用LA4102。 由于多级放大各级信号会互相产生干扰，合理布线，把级与级间的距离拉大是减小信号干扰的好方法，此时方案一是个不错的选择，但每一级各用一个UA741电路元件增多，电路板面积就会增大，不但不美观也不经济。方案二中LM324是四运放集成电路，电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉、放大效果好，话音放大级、混合前置放大级、音调控制放大级共用一个LM324电路元件少，占用电路板面积小，不仅美观而且经济。 三、电路设计与参数计算 1、话音放大级 由于话筒的输出信号一般只有5mV 左右，而输出阻抗达到20k Ω(亦有低输出阻抗的话筒如20Ω，200Ω等)，所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。 电路原理图，电压放大倍数Av 仅由外接电阻R 11和R 12决定：Av=1+R 12/R 11按要求该级的放大倍数Av =8.5 话放级混放级音调级5mV A V1 8.5倍18.5dB 42mV A V23倍9.5dB 125mV A V30.8倍–2dB 100mV A V430倍29.5dB 3V A V =612倍(56dB) 功放级