音频放大器课程设计
- 格式:doc
- 大小:1.03 MB
- 文档页数:9
高保真音频功率放大器课程设计一、设计任务音频放大器的目的是以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实、高效和低失真的输入音频信号。
音频频率范围约为20 Hz~20 kHz,因此放大器必须在此频率范围内具有良好的频率响应。
音频功率放大器的主要作用是向负载提供功率,要求输出功率尽可能大,效率尽可能高。
非线性失真尽可能小。
音频功率放大器的特点:1. 输出功率足够大;为获得足够大的输出功率,功放管的电压和电流变化范围应很大。
2. 效率要高;功率放大器的效率是指负载上得到的信号功率与电源供给的直流功率之比。
3. 非线性失真要小;功率放大器是在大信号状态下工作,电压、电流摆动幅度很大,极易超出管子特性曲线的线性范围而进入非线性区,造成输出波形的非线性失真,因此,功率放大器比小信号的电压放大器的非线性失真问题严重。
根据框图设计出高保真音频功率放大器。
高保真音频功率放大器设计框图二、设计要求A要求了解集成功率放大器内部电路工作原理,掌握其外围电路的设计与主要性能参数的测试方法。
B要求掌握音频功率放大器的设计方法与小型电子线路系统的装调技术。
三、主要技术指标根据技术指标和已知条件,选择合适的功放电路,如:OCL、OTL、BTL电路。
完成对高保真音频功率放大器的设计、装配与调试。
A输出功率10W频率响应20-20KHZ效率>60失真度<0.5%B选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图,阐述基本原理。
(用PSPICE、EWB软件完成仿真)C安装调试并按规定格式完成课程设计报告书D自制电源。
电子课程设计课程设计名称 : 电子课程设计课程设计题目 : 音频放大器设计学院名称:工学院班级:11级通信工程学号:201101030119姓名:陶媛指导教师:朱家兴2013年 8 月 25摘要进入21世纪以后,各种便携式的电子设备成为了电子设备的一种重要的发展趋势。
从作为通信工具的手机,到作为娱乐设备的MP3播放器,已经成为差不多人人具备的便携式电子设备。
在一些电子设备中,常常要求放大电路的输出级能够带动较重负载,因而要求放大电路具有较高的效率,能够根据负载的要求提供足够的输出功率。
本系统是基于三极管元件设计而成的一种音频放大器,由前置放大电路、带通滤波电路、混频电路、电源电路四部分构成。
前置放大电路主要由差分放大电路构成,外加恒流源提供偏置,抑制电路的温漂,提高共模增益比。
然后通过由一个二阶压控电压源高通滤波器和一个二阶压控电压源低通滤波器构成的带通滤波器,再接入一个混频电路(可加入背景音乐),最后通过电容耦合到功率放大电路中除去了直流对后级放大电路的影响。
混频电路由一个简单的加法器构成。
本次课程设计整个过程涉及到理论计算,电路板布局,焊接技术,电子仪器的使用等一系列知识要点。
本方案使用MIC驻级体话筒收集人说话的微弱信号,并由话筒变成电信号,经过音频放大电路的多级放大,最后由耳机插座X2输出,输出的信号由外接的耳机或扬声器发出声音关键字:电子设备声音信号电信号放大目录前言 (1)一、设计内容及要求 (2)二、系统组成及工作原理2.1 系统组成 (3)2.2 工作原理 (4)三、功率放大电路设计3.1 功率放大电路 (5)3.2 模块组成及工作原理 (5)四、系统调试4.1 实验与调试 (7)4.2 测试结果与分析 (7)结论 (8)参考文献 (9)前言科学技术是第一生产力。
以前的三次工业革命就使我们的社会发生了翻天覆地的变化,使我们由手工时代进入了现代的电器时代。
同时科技在国家的国防事业中发挥了重要的作用,只有科技发展了才能使一个国家变得强大,才能使一个名族变得富强。
一、设计电路的结构和框图OCL音频放大器总体方框图音频放大器主要用来对音频信号(频率范围大约为数十赫兹至数千赫兹)进行放大,他应具有以下几方面功能。
1.对音频信号进行电压放大和功率放大,能输出大的交流功率。
2.具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗,负载能力很强。
3.非线性失真和频率失真要小(高保真)。
4.能对输入信号中的高频和低频部分(高低音)分别进行调解(增强或减弱),即具有音调控制能力。
为了实现音频放大电路的上述功能,构成电路时可采用多种方案,但无论哪种,都包括以下3部分。
(1)输入级主要是把输入的音频信号有效的传递到下一级,并完成信号源的阻抗变换。
(2)音调控制电路完成高低音的提升和衰减,为了与音调控制电路配合,这部分还应设置电压放大电路。
(3)输出级将电压信号惊醒功率放大,以便在扬声器上得到足够大的不失真功率。
音频放大电路组成方框图如图1。
图1 音频放大器组成方框图二、OCL音频放大器单元电路设计1.输入级此电路采用射级输出器作为输入级,利用它的高输入电阻以减小信号电流,并且为了提高输入电阻,该级的个电阻(R2、R3、R4、R5、RW1)的阻值都选择的较大。
该输入级的输出信号经电容耦合到电位器(RW1)上,RW1是音量调节电位器,通过他来调节输入到下一级(电压放大电路)信号电压的大小。
2.电压放大电路电压放大电路由运算器A1(5G23)构成,A1和外接的电阻元件构成典型的同相输入放大电路。
该电路放大倍数Au1=1+R9/R7该电路图中的R6为直流平衡电阻,C13为外接电容,用来消除电路可能产生的高频振荡,它应接在运放的补偿端上,如果采用带有内部校正的运算放大器时他就可以省去。
3音调控制电路音调控制电路有多种类型,常用的有3种。
1)衰减式RC控制电路。
2)反馈式音调控制电路。
3)混合式音调控制电路。
典型的衰减式音调控制电路如图2所示。
电路中的元件参数满足下列关系:C1和C2容量远小于C3和C4,电位器R W1和R W2的阻值。
一.设计任务1.1设计要求(1)采用运算放大集成电路和功率放大集成电路完成小功率音频放大器的设计。
要求输入信号幅度:V p-p =10~50mV ,放大器增益0~40dB 可调,放大器带宽100Hz ~10kHz ,有效输出功率1~2W ,输出阻抗8~16Ω。
(2)巩固和加深对电路CAD 课程的理解,培养我们运用电路CAD 技术去独立完成一个实际课题的能力。
培养针对课题需要,查阅文献资料的能力,学会独立思考、深入钻研和分析解决问题的方法。
(3)使我们熟练掌握电路仿真软件EWB 的使用方法,对一般的模拟电路和数字电路进行分析和仿真;熟练掌握电路设计软件Protel 的使用方法,能正确绘制电原理图和电路板图。
1.2 功率放大器的基本原理音频功率放大器就是对较小音频信号进行放大,使其功率增加,然后输出前置放大主要完成对小信号的电压放大,使得到后一级所需要的输入。
后一级主要对音频进行功率放大,使其能够驱动电阻得到需要的音频。
根据技术指标需要设计时确定合适的分配。
Pomax=2W,输出电压U= U =L R Po max =4V ,要使输入为10mV 的号放大到输出的4V ,需要的总放大倍数为400。
总体设计框图如图2—1所示:图1—1音频功率放大器各级增益的分配,前级电路电压放大倍数为4;音频功放的电压放大倍数为100。
二.音频功率放大器简介在现代音响普及中,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。
2.1 早期的晶体管功放半导体技术的进步使晶体管放大器向前迈进了一大步。
自从有了晶体管,人们就开始用它制造功率放大器。
早期的放大器几乎全用锗管来制作,但由于锗管工艺上的一些原因,使得放大器中所用的晶体管,尤其是功放管性能指标不易做得很高,例如,共发射极截止频率fh的典型值为4kHz,大电流管的耐压值一般在30V一40V左右。
1 概述在介绍音频功率放大器的文章中,有时会看到“THD+N”,THD+N是英文Total Hormonic Distortion +Noise 的缩写,译成中文是“总谐波失真加噪声”。
它是音频功率放大器的一个主要性能指标,也是音频功率放大器的额定输出功率的一个条件。
THD+N性能指标THD+N表示失真+噪声,因此THD+N自然越小越好。
但这个指标是在一定条件下测试的。
同一个音频功率放大器,若改变其条件,其THD+N的值会有很大的变动。
这里指的条件是,一定的工作电压VCC(或VDD)、一定的负载电阻RL、一定的输入频率FIN(一般常用1KHZ)、一定的输出功率Po下进行测试。
若改变了其中的条件,其THD+N值是不同的。
例如,某一音频功率放大器,在VDD=3V、FIN=1kHz、RL=32Ω、Po=25mW条件下测试,其TDH+N=0.003%,若将RL改成16欧,使Po增加到50mW,VDD及FIN不变,所测的TDH+N=0.005%。
一般说,输出功率小(如几十mW)的高质量音频功率放大器(如用于MP3播放机),它的THD+N指标可达10-5,具有较高的保真度。
输出几百mW的音频功率放大器,要用扬声器放音,其THD+N一般为10-4;输出功率在1~2W,其THD+N更大些,一般为0.1~0.5%.THD+N这一指标大小与音频功率放大器的结构类别有关(如A类功放、D类功放),例如D类功放的噪声较大,则THD+N的值也较A类大。
这里特别要指出的是资料中给出的THD+N这个指标是在FIN=1kHz下给出的,在实际上音频范围是20Hz~20kHz,则在20Hz~20kHz范围测试时,其THD+N要大得多。
例如,某音频功率放大器在1kHz时测试,其TDH+N=0.08%。
若FIN改成20Hz-20kHz,,其他条件不变,其THD+N变为小于0.5%。
输出额定功率的条件过去有用“不失真输出功率是多少”这种说法来说明其输出功率大小。
音频功率放大器的设计任务书1 设计指标(1)直接耦合的功率放大器,额定输出功率10W,负载阻抗8Ω;(2)具有频响宽、保真度度、动态特性好及易于集成化;(3)采用分立元件设计;(4)所设计的电路具有一定的抗干扰能力。
2 设计要求(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)S C H文件生成与打印输出。
3 编写设计报告写出设计的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。
4 答辩在规定时间内,完成叙述并回答问题。
音频功率放大器设计摘要:这款功放采用了典型的OC L功放电路,为全互补对称式纯甲类DC结构,功放的每一级放大均工作于甲类状态。
输入级和电压放大级采用线性较好的沃尔漫电路,差分管及电流推动管分别为很出名的K170、J74(可用K389、J109孪生对管对换)对管和K214、J77中功率M OS管,功率输出级为2SC5200和2S A1943大功率东芝管并联输出,功率强劲,驱动阻抗2Ω的喇叭也轻松自如,毫不费力。
综合运用了我们前面所学的知识。
设计完全符合要求。
关键字:沃尔漫电路T IM共源-共基电路共射-共基电路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。
2设计思路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,失真最小的放大器它有吸引人的音质。
甲类放大器输出电路图1前置放大电路框图本身具有抵消奇次谐波失真,且甲类放大器管子始终工作在线性曲线内,晶体管自始自终处于导通状态。
因此,不存在开关失真和交越失真等问题。
甲类放大器始终保持大电流的工作状态。
所以对猝发性声音瞬间升降能迅速反映。
因而输出功率发生急剧变化时,电12源电流变化微乎其微。
由这种强大的驱动者来推动扬声器就能轻而易举的获得高保真的重放效果。
为了能得到好的音质,在设计时,我采用了前后级分离。
课程设计报告--音频功率放大器设计音频功率放大器设计报告一、引言音频功率放大器是电子工程领域中的一个重要组成部分,它能将输入信号放大并驱动扬声器输出高质量的音频信号。
音频功率放大器设计的主要目标是提高音频信号的功率,同时保持音频信号的稳定和高保真度。
本报告将介绍一个音频功率放大器的设计过程,包括电路设计、原理图设计、仿真和测试结果等。
二、电路设计1. 器件选择首先需要选择适合的放大器芯片和其他必要的元件。
在音频功率放大器设计中,常用的芯片有TDA2030、TDA2050等,选择芯片时需考虑芯片的功率输出、输入电压、高保真度等参数。
2. 电路图设计根据所选芯片的数据手册和设计要求,进行电路图的设计。
电路图设计主要包括输入电路、放大电路、输出功率放大电路等部分。
在设计过程中应注意信号的阻抗匹配、滤波等问题。
三、原理图设计根据电路设计,绘制电路的原理图。
原理图将各个部分的连接关系以及元件的数值等信息展示出来,为后续的仿真和测试提供便利。
四、仿真基于设计好的原理图,进行电路仿真。
使用仿真软件(如Proteus、Multisim等)对电路进行仿真,验证放大器的性能指标,包括功率输出、频率响应、失真度等参数。
五、测试结果根据仿真结果,制作音频功率放大器的实物电路,并进行测试。
测试包括输入信号的幅值、频率、输出功率、失真度等参数的测量。
根据测试结果,评估设计的音频功率放大器的性能和有效性。
六、总结通过本次课程设计,了解了音频功率放大器的设计过程,掌握了电路设计、原理图设计、仿真和测试等技能。
同时也深入了解了音频功率放大器的重要性和应用领域。
在今后的学习和工作中,将进一步拓展音频功率放大器设计的知识,不断提高设计水平,为音频领域的发展做出更大的贡献。
课程设计音频放大电路一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握音频放大电路的基本原理,理解放大电路在音频设备中的应用;2. 让学生掌握三极管、运算放大器等电子元件在音频放大电路中的作用及相互关系;3. 让学生了解不同类型音频放大电路的特点和适用场合。
技能目标:1. 培养学生能够根据实际需求设计和搭建简单的音频放大电路;2. 培养学生运用所学知识分析和解决音频放大电路中常见的问题;3. 提高学生动手实践能力,熟练使用电子仪器和设备进行电路测试。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发学生主动探索和创新的欲望;2. 培养学生团队协作精神,学会与他人共同分析和解决问题;3. 增强学生的环保意识,关注电子设备对环境的影响。
课程性质:本课程属于电子技术领域,以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点:学生为九年级或十年级,已具备一定的物理知识和电子元件基础,对实际操作有较高的兴趣。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识:a. 音频放大电路原理:介绍放大电路的基本概念、工作原理和性能参数;b. 电子元件:讲解三极管、运算放大器等元件的原理、特性及应用;c. 音频放大电路类型:分析不同类型音频放大电路的优缺点及适用场合。
2. 实践操作:a. 电路搭建:指导学生根据设计要求搭建音频放大电路;b. 电路测试:教授学生使用电子仪器测试电路性能,分析实验数据;c. 故障排查:培养学生分析电路故障原因,提高问题解决能力。
3. 教学大纲:a. 第一课时:音频放大电路原理及电子元件介绍;b. 第二课时:不同类型音频放大电路分析;c. 第三课时:电路搭建与测试;d. 第四课时:故障排查与问题解决。
4. 教材章节:a. 教科书第三章第二节:放大电路的基本原理;b. 教科书第四章第二节:三极管、运算放大器等电子元件的原理及应用;c. 教科书第五章:音频放大电路的设计与搭建。
目录1 初始条件及其任务分析 (1)1.1 初始条件 (1)1.2 基本要求 (1)1.3 功率放大电路要测试的基本内容 (1)2 设计流程 (2)3 设计方案简介及其仿真分析 (3)3.1 OCL音频功率放大器 (3)3.2 原理图说明 (4)3.3 PROTEL仿真 (6)4 焊接电路板 (7)4.1 焊电路板的操作步骤 (7)4.2 焊接成功的电路板图...................... 错误!未定义书签。
5 调试与检修 (8)5.1 调试 (8)5.2 检修 (9)6 心得体会 (9)7 参考文献 (11)1 初始条件及其任务分析1.1 初始条件具备模拟电子电路的理论知识;具备模拟电路基本电路的设计能力;具备模拟电路的基本调试手段;自选相关电子器件;可以使用实验室仪器调试。
1.2 基本要求(1)不失真输出功率≥2.4 W,频率响应:20HZ~20KHZ(2)输入阻抗≥ 50KΩ,输入电压≤ 5mv(3)具备高音和低音的音调控制功能(4)效率>60%(5)电路板焊接、调试(调试步骤可以参考《模拟电子技术实验指导书》有关放大器测试过程)(6)安装调试并完成符合学校要求的设计说明书1.3 功率放大电路要测试的基本内容(1)测量输出电压放大倍数Au测试条件:直流电源电压14v,输入信号1KHz 70 mv(振幅值100mv),输出负载电阻分别为4Ω和8Ω。
(2)测量允许的最大输入信号(1KHz)和最大不失真输出功率测试条件:①直流电源电压14v,负载电阻分别为4Ω和8Ω。
②直流电源电压10v,负载电阻为8Ω。
(3)测量上、下限截止频率fH和fL测试条件:直流电源电压14v,输入信号70mv(振幅值100mv),改变输入信号频率、负载电阻为8Ω。
2 设计流程图1 流开始 初始条件及任务分析 原理图说明 列写元件清单 原理图仿真焊接电路调试电路以达到要求结束3 设计方案简介及其仿真分析3.1 OCL音频功率放大器功率放大器,简称“功放”。
lm386音频功率放大器课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握LM386音频功率放大器的工作原理、性能参数及应用方法。
通过本课程的学习,学生应能理解音频功率放大器在电子技术中的应用,掌握LM386音频功率放大器的引脚功能、电路连接和调试方法,并能够分析常见的音频电路问题。
1.了解音频功率放大器的基本原理和工作过程。
2.熟悉LM386音频功率放大器的引脚功能和电路结构。
3.掌握LM386音频功率放大器的应用电路设计和调试方法。
4.能够分析音频功率放大器的性能参数,并进行合理的选型。
5.能够根据实际需求设计LM386音频功率放大器的应用电路。
6.具备调试和故障排查音频功率放大器的能力。
情感态度价值观目标:1.培养学生对电子技术的兴趣和好奇心,提高学生的学习积极性。
2.培养学生团队合作意识,学会与他人分享和交流学习心得。
3.培养学生关注社会热点,将所学知识应用到实际生活中,提高学生的实践能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括音频功率放大器的基本原理、LM386音频功率放大器的引脚功能、电路连接、应用电路设计和调试方法。
1.音频功率放大器的基本原理:介绍音频功率放大器的工作过程、性能参数及其重要性。
2.LM386音频功率放大器:讲解LM386音频功率放大器的引脚功能、内部结构和工作原理。
3.电路连接:讲解LM386音频功率放大器的电路连接方法,包括输入、输出和电源部分的连接。
4.应用电路设计和调试:介绍如何根据实际需求设计LM386音频功率放大器的应用电路,并讲解调试方法。
三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法:通过讲解音频功率放大器的基本原理、LM386音频功率放大器的引脚功能和电路连接方法,使学生掌握相关知识。
2.案例分析法:分析实际案例,使学生了解LM386音频功率放大器在实际电路中的应用。
3.实验法:引导学生进行LM386音频功率放大器的电路搭建和调试,提高学生的实践能力。
音响放大器课程设计与制作(1)音响放大器课程设计与制作一、课程介绍音响放大器课程是电子工程专业的一门重要课程之一。
本课程旨在让学生了解各种音响放大器的原理、性能和特点,掌握各种放大器电路设计的基本方法和技巧,并完成一款普通功放的设计和制作。
二、教学目标1.理解各种放大器的原理、性能和特点;2.掌握各种放大器电路设计的基本方法和技巧;3.能够独立设计并制作一款普通功放;4.培养学生的实践能力和团队合作精神。
三、教学内容1.音响放大器基础知识:1.1 放大器的分类;1.2 放大器的参数与性能;1.3 放大器的基本电路;1.4 放大器的负反馈和电源。
2.音响放大器的设计:2.1 毫伏表和万用表的使用;2.2 模拟电路设计的基本原理和方法;2.3 放大器的总体设计和电路分析;2.4 电路仿真与优化。
3.音响放大器的制作:3.1 零部件的选择与采购;3.2 印制板的设计与制作;3.3 销量测试和校正;3.4 故障排除与维修。
四、实践环节1.参观大型音响设备,了解音响放大器的应用和市场需求;2.测量实验基准电路的性能参数,并根据实验结果对电路进行优化;3.进行实际电子器件的焊接和装配,建立一个完整的音响放大器;4.测试音响放大器的性能指标,并进行校正和优化;5.设计一些样例电路,提高学生的创新和实践能力。
五、教学方法1.讲授理论知识:融入多媒体教学,以案例和实例讲解;2.课堂互动:组织学生讨论、提问、解答,并设计小组合作;3.大量实践:手工制作音响放大器电路板并测试。
4.以比赛形式鼓励学生思考、创新。
六、教学效果1.学生通过本课程,能够深刻理解各种放大器电路的原理、性能和特点;2.学生掌握各种放大器电路设计的基本方法和技巧,并能独立设计并制作一款普通功放;3.学生的实践能力和团队合作精神得到了很好的培养和提高。
七、总结本课程既注重人才培养,也重视实践操作,将理论与实践结合,使学生能够加深对放大器电路的认识,激发创新潜能,从而达到提高学生职业素质和开发实用技能的目的。
一、设计题目:音频功率放大电路二、设计的任务和要求1、主要要求:设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路,负载为扬声器,阻抗8Ω。
2、性能指标:频带宽50HZ ~20kHZ,输出波形基本不失真;电路输出功率大于8W;输入灵敏度为100mV,输入阻抗不低于47KΩ。
三、原理电路和程序设计3.1、方案的确定及论证1、OTA互补对称功率放大器OTL 电路通常由两个对称的异型管构成,因此又称为互补对称电路,图 3-1 为单电源 OTL 互补对称功率放大电路。
电路中 T1 是推动级(电压放大,也叫激励级),其中Rb1、Rb2是 T1 的基极偏置电阻,Re为 T1发射极电阻,Rb为 T1集电极负载电阻,它们共同构成 T1 的稳定静态工作点;T2、T3 组成互补对称功率放大电路的输出级,且 T2、T3工作在乙类状态;C2 为输出耦合电容。
功率放大器采用射极输出器,提高了输入电阻和带负载的能力。
性能分析:乙类互补推挽功放(OTL)的输出功率的计算公式如下:输出功率:Po =UoIo=Uo2/RL输出最大功率:Pom =UoIo=Uo2/RL=Uom2/2RL=VCC2/8RL显然P与电源电压及负载有关om2/8R当输入功率为8w,阻抗8w时,有Pom=VCCV=8*8*8≈22.6v 则电路所需的电源为22.6v。
CC2、用集成器件实现Tda2030简介:TDA2030是德律风根生产的音频功放电路,采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。
该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备,具有体积小、输出功率大、失真小等特点。
并具有内部保护电路。
电路特点:[1].外接元件非常少。
(基本应用电路图3-2)[2].输出功率大,Po=18W(RL=4Ω)。
[3].采用超小型封装(TO-220),可提高组装密度。
[4].开机冲击极小。
[5].内含各种保护电路,因此工作安全可靠。
主要保护电路有:短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接(Vsmax=12V)以及负载泄放电压反冲等。
课程设计音频放大一、教学目标本课程的学习目标包括以下三个方面:1.知识目标:学生需要掌握音频放大的基本原理和常见的放大电路;了解音频放大的应用领域及其在实际生活中的重要性。
2.技能目标:学生能够运用所学知识分析和设计简单的音频放大电路;具备一定的实验操作能力,能够进行音频放大器的组装和调试。
3.情感态度价值观目标:培养学生对科学的热爱和好奇心,使其能够积极探究未知领域;培养学生团结协作、勇于创新的精神风貌。
在教学过程中,我们将根据课程性质、学生特点和教学要求,明确课程目标,并将其分解为具体的学习成果,以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.音频放大的基本原理:介绍音频信号的特性、放大器的分类及其工作原理。
2.常见放大电路:分析并讲解各种放大电路的组成、特点和应用,如甲类放大器、乙类放大器等。
3.音频放大器的应用领域:介绍音频放大器在音响、广播、电话等领域的应用。
4.实验操作:安排实验课程,让学生亲自动手组装和调试音频放大器,提高其实践操作能力。
教学内容将按照教材的章节安排进行,确保内容的科学性和系统性。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,我们将采用以下教学方法:1.讲授法:教师通过讲解音频放大的基本原理和知识点,使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法:学生针对音频放大的应用领域和实际案例进行讨论,培养学生的创新思维和团队协作能力。
3.案例分析法:通过分析具体的音频放大器案例,使学生更好地理解和运用所学知识。
4.实验法:安排实验课程,让学生亲自动手操作,提高其实践能力和动手能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统的学习资料。
2.参考书:提供相关的参考书籍,丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料:制作精美的PPT、教学视频等多媒体资料,提高学生的学习兴趣。
4.实验设备:准备充足的实验设备,确保每个学生都能动手实践。
音频功率放大器设计一、实验目的(1)要求了解集成功率放大器内部电器工作原理,掌握其外围电路的设计与主要性能参数的测试方法;(2)要求掌握音响放大器的设计方法与小型电子线路系统的装调技术。
二、设计任务(1)音响放大器设计:已知条件:电子混响延时模块1个,集成功率放大器LA4100 1只,话筒20kΩ1个,其输出信号为5mV,集成运算放大器(µA747)2块,10Ω/2W负载电阻一只,8Ω/4W扬声器1只,磁带录音机一台,电源电压+Ucc=+6V。
(2)主要技术指标:额定功率Po=0.9W(γ<3%);负载阻抗R L=9Ω;频率响应f L~f H=40Hz~10kHz;输入阻抗Ri>>20kΩ;音调调节控制1kHz处增益为0dB,100Hz和10kHz处有±12dB的调节范围,Av L=Av H≥±20dB。
三、设计过程根据设计任务所提供,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。
已经给出了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。
由所要求的条件,输入信号为5mV时输出功率为0.9W,因此电路系统的总电压增益A VΣ=PORL/Ui=569(55.1db),又由于实际电路中有损耗,所以取A VΣ=600(55.6db),各级增益分配如图1所示。
功放增益A V4由集成运放决定,现取A V4=110(40.8db),音调控制级在f0=1khz时,增益应为1(0db)但实际电路有可能产生衰减,取A V3=0.8(-2db)。
话放级与混响级采用运算放大器,这样会受到增益带宽积的限制,各级这样应不太大,现取A V1=6.28(16.7db),A V2=1(0db)。
(1)话筒放大器与混合前置放大器的设计:A.话筒放大器的设计如图2所示电路由话筒放大与混合前置放大两级电路组成。
第一章.绪论1.1引言伴伴随科学技术快速发展, 大家生活水平不停提升, 对音频功率放大器要求越来越高。
音频是多媒体中一个关键媒体。
人能够听见音频信号频率范围大约是 60Hz-20kHz 其中语音大约分布在300Hz-4kHz之内, 而音乐和其她自然声响是全范围分布。
本文基于所学知识模拟制作音响功率放大器, 践实所学知识掌握程度, 并经过对所学知识来制造和改善相关产品, 实际动手过程中遇见了很多问题, 不过在老师指导和帮助下处理对应问题。
同时在与同组人讨论学习过程中加强可团体意识培养, 加强了相互间协调合作能力, 从而高质、高效完成本项任务。
1.2 音频功率放大器概述音响技术发展历史能够分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段。
19美国德福雷斯特发明了真空三极管, 开创了揉电声技术先河。
1927年贝尔试验室发明了负反馈NFB(Negative feedback)技术后, 使音响技术发展进入了一个崭新时代, 比较有代表性如“威廉逊”放大器, 而1947年威廉逊先生在一篇设计Hi-Fi(High Fidelity)放大器文章中介绍了一个成功利用负反馈技术, 成为了Hi-Fi史上一个关键里程碑。
60年代因为晶体管出现, 使功率放大器步入了一个更为宽广天地。
晶体管放大器细腻感人音色、较低失真、较宽频响及动态范围等特点, 多种电路也对应产生, 如: “OTL (Output Transformer Less)” 无输出放大器、“OCL (Output Capacitor Less)”放大器等。
直至70年代, 晶体管放大技术应用已相当成熟, 多种新型电路不停出现, 成功地将甲、乙放大器优点结合在一起超甲类放大电路; 含有输出功率大、失真小电流倾注式放大电路等等。
从而使晶体管放大器成为音响技术发展中主流。
在60年代初, 发展至今, 厚膜音响集成电路、运算放大集成电路被广泛用于音响电路。
第二章系统方案设计2.1设计目1、了解集成功率放大器内部电路工作原理2、掌握其外围电路设计与关键性能参数测试方法3、掌握音响放大器设计方法与电子线路系统装调技术2.2 设计要求和技术指标1)技术指标: 额定功率P≥0.3W, 负载阻抗为10Ω, 频率响应范围为50Hz-20KHz, 输入阻抗大于20KΩ, 放大倍数≥20dB。
电子技术综合训练设计报告题目:音频功率放大器姓名:陈邈宏学号:11220408班级:自动化四班同组成员:赵斐白治龙指导教师:骆作颢日期:2014.1.14音频功率放大器摘要:设计了一个带音调控制的音频放大电路,该电路具有对音频信号放大的功能。
该电路主要由前置放大电路、音调控制电路及功率放大电路三部分构成,其中,前置放大电路采用反相比例运算器来实现电压的放大;音调控制电路采用负反馈式来实现音调控制;功率放大电路采用DTA2030功率放大器来实现功率放大。
利用Multisim 10对设计的电路进行仿真,可以得到放大后的不失真的波形。
关键词:前置放大电路;功率放大器;音调控制目录1.设计背景……………………………………………………………1.1学习了集成运放的应用………………………………………1.2了解了功率放大电路………………………………………………1.3了解了TDA2030和NE5532的功能……………………………2.设计方案……………………………………………………………2.1任务分析……………………………………………………………2.2方案论证……………………………………………………………3.方案实施……………………………………………………………3.1原理图设计…………………………………………………………3.2电路仿真……………………………………………………………3.3安装与调试………………………………………………………4.结果与结论…………………………………………………………5参考文献.………………………………………………………6.总结及体会……………………………………………………7.附件………………………………………………………………7.1电路原理图………………………………………………………7.2元器件清单………………………………………………………7.3实物拍摄…………………………………………………………1. 设计背景1.1学习集成运放的运用集成型运算放大器是模拟集成电路中应用最广泛的一种器件。
电子课程设计课程设计名称 : 电子课程设计课程设计题目 : 音频放大器设计学院名称:工学院班级:11级通信工程学号:201101030119姓名:陶媛指导教师:朱家兴2013年 8 月 25摘要进入21世纪以后,各种便携式的电子设备成为了电子设备的一种重要的发展趋势。
从作为通信工具的手机,到作为娱乐设备的MP3播放器,已经成为差不多人人具备的便携式电子设备。
在一些电子设备中,常常要求放大电路的输出级能够带动较重负载,因而要求放大电路具有较高的效率,能够根据负载的要求提供足够的输出功率。
本系统是基于三极管元件设计而成的一种音频放大器,由前置放大电路、带通滤波电路、混频电路、电源电路四部分构成。
前置放大电路主要由差分放大电路构成,外加恒流源提供偏置,抑制电路的温漂,提高共模增益比。
然后通过由一个二阶压控电压源高通滤波器和一个二阶压控电压源低通滤波器构成的带通滤波器,再接入一个混频电路(可加入背景音乐),最后通过电容耦合到功率放大电路中除去了直流对后级放大电路的影响。
混频电路由一个简单的加法器构成。
本次课程设计整个过程涉及到理论计算,电路板布局,焊接技术,电子仪器的使用等一系列知识要点。
本方案使用MIC驻级体话筒收集人说话的微弱信号,并由话筒变成电信号,经过音频放大电路的多级放大,最后由耳机插座X2输出,输出的信号由外接的耳机或扬声器发出声音关键字:电子设备声音信号电信号放大目录前言 (1)一、设计内容及要求 (2)二、系统组成及工作原理2.1 系统组成 (3)2.2 工作原理 (4)三、功率放大电路设计3.1 功率放大电路 (5)3.2 模块组成及工作原理 (5)四、系统调试4.1 实验与调试 (7)4.2 测试结果与分析 (7)结论 (8)参考文献 (9)前言科学技术是第一生产力。
以前的三次工业革命就使我们的社会发生了翻天覆地的变化,使我们由手工时代进入了现代的电器时代。
同时科技在国家的国防事业中发挥了重要的作用,只有科技发展了才能使一个国家变得强大,才能使一个名族变得富强。
而作为二十一世纪的主义,作为一名大学生,不仅仅要将理论知识学会,更为重要的是要将所学的知识用于实际生活之中,使理论与实践能够联系起来。
电子课设是电子技术学习中非常重要要的一个环节,是将理论与实践相结合的环节,是真正锻炼学生实践能力的环节。
音频放大器已经有快要一个世纪的历史了,最早的电子管放大器的第一个应用就是音频放大器。
然而直到现在为止,它还在不断地更新、发展、前进。
主要因为人类的听觉是各种感觉中的相当重要的一种,也是最基本的一种。
为了满足它的需要,有关的音频放大器就要不断地加以改进。
音频放大器的目的是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号,信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。
音频范围为约20Hz~ 20kHz,因此放大器在此范围内必须有良好的频率响应(驱动频带受限的扬声器时要小一些,如低音喇叭或高音喇叭)。
根据应用的不同,功率大小差异很大,从耳机的毫瓦级到TV或PC音频的数瓦,再到“迷你”家庭立体声和汽车音响的几十瓦,直到功率更大的家用和商用音响系统的数百瓦以上,大到能满足整个电影院或礼堂的声音要求。
这时,低失真、高效率的音频放大器就成为其中的关键部件。
一、设计内容及要求〖基本要求〗1、 将语音信号进行放大(单声道)输入信号:v mi 5≥输出阻抗:Ω≥K 20Ri 共模抑制比:dB 60K CMR≥1. 语音滤波器(带通滤波器):带通频率范围 300Hz-3KHz2. 额定输出功率:1W P OM ≤ 负载阻抗:R L =8Ω3. 电源电压:+5V 频率响应:300Hz--3KHz二、 系统组成及工作原理2.1 系统组成电信号---->----> ---->图2.1 音频放大器流程图1、语音前置放大电路用一个LM324构成一个放大倍数稍微小点的放大器,作用是使话筒得到的信号前置放大。
属于同相放大器,放大增益为11。
2、滤波电路用一个下限为300Hz 的高通电路与一个上限为3KHz 的低通电路串联构成带通滤波电路,作用是过滤掉不相干的波。
放大增益为1。
3、混频电路声音信号 语音前置放大电路电压负反馈 音频放大电路用一个LM324构成一个简单运放器,作用是构成两个信号的叠加。
放大增益为1。
4、功率放大电路用一个LM386集成功率放大器构成的一个单端输入放大电路,作用是将混合信号的功率放大。
电路的放大增益可利用滑动变阻器调节,理论要的放大增益为50。
5、电源电路利用三端稳压器设计稳压电路,作用是为前面4个模块提供所需的电压.2.2 工作原理开始时声音信号通过话筒被转化成为电信号,接着通过语音前置放大电路将功率较微弱的电信号进行足够的放大。
在集成功率放大电路输入端输入信号,通过LM386该低电压通用型集成功率放大器的电压放大作用,在输出信号大且满足失真度要求的前提下,根据负载的要求,通过调节外接阻容串联电路中的电阻大小改变电路的电压放大倍数,提供所需的输出功率来带动负载,根据理论分配,放大倍数为50。
电路图3.1 模块组成及工作原理LM386是一种低电压通用型集成功率放大器,其性能优良,稳定可靠,所用外围元件少,结构简单,调试方便,输出功率大,效率高,而且集成功放的内部电路中还设有过压、过流及过热保护电路,能保证其安全可靠工作。
四、系统调试4.1在确定了电路、领好元器件之后,首先划分模块,对每个模块电路进行布局。
首先焊接芯片电路部分,在焊接完这部分电路之后,再对分好的模块单独测试、调节使其与方阵的结果相符。
并排除了焊接上的一些问题后,电路基本上能够正常工作。
接着焊芯片各节点的联系元件电路,在焊接完电路后并检查完,接通电源后,喇叭只能发出一种单频率的声音,并逐渐上升成为刺耳的噪音,结果电路确实能够放大语音,但是由于“咪头”与喇叭相距太近,产生了自激。
解决方法是将“咪头”用长导线连接,使其与喇叭相距较远的距离。
此电路还可以通过调节200K滑动变阻器的阻值,改变放大声音的大小。
4.2 测试结果与分析1、测试原理,方法采用函数信号发生器、示波器进行输入输出信号测量,观察波形失真情况。
2、测试仪器函数信号发生器,示波器。
3、测试结果由函数信号发生器输入10mv,频率分别为300Hz、1KHz、3KHz交流信号.观察输出的波形、放大倍数、频率然后记录与仿真的数据分析比较。
表4-1 系统测试数据表输入信号幅度5mV 5mV 5mV输入信号频率300Hz 1KHz 3KHz输出信号幅度 2.70 2.42 2.32此带通滤波器的频率范围近似于300Hz--3KHz,频率的改变在设计的允许范围内可以减少输出图形的失真!4.数据分析通过实验与仿真对比!可以得知在不失真的带通范围在300hz到3khz 内,放大倍数理论值为625.而实验值在这数值的附近560到650之间波动。
可以知道频率与放大倍数存在关系,可以根据此关系可以求得实验的带通值!在300HZ 到3KHZ的范围内, 输出的图形比较较清晰,达到了实验要求。
各模块的数据在误差允许的范围内。
结论这是一次比较系统的电子电路设计,是一次将理论与实践相结合的设计。
其中包括了电路的设计,资料的查询,分析问题解决问题的能力,甚至还是对焊接技术及审美观念的一个考验。
如果不能以一种认真的态度去面对这次设计,而只是简简单单的在书本之中寻找到一个电路图,并将其简单的焊接起来。
那就失去了本次电子课设的意义了。
已经选择了电子信息科学与技术这一个专业,就必需去提高自己的动手能力了。
在焊接的时候,学会电焊应该是最大的收获,下面简单介绍以下焊接的体会,焊接最需要注意的是焊接的温度和时间,焊接时要使电烙铁的温度高于焊锡,但是不能太高,以烙铁接头的松香刚刚冒烟为好,焊接的时间不能太短,因为那样焊点的温度太低,焊点融化不充分,焊点粗糙容易造成虚焊,而焊接时间长,焊锡容易流淌,使元件过热,容易损坏,还容易将印刷电路板烫坏,或者造成焊接短路现象。
任何电路的设计都不是只存在一个电路。
它是有各个小模块组成的,因而在电路的设计中就必须注意将电路模块化。
这样才能有针对性的将问题解决。
如果不将电路模块化,而只是将电路焊接好来。
只怕当焊接完检查电路之时,自己都不知道从何处下手。
同时,电路的焊接或多或少的存在一些问题,很少在焊接完成的时候,电路不存在任何的问题。
在遇到问题时要做的是去分析问题解决问题,而不是气愤,埋怨。
虽然比较好的将电路完成了,但是还是发现存在一些问题。
动手能力不够强,必须加强。
必须培养分析问题和解决问题的能力,在电路设计中必须有替代的思想。
在今后的学习中必须注意将理论与实践相结合,再好的理论,都必须由实践去证明。
通过此次设计,对理论知识的学习有了很大的兴趣,现在可以主动的去学习,明白自己该学习哪个方面,重点是什么?也掌握了在理论中遇到问题,应该怎样去解决,在实际中遇到迷团应该怎样去检查调试。
这次课程设计巩固了对低频知识点的理解,同时也培养了操作能力。
参考文献1、王港元.电工电子实践指导(第二版).江西科学技术出版社,2005.2、谢自美.电子线路设计、实验、测试(第二版).华中理工大学出版社,20003、张友汉.电子线路设计应用手册.福建科学技术出版社,2000.4、郝鸿安等.555集成电路实用大全.上海科学普及出版社.5、陈兆仁.电子技术基础实验研究与设计.电子工业出版社,2000.6、毕满清.电子技术实验与课程设计.机械工业出版社.7、杜龙林.用万用表检测电子元器件.辽宁科学技术出版社,2001.8、梁宗善.新型集成电路的应用.华中理工大学出版社,2001.9、杨振江等.新颖实用电子设计与制作.西安电子科大出版社,2000.元器件清单实验所需工具器材名称数量器材名称数量器材名称数量工具箱1个万用表1个镊子1个剪线钳1个电烙铁1个导线若干。