简单音响电路的设计与实验
一．设计任务
1.音响放大器设计
1）输出小信号进行放大扩音。
2.主要指标要求：
1.最大输出功率
02
P W
2.负载R L=8Ω。
3.频率变化范围f=20HZ-20KHZ
二. 实验目的
1.掌握模拟电路系统设计的基本方法。
2.掌握功率放大器的特性和质量参数的测试方法。
3.通过实验加深互补对称功率放大电路的理解。
4.学习电压放大倍数及最大不失真输出电压幅度的测试方法
三、实验说明
1、音响系统的组成框图
2、音响系统简介
1）功率放大器
功率放大器可采用分立元器件组成，也可以使用集成功率放大器，前者常用于大功率或要求较高的音响系统中，后者常用于小功率或要求不太高的音响系统中，使用集成功率放大器应注意：在任何情况下，集成功率放大器都不能工作在超过极限参数或绝对额定值所规定的工作条件下。
2）前置放大器
前置放大器属于小信号低噪声放大器。可采用分离元件电路，也可采用低
噪声运算放大器。采用分离元件电路时，为了减少噪声，一般静态工作点选取较低。
四、实验仪器
1、实验箱（TPE-A2）
2、.示波器（V212）
3、函数信号发生器（DF1642A ）
4、双通道交流毫伏表（AS2294D ）
5、台式数字万用表（VC8045）
6、扬声器 五、实验原理
1）前置放大器的设计
前置放大器实际就是对一个小信号进行放大的作用。因为功率放大器对输入信号有一定的要求，太弱的功率放大器“不理睬”，所以功率放大器之前需要增加一至数级的放大器。将小信号逐步放大到功率放大器需要的信号幅度。而反相比例放大电路使用比较方便，所以本实验采用了反相比例放大电路。如下图
1
R R U U A f i
O uf -
==
2）功率放大器的设计
功率放大器任务是将音频放大到足够推动扬声器，不同于前置放大器，功率放大器不仅对信号进行放大，而且放大了电流信号，以满足外接负载的功率要求。功率放大器还应具有频率特性平坦、高信噪比和优良的动态特性等功能。经过对比
采用互补对称功率放大电如上图
3）互补电路的基本工作原理
当有一个正弦信号Ｖi 输入时，在信号的负半周，信号经1V 管反向放大后加到 2V 管和 3V 管的基极，使 2V 管导通、3V 管截止。电源Ｖcc 通过 2V 管和ＲL 给电容2C 充电，从而在负载电阻 ＲL 上形成输出电压波形Ｖo 的正半周。
在输入信号Ｖi 的正半周， Ｖi 经 T 1管反向放大后，使 3V 管导通、2V 管截止。电容2C 通过3V 和ＲL 放电，在负载电阻ＲL 上形成输出电压波形Ｖo 的负半周。当输入电压连续变化时23,V V 交替工作，在负载上得到完整的正弦波。
4）几项主要指标及其测量方法
(1) 最大输出功率 Ｐom
在理想情况下，互补对称功率放大器的最大输出功率为
L
CC R U p 2
081?≈
（1）
测量方法：给放大器输入频率 1kHz 的正弦信号，用示波器观察输出电压波形并用毫伏表测量输出电压的有效值。逐渐增大输入电压幅值，用示波器观察输出波形。直至输出波形达到临界削波时，读出此时毫伏表的读数ＶO ，即为该电路最大不失真输出电压的有效值。根据式（1）可求出最大输出功率ＰOM 。
(2) 电源供给的功率ＰV
互补对称功率放大器电源供给的功率ＰV 为：
V C C P V I = （2） 测量方法：在测量最大不失真输出电压ＶO 的同时， 在电源回路即在三极管
2V 和电容3C 之间的线路处串入电流表，读出此时的电流值就是电源输出的平均电流 Ｉ 。根据式 （2）可计算出电源供给的功率 ＰV 。
(3) 效率η
互补对称功率放大器的效率 η 为：
om V
P P η=
（3）
根据上面已求出的 Ｐom 和ＰV 值，可计算出放大器最大不失真输出时的效率。
(4) 晶体管的管耗ＰC
互补对称功率放大器的管耗ＰC 为：
C V om P P P =- （
根据上面已求出的ＰV 和 Ｐom 值，可求出功放管的管耗ＰC 。 五、实验步骤
1.前置放大电路的调试
（1）信号发生器为1KH Z ，示波显示输入信号幅值为10mV 的正弦波，接到放大器输入端，观察出波形是否失真，测量填入下表。
（2）保持信号发生器频率不变，幅值为5mV 的正弦波，接到放大器输入端，观察输出波形是否失真，测量填入下表。
实测 0199.4
9.9210.02V i
U A U =
=
=
0249.59.9
5
V i
U A U =
=
= 估算 01
1
10F
i
F V i
i
R U U R R A U U R =
=
=
=
相对误差
V V -A 9.92-10100%=
100%=0.8%
A 10V A ??测估
估
V V -A 9.9-10100%=100%1%
A 10
V A ??=测估
测
（3）、观察输入和输出波形相位
将示波器调节到双通道，同时观察输入信号10mv 和输出信号，说明两个波形的相位关系。
结论：0U 和i U 成反相的关系。
2.功率放大电路的调试
（1）调整电路的静态工作点，使M 点的电压为5.7V 。测出各点的电压。
实测 实测计算 估算 相对误差 V i (mV) V O (V) A V A V 10.02 99.4 9.92 10 0.8%
5 49.5 9.9 10 1% ()1V V 2V (V) 3V (V) V c V B V C
V B
V E V C V B V E 4.996
0.907
11.264 6.403
5.751
4.996
5.635
（2）在输入端加入输入频率为1KHZ 的正弦波，调节幅值，看波形达到最大部失真的情况，记录一下数据，算出0m P ，V P
3
3
U 12.410
11.264139.6710V C C P I W
--==??=?总
实测 2
2
00.8810.0978
om U P W R
=
=
=
理论 2
2
11.264 1.982888
C C om L
U P W R =
=
=?
0.097100%69.28%
0.14
om V
P P η=
=
?=
3.电路联调
（1）输入电压为0时，测量输出端的直流电压（11.312C C V V =）
（2）输入信号频率为1KHZ ，改变i u 幅度，用示波器观察输出信号0u 的波形变化，记录输出信号的最大不失真幅度所对应的输入电压信号的变化，计算0m P V P
3
3
U 12.410
11.264139.6710V C C P I W
--==??=?总
理论 2
2
11.264 1.982888
C C om L
U P W R ===?
实测 2
2
0 3.6 1.628
om U P W R
=
=
=
(3)去掉功率放大器，在部分失真的情况下，输入端输入一个正弦信号，改变输
入的频率，观察输出波形的幅值变化,记录输出电压下降到0.7070U 时的频率变化范围，并画出幅频特性曲线。并与要求对比。 2.382i u m V = f 5HZ 6HZ 10HZ 1KHZ 1.3KH Z 1.4KH
Z
1.5KH Z
1.6KH Z
2KHZ 0U 1.578 1.615 2.222 2.324 2.329 2.333 2.336 2.335 2.325 V A 6.62 6.78 9.33 9.76 9.78 9.79 9.80 9.80 9.76 f
3KHZ 4KHZ 5KHZ 6KHZ 7KHZ 8KHZ
9KHZ
10KHZ
U
2.315 2.312 2.311 2.309 2.223 2.092 1.972 1.863
R L V CC （V ） I 总（mA ） U 0(V) P V (W) P om （实测） P om （理
论）
η
8Ω 11.264 12.4
0.881
0.140
0.097 1.982 69.28%
R L V CC （V ） I 总（mA ） U 0(V) P V P om （实测） P om （理论） 8Ω 11.268
12.4 3.6
0.14
1.62 1.982
A9.72 9.70 9.70 9.69 9.33 8.78 8.29 7.82 V
从图中可以看出前置放大电路的频率的范围是7HZ到11.69KHZ。因为功率
放大电路对频率范围没影响，所以前置放大器的频率范围就是整个电路的频率范
围。
六、实验分析
从数据可以看出输入电压还不够小，输出频率也未达到设计要求，范围较小，
因此提出改进方案。
1）增大前置放大电路的放大倍数，从而可以减小输入电压。提高放大倍数的方法有减少负反馈，加大输出负载电阻，适当正反馈，采用多级放大。考虑到频率范围，可以采用多级放大。
2）引入负反馈可以拓宽频率范围。所以我提出改进方案是，将前置放大电路改为如下图
七、误差分析
1.前置放大电路放大倍数较小；
2.功率放大电路的静态工作点，调的不精确，导致电路不能完全对称；
3.数据还没稳定就读数了；
4.波形还未达到最大部失真时，就记录最大输出电压，导致功率未达到设计要求；
音频功率放大器设计 一、设计任务 设计一个实用的音频功率放大器。在输入正弦波幅度≤5mV，负载电阻等于8Ω的 条件下，音频功率放大器满足如下要求： 1、最大输出不失真功率P OM≥8W。 2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。 3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。 4、输入阻抗R i≥100kΩ。 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。 二、设计方案分析 根据设计课题的要求，该音频功率放大器可由图所示框图实现。 下面主要介绍各部 分电路的特点及要求。 图1 音频功率放大器组成框图 1、前置放大器 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
音响电路设计 课程名称：音响放大器设计 内容摘要：(1)了解音响放大器的基本组成和总体设计 (2)了解音响放大器各组成部分的具体设计 (3)了解其安装及调试过程 设计要求： 1设计一个音响放大器，要求具有音调控制、音量控制等功能，可接入电脑音频信号、录音机线路输出信号等扩音，或作为有源音箱等； 2电路基本要求内含前置放大、音调控制、功率放大等； 3画出音响放大器的电路原理图，分析各部分电路的工作原理； 4电路制作与调试； 5简易故障的判定及排除。 一、设计的作用和目的以及意义 在很多电气设备中都有音响功率放大器，集成音响功率放大器具有工作稳定、性能好、易于安装调试、成本低等优点。集成功放加上前置放大器、音调控制电路就可构成音响放大器。前置放大主要完成对输入信号的放大，一般要求输入阻抗高，输出电阻低，频带宽，噪声小；音调控制主要实现对输入信号高、低音的提升和衰减；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，要求功率高、失真尽可能小、输出功率大。 目的： 1．通过多语音放大器的设计，掌握低频小信号放大电路的工作原理和设计方法。 2．进一步理解集成运算放大器和集成功放的工作原理，掌握有源滤波器和功放电路的设计过程。 3．了解一般电子电路的设计过程和装配与调试方法。 设计意义： 1. 音响技术的发展经历了电子管、晶体管、场效应管的历史时期，在不同的历史时期都各有其特点。预计音响技术今后的发展主流为数字音响技术。 2. 通过音响放大器设计，使我们认识到一个简单的模拟电路系统，应当包括信号源、输入级、中间级、输出级和执行机构。信号源的作用是提供待放大的电信号，如果信号是非电量，还须把非电量转换为电信号，然后进入输入级，中间级进行电流或电压放大，再进入输出级进行功率放大，最后去推动执行机构做某项工作。
电子技术课程设计报告 设计课题：音频功率放大器的设计与制作 拔河游戏机的设计与制作
模电部分 音频功率放大器的设计与制作 一、设计任务与要求 1）话筒放大器和前置放大器由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20kΩ（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的放大声音信号（最高频率达到20kHz）。其输入阻抗应远大于输出阻抗。前置放大器要求失真小、通频带宽。 2）电子混响器电子混响器的作用是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。该部分电路有专用电路可以选用，不作设计要求。 3）音调控制器音调控制器的作用是控制、调节音响放大器输出频率的高低，音调控制器只对低音频或高音频的增益进行提升或衰减，中音频增益保持不变。这部分参考电路较多，要求通过仿真进行选取，并进行必要的计算。 4）功率放大器功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（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的大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。功率放大器的常见电路形式有单电源供电的OTL电路和正负双电源供电的OCL 电路。有专用集成电路功率放大器芯片。可采用由集成运算放大器和晶体管组成的功率放大器，要求进行必要的计算和计算机仿真。 设计参数 ①放大器的失真度<1%。 ②放大器的功率>1W。 ③放大器的频响为50Hz—20kHz。 ④音调控制特性为自选。 （3）设计要求 1）调研，查找并收集资料。 2）总体设计，画出框图。
3）单元电路设计。 4）电气原理设计---绘制原理图。 5）参数计算——列元器件明细表。 6）用EWB对设计电路进行仿真实验，并给出仿真结果及关键点的波形。 7）撰写设计说明书。 8）参考资料目录。 二、方案设计与论证 2.1 音响模块流图 图2－1电路整体框图 话音放大器：话音放大器的作用是不失真地放大音频信号。 电子混响器：电子混响器是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。 混合前置放大器：混合前置放大器的作用是将音乐信号和电子混响后的声音信号混合放大。 音调控制器：音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性。 功率放大器：功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL提供一定的输出功率 电路方案的比较与论证 2.2话音放大电路的比较与论证 方案一：采用uA741运算放大器设计电路，uA741通用高增益运算通用放大器，早些年最常用的运放之一。应用非常广泛，双列直插8脚或圆筒8脚封装。工
一个简单功放设计制作与电路图分析|电路图 - dickmoore的日志 - 网易博客 默认分类 2009-11-09 19:01 阅读32 评论0 字号：大中小 一个简单功放设计制作与电路图分析|电路图 电子资料 2009-11-06 11:15 功放电路图 一个简单功放设计制作与电路图分析 我的电脑音响坏了快一年了，每次看电影都用耳机,每次用的耳朵都痛,很不爽.因此就想亲手做一个小功放用用,前几天又去了趟电子市场发现有LM386，很便宜，所以干脆用386做了一个单声道的功放先用着,有时间把另外一个声道也加上.在这里把功放设计到调试基本完成的过程写写,纪念这个过程. 1.设计 我们是听听就算的门外汉,对20~20K的音域也不是完全敏感.所以幅频特性不用考虑太多,但是自己要用得爽声音一定要大,因此LM386一般的输出功率肯定是不够拉(好像极限功率也就1W左右,具体还是看芯片资料吧),所以就浪费些多加个LM386做成BTL电路,提高一倍再说.设计出来的电路就是这个样子,原理很简单,就不说了 2.调试 a. 两个104的电容本来是用来隔直的,不过好像电脑主板和声卡上出来的音频都不带直流成份,而且用104时输入电平 比较高的时候声音有失真,(估计是低频过滤在输入电平高的时候人听起来比较明显).于是去掉两个104的电容. b. 在这个时候上电(我用的是12V),接上我的MP3一听,嗯!还不错,可是就是杂声比较厉害,调了调R1的大小,当R1被 调到最大的时候杂声没有了,最小的时候也没有了(这不是废话么,最小的时候输入都没有了 .把连接到功放的音频线拔了也没杂音了,原因可能有两个音频线上有电容在输入电阻R1比较小的时候,和LM386自激产生杂音,一放大就不得了了.于是决定R1就直接调到50K,音量就让MP3调去吧. c. 好像一切都没有问题了,拿到电脑上吧,刚接上去,嗯声音停大,不错!!刚以为要完事,电脑里一首歌就放完了,本来该是安静的却听见喇叭里噼噼啪啪,这个噪声奇了怪了,开始还是以为是R1的问题,索性就把R1去掉(反正LM386也不希罕从前级得到能量),噪音仍然存在,怀疑是主板上的高频噪声,于是在输入端并上一个102的电容---不起作用.这个电容也不敢并大了,大了要影响高频特性.又怀疑是功率大了C1吃不消,于是又在电源上并了一个100uF的电容,还是不行....... d. 就在这个时候用手一抓我的功放输入端的焊点,好了!没杂音了,仔细一想,原来是这样:我从电脑接出来的线是一个声
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。
功率放大器（OTL ） 一、基本原理及原理图 下图为乙类推挽功率放大器的电路原理图。图中，Q1和Q2为两个特 性配对的互补功率管（NPN 型和PNP 型）；若忽略功率管发射结导通电压，则当V1正半周时，NPN 型Q1管导通、PNP 型Q2管截止，i 1C （≈i 1E ）为处于正半周的半个正弦波；当V1负半周时，Q1管截止、Q2管导通，i 1C （≈i 1E ）为处于负半周的半个正弦波，通过R L 的电流i L ＝ i 1E －i 2E ，合成完整的正弦波。但在实际电路中由于有导通电压，零偏置会使输出电压波形产生交越失真，图中选用二极管偏置电路为互补功率管加合适的偏置电压，使之工作在乙类状态，减小失真且具有高热稳定性；采用单电源供电（加大容量的C3）使两互补管电压均是2 1V CC ；互补管间加两个电阻帮助两管散热；输入信号为互补功率管提供振幅接近电源电压的推动电压，产生自举效应；设计合适的参数使此电路高效地使功率放大相应的倍数驱动负载。 功率放大器电路原理图 二、设计步骤 1.设计要求： （分立元件）设计并仿真功率放大器（OTL ），要求： ① 电压增益：5倍以上
②负载：0.5W以上（8Ω扬声器） ③频率范围：20Hz~20kHz 2.设计过程： ①电源的选取： 由P＝I2R L ＝U2／R L （R L ＝8Ω）得U＝2V ∴U P P-＝2×2√2≈5.7V ∴V CC ＝15V ②电阻的选取： P＝I2R L ＝U2／R L ，令U=3v，I L R ＝ 2 1U P P- ／R L ≈350mA (β＝100) ∴i 1 B ＝I L R ／β＝3.5mA 取i 3 R ＝20mA ∴R 5＋R 6 ＝3／（20mA）≈150 ∴R 5 ＝10Ω，R 6 ＝90Ω ∵R2／（R 1＋R 2 ＋R 9 ）＝3＋0.7＝3.7 即R 1 ／（R 2 ＋R 9 ）≈4 取调试好的R 1＝10kΩ，R 2 ＝41kΩ（R 2 为1kΩ，起保护作用；R 9 可 调） 令R 3＝600Ω，R 4 可调，不要取太大，起到作用即可 取R 7＝R 8 ＝1Ω（一般取小点） ③电容的选取： C1＝10uF，C2＝47uF，C3＝470 uF (电容大，交流压降趋于零) 三、仿真调试 1. 仿真电路图：
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)
运算放大器的电路仿真设计 一、电路课程设计目的 错误!深入理解运算放大器电路模型,了解典型运算放大器的功能,并仿真实现它的功能; 错误!掌握理想运算放大器的特点及分析方法(主要运用节点电压法分析）； ○3熟悉掌握Muｌtisiｍ软件。 二、实验原理说明 （1）运算放大器是一种体积很小的集成电路元件,它包括输入端和输出端。它的类型包括:反向比例放大器、加法器、积分器、微分器、电 压跟随器、电源变换器等. （2） (３)理想运放的特点:根据理想运放的特点,可以得到两条原则： (a）“虚断”:由于理想运放,故输入端口的电流约为零，可近似视为断路,称为“虚断”。 （b)“虚短”:由于理想运放Ａ,，即两输入端间电压约为零,可近似视为短路,称为“虚短”. 已知下图，求输出电压。
理论分析: 由题意可得:(列节点方程) 011(1)822A U U +-= 0111 ()0422 B U U +-= A B U U = 解得: 三、 电路设计内容与步骤 如上图所示设计仿真电路. 仿真电路图：
V18mV R11Ω R22Ω R32Ω R44Ω U2 DC 10MOhm 0.016 V + - U3 OPAMP_3T_VIRTUAL U1 DC 10MOhm 0.011 V + - 根据电压表的读数,， 与理论结果相同． 但在试验中，要注意把电压调成毫伏级别，否则结果误差会很大, 致结果没有任何意义。如图所示,电压单位为伏时的仿真结 果:V18 V R11Ω R22Ω R32Ω R44Ω U2 DC 10MOhm 6.458 V + - U3 OPAMP_3T_VIRTUAL U1 DC 10MOhm 4.305 V + - ，与理论结果相差甚远。 四、 实验注意事项 1)注意仿真中的运算放大器一般是上正下负,而我们常见的运放是上负下正,在仿真过程中要注意。
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)
1方案设计 (4) 2方案比较 (7) 3单元模块设计 (8) 3.1直流稳压电源 (8) 3.2前置放大 (10) 3.3 滤波器设计 (11) 3.3.1主要元器件 (11) 3.3.2 低频滤波器电路 (13) 3.3.3 带频滤波器电路 (13) 3.3.3 带频滤波器电路 (14) 3.4功率放大器电路 (14) 3.4.1主要元器件介绍 (14) 3.4.2 电路工作原理介绍 (16) 4 软件设计 (16) 4.1P ROTEL 99SE软件 (17) 4.2W ORD 2003软件 (17) 5系统调试 (17) 系统总图 (17) 6 系统功能 (18) 7.总结与体会 (19) 文献 (20) 附录：电路原理图 (21) 相关设计图 (21) 相关设计软件 (21)
- 2 - 音频功率放大器 摘要：本音频功率放大器由四部分组成：电源，前置放大级，滤波器，功率放 大电路。电源电路输入交流电，输出18V 的直流电，为集成功率放大器供电；再经过变换输出+12V 与-12V 的直流电，为滤波器及前置放大级的运算放大器的供电。前置放大级将音频信号放大至功率放大器所能接受的范围。滤波器电路，分为高通滤波器、中通滤波器、低通滤波器，将输入的音频信号分为不同频率音频信号，并设有开关可以按个人喜好调节输出音频信号。功率放大电路，将输入的信号功率放大。 关键字：音频功率放大器、电源、滤波器、功放电路 Abstract: The audio power amplifier consists of four parts: power supply, level preamp, filter, power amplifier circuit. AC input power supply circuit, output DC 18V, power supply for the integrated power amplifier; another transform output +12 V and-12V DC, in order to filter and preamp-level op-amp power supply. Preamp-level audio signal amplification will be acceptable to the scope of power amplifier. Filter circuit, is divided into high-pass filter, in-pass filter, low pass filter, the input audio signal into different frequency audio signal and a switching regulator in accordance with personal preference, audio output. Power amplifier circuit, the input signal power amplifier. Key words: Audio power amplifier, power supply, filter, power amplifier circuit
课程设计报告 课程名称：模拟电子技术基础 设计名称：扩音机电路设计 姓名： 学号: 班级： 成绩： 指导教师： 起止日期：2009年12月28日至2010年1月1日
课程设计任务书
扩音机电路的设计 一、 设计的目的和意义 (一)、实验目的 1，了解扩音机电路的形成和用途。 2，掌握音频放大电路的一种实现方法。 3，提高独立设计电路和验证试验的能力。。 (二)、意义：对以后的毕业设计打下基础，锻炼个人的学习和查阅资料的能力以及对课外相关本专业知识的了解。 二、 设计原理 扩音机电路的工作原理与音频功率放大器的工作原理相似，具有放大音频先好并将其还原纯真声音信号的电子装置。扩音机电路时一个典型的多级放大器，其原理如下图所示。 前置级主要完成对小信号的放大。一般要求输入阻抗要高，输出阻抗低，频带宽度要宽，噪声要小。音调控制级主要实现对输入信号高、低音的提升和衰减。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。首先根据技术指标要求，对整机电路作适当安排，确定各级的增益分配，然后对各级电路进行具体的设计计算。 因为P0max=8W 。所以此时的输出电压：V0=RL P m ax *0 =8V 。要使输入为5mv 的信号放大到8v 的输出，所需要的总放大倍数为1600倍，扩音机中各级增益的分配为：前置级电压放大倍数为80；音调控制级中频电压放大倍数为1；功率放大级电压放大倍数为20。 三、 详细设计及实验步骤 1、 前置放大级 由于信号源提供的信号非常微弱，因此在音调控制器前面要加一级前置放大级。该前置放大级的下限频率要小于音调控制器的低音转折频率，前置放大器的
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
音频功率放大电路的设计 王##(安庆师范大学物理与电气工程学院安徽安庆246011) 指导老师：祝祖送 摘要：本文的内容是音频功率放大电路的设计，其有操控简单、音质好等特点。本设计电路使用的是TDA2030为音频功率放大器，其工作电压为+15V。它将输入电路的电流放大，之后再将扬声器驱动工作。采用LF353对输入的音频信号前级放大，采用DAC0832对前级放大进行控制，采用STC89C52单片机控制电路的放大倍数，最后由液晶显示器显示出放大倍数。 关键词：功率放大器，前级放大，保护电路 1引言 对音频功率放大电路进行研究，其意义是目前在该领域有很好的发展前景，在我们的实际生活中的应用也是十分广泛的。小至我们经常使用的音乐MP4，大到城市报警系统。该设计的研究分别为硬件及软件两部分。扬声器输入电路、功率放大电路、前级放大电路、以及单片机电路构成本设计的硬件电路；液晶显示、键盘扫描、单片机控制等构成本设计的软件部分。 音频功率放大电路设计过程中困难的是选择各部分硬件电路，由于功率放大器的技术要求比较详细，电路各部分的数据选择及硬件的选择会更加复杂，为达到相应的技术指标，需要多次对电路进行调试。熟练使用C语言，加强分层设计编程能力和程序编写程序的可读性，不断修改程序，以达到设计目的。 2 总体方案 2.1设计思路概述 2.1.1设计要求及目的 (1)学习电路的设计及C语言编程。 (2)了解功率放大电路的工作原理，绘制相应的功率放大电路。 (3)完成硬件电路的制作，完成软件程序的编辑。 (4)完成论文。 2.1.2技术指标 (1)由麦克风输入音频信号，音频功率的范围是10Hz-10KHz。 (2)失真度为0.4%-1%。 (3)输入电压范围为150mV-5V。 (4)输出负载能力为7Ω/3Ω。 2.2总体设计方案 方案一：音频功率放大器使用模电设计，硬件原理图见图1。主要设计电源和功放两部分，稳压电源由稳压电路、整流电路、滤波电路等部分组成；功放电路由TDA2030、耦合电容等部分组成。电源电压可以根据电路需要来改变电压值，而不同的电压值对应的放大器的承载能力是不同的。由扬声器提供信号源，通过功放管进行功率放大，从而达到目的，最后结果由示波器显示出来。 优点：电路中设计了电源部分，所以在连接电源的的时候方便快捷。 缺点：由于元器件较多，在选择时就比较困难，在焊接时难度较大。
音响放大器的设计 内容摘要：㈠了解音响放大器的基本组成和总体设计 ㈡了解音响放大器各组成部分的具体设计 ㈢了解Multisim8的基本操作和命令 ㈣利用Multisim8设计实验电路并进行仿真验证 ㈤音响放大器的实物安装与调试 设计要求：设计一个音响放大器，要求具有音调输出控制，卡拉OK伴唱，对话筒与录音机的输出信号进行扩音。已知话筒的输出电压为5mV，录音机的输出信号为100mV，电路要求达到的主要技术指标如下： 1 额定功率Po＝0.5W（失真度<10％）； 2负载阻抗R＝20Ω（Vs＝15V）； 3 频率响应fl～fH＝40Hz～10KHz； 4音调控制特性：1KHz处增益为0dB，40Hz和10KHz处有±12dB的调节范围，A VL＝A VH>=+20dB；输入阻抗Ri>>20Ω 总体方案选择的论证: 本次实验主要通过对音响放大器的设计，来了解音响放大器的组成， 掌握音响放大器的设计方法，学会综合运用所学的知识对实际问题进行分 析和解决。 音响放大器的基本组成如图2-1所示。 从上图可以看到，音响放大器主要由语音放大器、混合前置放大器、 音调控制器和功率放大器等电路组成。设计时先确定整机电路的级数，再 根据各级的功能及级数指标要求分配各级电压增益，然后分别计算各级电 路的参数，通常从功放级开始向前级逐级计算。本题需要设计的电路为语 音放大器、混合前置放大器、音调控制器和功率放大器。根据题意的要求，
可得各级的增益分配如图2-2所示 最后，根据上图的增益分配，调节各个放大级的参数，便设计出理想 的音响放大器了。 单元电路的设计 1、语音放大器 由于话筒的输出信号一般只有5mv 左右，而输出阻抗达到20K Ω，所 以要求语音放大器的输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗，而且不失真地放大声音信号，频率也应满足整个放大器的要求。因此，语音放大器可采用集成运放组成的同相放大器构成，具体电路如图2-3所示。图中，放大器的增益 f VF 1 R A 1R =+。 由于要求语音放大级的放大倍数为7.5，所以选择i R 10K =Ω，f R 采用 阻值为100K Ω的电位器，使放大器可以根据需要调整。 2、混合前置放大器 混合前置放大器的主要作用是将磁带放音机的音乐信号与语音放大器 的输出声音信号进行混合放大，可采用反相加法器实现，具体电路如图2-4所示。从图中可以看出，输出电压与输入电压之间的关系为： 1212f f o i i R R v v v R R ?? =-+ ??? （2-1） 式中，1i v 为话筒放大器的输出信号，2i v 为放音机的输出信号。另外， 图中的'R 是平衡电阻，大小为'1R R =//2R //f R 。
音响放大器设计与制作教案设计<第1次课） 本次课教案 步骤一：课题引入<10分钟）： 教师：《电子设计与制作》专业课程由6个实用电子产品的设计与制作工程组成，要求我们对每个工程进行任务分析、电路设计、制作与调试电路、撰写设计报告、完成工程资料、进行工程学习汇报
等内容，本课程的考核实行动态考核，总成绩由每个工程考核成绩汇总得到。音响放大器的设计与制作为第一个工程。下面我们进行本工程的设计任务分析 学生：认真体会老师介绍的学习思路和学习方法 步骤二：阅读音响放大器的设计任务书 教师：下发设计任务书资料，引导学生阅读并设问学生“一般的音响放大器由哪几个部分构成？” 设计一款额定输出功率为10 ~ 20W的音响放大器，要求能进行高低音调调节和音质补偿，电路简洁，制作方便、性能可靠。性能主要指标： 输出功率：10 ~ 20W<额定功率）； 频率响应：20Hz ~ 20kHz<≤3dB） 输出阻抗：≤0.16Ω。 输入灵敏度：500mV<1000Hz，额定输出时） 学生：根据电子技术课程中所学知识进行讨论，老师启发学生思考要满足以上技术指标，必须需要哪些电路？ 步骤三：音响放大器的设计任务分析 教师：设问1，要达到设计任务书中的技术指标，应当采用什么电路进行组合？ 学生：回答问题，根据功能要求得出音响放大器的结构方框图 教师设问2：功放电路有哪些类型，哪些典型功放电路的输出功率能达到10W以上？ 学生：通过上网或查书寻找功放电路的种类与技术指标，常见功放IC的资料。然后回答问题。 教师设问3：为什么要进行高低音音调调节，应当由什么电路来完成？ 学生通过阅读引导文回答：功放系统中无论是低档机还是高档机，除了要进行音量调节外，还要有音调调节控制电路，低档音响为了节约成本往往采用阻容式音调调节，但容易使高低音相互干扰，而且缺乏力度和清晰感，听起来非常浑浊杂乱。 参考资料：根据音调调节电路在整机中的位置，有衰减式，负反馈式，衰减负反馈混合式三种电路形式，普及式音响采用第三种电路形式，NE5532组成的高中低音调音量调节控制电路；高档机采用专用音调控制IC如M6241,TDA7315,TDA7449 教师设问4：哪些功放电路能达到频响范围为20Hz ~ 20kHz<≤3dB）的技术要求？ 学生回答：分立元件组成的功放电路在实际应用中，频率要远远低于截止频率才能保证晶体管的交流电流增益与其直流电流增益接近或相等，大功率晶体管的实际工作频率很难超过50KHZ，也就是说，采用低频大功率晶体管制作的功率放大器的带宽很难超过集成功率放大器的100KHZ，因此采用分立元件的音频功率放大电路的性能不如集成功率放大器。教师设问5：要达到20w的输出功率，电源供电有什么要求？
课程设计说明书课程名称：音响放大器的设计 专业名称： 学生班级： 学生姓名： 学生学号： 指导老师：
课程设计任务书 设计目的 1)了解集成功率放大器内部电路工作原理 2)掌握其外围电路的设计与主要性能参数测试方法 3)掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术 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。 2）设计要求 （1）设计话音放大与混合前置放大器、音调控制级、功率放大级； （2）选定元器件和参数，并设计好电路原理图； （3）在万能板或面包板或PCB板上进行电路安装调测； （4）测试输出功率； （5）测试输入阻抗； （6）撰写设计报告。 3）设计扩展要求 （1）能驱动额定功率P≥8W的扬声器； （2）电路电压放大级输出阻抗低，能带500Ω负载。
目录 第1章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 音频功率放大器概述 (1) 1.3 音频功率放大器概述 (2) 第2章音响放大器设计 (3) 2.1 音响放大器简介 (3) 2.2 单元电路的设计 (3) 2.2.1 话音放大器 (3) 2.2.2 混响前置放大器............................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.3 电子混响器....................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.4 音调控制器 (5) 2.2.5 功率放大器 (9) 2.3 总电路设计 (9) 第3章电路仿真结果 (13) 3.1 话放与混合级仿真 (13) 3.2 音调控制器的电路仿真 (13) 3.3 功率放大器的电路仿真 (15) 第4章音响放大器的安装与调试 (16) 4.1 电路安装 (16) 4.2 电路调试技术 (16) 4.3 整机功能试听 (17) 第5章心得体会 (18) 参考文献 (19) 附录A 音响放大器元件清单 (19) 附录B PCB板图 (20)
模拟电子电路实验课程设计 ——音频功率放大器的设计与实现 一、设计任务 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8 。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。 二、设计要求 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。 根据以上设计要求编写设计报告，写出设计的全过程，附上有关资料和图纸。设计报告格式请参见附录一。 三、实验原理 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，采用低噪声场效应管组成放大器是合理的选择。如果采用集成运算放大器构成前置放大器，一定要选择低噪声、低漂移的集成运算放大器。对于前置放大器的另外一要求是要有足够宽的频带，以保证音频信号进行不失真的放大。 常用的前置放大器按结构划分有五种类型： （1）单管前置放大器 （2）双管阻容耦合前置放大器