陶瓷扬声器系统的放大器设计
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音响放大器的系统设计一、主要技术指标额定功率Po≥1W(g <3%);负载阻抗RL=8W;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,AVL=AVH≥20dB;话放级输入灵敏度5mV;输入阻抗Ri>>20W。
1.额定功率音响放大器失真度小于某一数值(如r<5%)时的最大功率称为额定功率,即式中RL——额定负载阻抗;Uo(有效值)——RL两端的最大不失真电压。
测量Po的条件:信号发生器输出频率f1=1kHz,输出电压Ui=20mV,音调控制器的两个电位器RP1、RP2置于中间位置,音量控制电位器RP3置于最大值,双踪示波器观测Ui及Uo的波形,失真度测量仪监测Uo的波形失真。
测量Po的步骤是:功率放大器的输出端接额定负载电阻RL(代替扬声器),输入端接Ui,逐渐增大输入电压Ui,直到Uo的波形刚好不出现削波失真(或r<3%),此时对应的输出电压为最大输出电压,由上式可算出额定功率Po,请注意,最大输出电压测量后应迅速减小Ui,否则会因测量时间太久而损坏功率放大器。
2.频率响应放大器的电压增益相对于中音频fo(1kHz)的电压增益下降3dB时所对应的低音频率fL和高音频率fH称为放大器的频率响应。
测量条件同上,调节RP3使书粗电压约为最大输出电压的50%。
测量步骤是:话筒放大器的输入端接Ui=20mV,输出端接音调控制器,使信号发生器的输出频率fi从20Hz~50kHz变化(保持Ui=20mV不变),测出负载电阻RL上对应的输出电压Uo,用半对数坐标纸绘出频率响应曲线,并在曲线上标注fL与fH值。
3.音调控制特性Ui(=100mV)从音调控制级输入端耦合电容加入,Uo从输出端耦合电容引出。
先测1kHz处的电压增益Au(≈0dB),再分别测低频特性和高频特性。
测低频特性:将RP1的滑臂分别置于最左端和最右端时,频率从20Hz~1kHz 变化,记下对应的电压增益。
毕业设计作用于高保真音响设备的音频放大器1. 引言在高保真音响设备中,音频放大器是一个至关重要的组件,它负责将信号放大,以驱动扬声器产生高质量的声音。
对于毕业设计的学生来说,设计一个适用于高保真音响设备的音频放大器是一个具有挑战性和实践意义的任务。
本文将详细介绍如何设计一个功能强大且高保真的音频放大器,并深入探讨其在高保真音响设备中的作用。
2. 音频放大器的基本原理音频放大器的基本原理是将输入的音频信号放大至足够的功率,以驱动扬声器产生声音。
其主要包括输入级、放大级和输出级。
•输入级:负责接收来自音频源的弱信号,并将其放大到适量的电压水平。
•放大级:负责对输入信号进行进一步放大,以增加功率。
•输出级:负责将放大后的信号通过输出装置(如扬声器)输出。
3. 设计要求在设计一个毕业设计作用于高保真音响设备的音频放大器时,需考虑以下几个方面的要求:3.1 高保真度高保真度是指音频放大器在放大过程中,能够尽量保持原始音频信号的准确性和纯净度。
为达到高保真度的要求,设计中需注意以下因素:•频率响应:放大器应具有平坦的频率响应特性,能够均匀地放大不同频率的信号。
•谐波失真:放大器应尽量减少谐波失真,保证音频信号的原始波形不被破坏。
•信噪比:放大器应具有较低的噪声水平,以保证音频信号的清晰度和细节表现。
3.2 功率输出能力高保真音响设备通常需要具备较大的功率输出能力,以满足各类音乐风格的要求和大场合的需求。
因此,在设计中要考虑放大器的功率输出特性,以保证其能够驱动扬声器产生足够的音量和动态范围。
3.3 低失真放大器的失真度直接影响音频信号的质量。
因此,设计中要注重降低失真,尤其是非线性失真的程度。
通过选择合适的电子元件和设计合理的电路结构,可有效降低失真水平,并提高音频信号的准确性和真实感。
4. 设计方法为实现一个功能强大且高保真的音频放大器,可以采用以下设计方法:4.1 选择合适的电子元件在设计中,选择合适的电子元件是至关重要的一步。
考试序列号项目名称:平板压电扬声器设计课程名称:大学物理实验学院:机电工程学院专业班级:2011级机械类(创新实验班)组员:曾劲松曾俊贤陈集辉陈思豪梁荣光联系方式:任课教师:钟老师2012年11月08日平板压电扬声器设计方案一、便携式产品的发展趋势随着便携式消费电子的发展,人们对便携式电子设备小型轻薄的要求越来越高,陶瓷压电扬声器以其超轻、超薄、高效、无需大音腔等特点逐渐被众多便携式消费类电子产品所青睐。
便携式消费产品向着超薄轻小的方向发展!;怎样做到外形纤薄!,并且延长单次充电电池使用时间已成为各类消费产品的主要设计考虑。
这样的系统需求对单个电子元器件提出了更薄、更小、更省电的要求。
因此,为了迎合市场的需要,我们决定做一个结构简单,形状规则,占用空间小,实用的平板压电扬声器。
二、陶瓷压电扬声器的基本特点与动圈式扬声器相比,压电扬声器的振膜是被粘接在它上面的压电材料带动产生弯曲的,因此振膜的外形几乎没有限制;而动圈式扬声器的振膜或纸盆通常都是圆形或者椭圆形的,这样常会限制产品的外形设计。
所有的动圈式扬声器都必须有一个磁铁以驱动音圈,这样就增加了扬声器的总体高度及重量。
但是陶瓷压电扬声器却无需磁铁驱动,这样就可以达到一种很薄的外形从而降低终端产品的高度。
面对设计小巧的手机和越来越薄的电脑,动圈式扬声器成为制造商能否生产出超薄产品的制约因素。
陶瓷压电扬声器能以超薄、紧凑的封装提供极具竞争力的声压电平;具有取代传统的动圈式扬声器的巨大潜力。
陶瓷压电和动圈式扬声器的主要区别如表下所示:驱动陶瓷压电扬声器的放大器电路有与驱动传统动圈式扬声器不同的输出驱动要求。
陶瓷压电扬声器的结构要求放大器驱动大电容负载,并在较高的频率下输出更大的电流,同时保持高输出电压。
传统动圈式扬声器的效率很容易计算。
音频线圈绕组可以近似为固定电阻与一个大电感串联。
如果已知扬声器电阻,可用欧姆定律计算负载功率2P I R =或P VI=。
驱动陶瓷扬声器的放大器设计考量
今天的便携式设备推动了对更小、更薄以及更高功效电子器件的需求。
现在蜂窝电话的外形已经变得相当纤薄,以至于传统的电动式扬声器已经成为
制造商将手机能制造成多薄的限制因素。
陶瓷或压电扬声器正在迅速成为电动
式扬声器的可行替代器件。
这些陶瓷扬声器(驱动器)可以以纤薄而小巧的封装
提供极具竞争力的声压水平(SPL),它们极有可能替代传统的音圈电动式扬声器。
驱动陶瓷扬声器的放大器电路与驱动传统电动式扬声器的放大器电路相
比有不同的输出驱动要求。
陶瓷扬声器的结构要求放大器能够驱动较大的容性
负载,能在高频时提供更大电流,同时还要能保持较高的输出电压。
陶瓷扬声器的特性
陶瓷扬声器制造商使用的技术非常类似于制造多层陶瓷电容所用的技术。
与电动式扬声器相比,这种制造技术能使扬声器制造商更严格地控制扬声器的
容差。
在要统一扬声器并取得一致的声学特性时,严格的结构容差非常重要。
从驱动放大器可以看出,陶瓷扬声器的阻抗可以建模为一个RLC 电路,它带有一个大电容,这个大电容是该模型中的主要部件,如上述阻抗同样有个
谐振点。
扬声器在谐振点频率之上发声效率最高。
在1kHz 处的阻抗下降表示
了扬声器的谐振频率。
声压与频率和幅度的关系
在陶瓷扬声器的两端施加一个交替变化的电压可以使扬声器内部的压电
薄膜变形和振动,其位移距离与输入信号成正比。
振动着的压电薄膜推动周围
的空气,从而产生声音。
提高扬声器上的电压可以增加压电元件偏转幅度,从
而产生更大的声压,由此可以提高音量。
如何设计一个简单的音频放大器音频放大器是一种常见的电子设备,用于放大音频信号。
它能够增加音频信号的强度,以便更好地驱动扬声器或耳机,从而提升音频效果。
设计一个简单的音频放大器并非难事,下面将介绍一种基本的设计方案。
材料清单:1. 声音源(如音频输入信号)2. NPN型晶体管(如2N2222)3. 电容器(如100μF)4. 电阻器(如10kΩ)5. 扬声器/耳机步骤:1. 准备工作:首先,确认所需材料齐全。
确保晶体管型号与设计兼容,以及电容器和电阻器的额定值符合要求。
2. 安装电路:将晶体管、电容器和电阻器组装成电路。
声音源连接到晶体管的基极,将其与电容器的一端相连。
另一端连接到电阻器并与地线相连。
晶体管的发射极连接到地线,而集电极连接到扬声器/耳机。
3. 调整电路:调整电阻器的阻值以达到适当的放大效果。
可以通过更改电阻器值来调整放大器的增益。
增大阻值可以提高放大器的增益,减小阻值则会降低增益。
根据实际需要,进行适当的调整。
4. 连接电源:将电源连接到电路。
请确保电源电压适配设计要求并正确连接正负极。
5. 测试音频放大器:连接音频源和扬声器/耳机,然后测试音频放大器的效果。
播放音频源,观察扬声器/耳机是否能够放大信号并发出声音。
根据需要,可能需要对电阻器进行进一步的调整以获得最佳音质。
总结:通过以上步骤,我们可以设计一个简单的音频放大器。
即使是一个初学者也能够轻松地完成这个设计。
当然,这只是一个基本的设计方案,还可以根据个人需求进行改进和调整。
不过在进行任何电子设备的设计和制作过程中,请务必注意安全,并确保符合电路和元器件的规格要求。
课题名称:音响放大器的设计班级学号:姓名:指导老师:时间:景德镇陶瓷学院电工电子技术课程设计任务书姓名_______ 班级指导老师设计课题:音响放大器的设计设计任务与要求查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路,要求电子元件超过30~50个或以上,根据应用电路的功能,确定封面上的题目,然后完成以下任务:1、分析电路由几个部分组成,并用方框图对它进行整体描述;2、对电路的每个部分分别进行单独说明,画出对应的单元电路,分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等;3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图,在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息;4、对整体电路原理进行完整功能描述;5、列出标准的元件清单;设计步骤1、查阅相关资料,开始撰写设计说明书;2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明;3、依次对各部分分别给出单元电路,并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明;4、列出标准的元件清单;5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明;6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。
参考文献[1]谈文心. 高频电子线路[M]. 西安: 西安交通大学出版社[2]谢自美. 电子线路设计实验测试(第二版)[M]. 武昌:华中科技大学出版社,2000[3]毛哲,张双德.电路计算机设计仿真与测试 [M].武汉:华中科技大学出版社,2003[4]朱力恒.电子技术仿真实验教程[M].北京:电子工业出版社,2003.[5]王远. 模拟电子技术(第二版)[M]. 北京: 机械工业出版社,2000[6]《电子制作合订本—2006下》电子制作杂志社电子报合订本1991目录1.总体方案与原理说明 (1)2.三角波产生的电路 (2)3.比较器电路 (3)4.桥式输出级电路 (4)5.基准电压源电路 (5)6.总体电路原理相关说明 (6)7.实验设计电路原理图 (7)8.元件清单 (8)9.参考文献 (9)10.课程设计心得体会 (10)一.总体方案与原理说明数字功率放大器是一项意义深远的创新技术,具有广阔的发展前景,并对消费电子产生巨大的冲击作用,在音频和非音频领域都具有广泛的应用,如DVD 接受机,AV接收机,助听器,手机,等离子显示器,汽车音响,收录机以及专业音频设备等。