数字控制音频放大电路--课程设计报告
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一.幅频相频特性的概念由于放大电路中电抗元件的存在,放大电路对不同频率分量的信号放大能力是不相同的,而且不同频率分量的信号通过放大电路后还会产生不同的相移。
因此,将表示电压放大倍数A u 的大小和频率f 之间的关系称为幅频特性,输出信号U out 与输入信号U in 的相位差与频率f 之间的关系称为相频特性。
二.电路相频幅频特性分析(1)音频放大电路图将信号发生器代替音频为音频放大电路提供不同频率的信号源,由此得出频率特性曲线。
音频放大电路图如图1所示:图1:音频放大电路图根据电路图可以计算得出一级放大倍数为:10131u ≈-=R R A 二级放大倍数为:1518462≈++=R R R A u 那么音频电路的总为两级各自放大倍数的乘积,也就是150倍。
(2)理论分析通过Altium Designer Summer 09软件对音频电路进行仿真,得到该音频电路的幅频相频特性曲线,并进行理论分析。
图2:一级放大电路幅频特性曲线图3:一级放大电路相频特性曲线由图2和图3可以得出该放大电路为带通电路,在Au 下降到%70.7处时,可以得出其下限截止频率f L 和上限截止频率f H ,f L 大约为3.2HZ ,f H 大约为95KHZ 。
由于f H 远远大于fL ,因此一级放大电路的通频带为:f bw=f H - f L≈f H=95K查阅资料已知LM358双运算放大器的单位增益带宽为1MHZ ,由增益带宽积的公式可以得出理论上的带宽,公式如下:K 10010M 1A M 11==∙=bw bwu f f 由此可以看出仿真结果接近理论值,一级放大电路为反相运算电路,在无衰减放大区间相位相差180度,在Au下降到70.7%时,下限截止频率f L所对应的相位差为-135度,上限截止频率f H所对应的相位差为-225度,由图3可以看出仿真与实际相符。
两级放大电路的幅频相频特性曲线如图4和图5所示:图4:两级放大电路幅频特性曲线图5:两级放大电路相频特性曲线同理,由图4和图5可以得出该放大电路f L大约为4HZ,f H大约为50KHZ,因此两级放大电路的通频带为:f bw=f H - f L≈f H=50K同样根据上面的增益带宽积的公式可以得出第二级理论上的带宽f bw为66K,由此可以看出仿真结果接近理论值,因此可以将仿真结果作为参考来对电路进行测试。
课程名称:电路与电子技术实验Ⅱ指导老师:成绩:__________________实验名称:音频功率放大电路的设计类型:___________________同组学生姓名:__________ 一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得一、实验目的和要求1.了解复杂电子电路的设计方法。
2了解集成功率放大器的基本特点。
3了解放大电路的频率特性及音调控制原理。
4.学习复杂电子电路的分模块调试方法。
5. 学习扩音机电路的特性参数的测试方法。
二、实验内容和原理1. 整机电路设计整机电路主要分为:前置电路、音调电路、功放电路、音量调节、退耦电路、电路负载、电源保护电路几部分。
其中主要部分为前置放大电路、音量调节电路、功率放大电路。
2.前置放大电路前置放大级的主要功能是:进行功率放大,同时消除自激震荡。
为了减小噪声,前置级通常选用低噪声的运放。
由A1组成的前置放大级是一个同相比例放大器,具有较高的输入电阻。
前置放大级的放大倍数:输入电阻Rif=R1,输出电阻Rof=03.音调控制级电路音调控制级的主要功能是:分别对高音和低音的信号进行调节,来满足不同声音的要求。
音调控制级通过不同的负反馈网络和输入网络,使得放大器的Af随信号频率的不同而改变,从而达到音调控制的目的。
音调控制级由音调控制网络和运算放大器A2组成,为电压并联型负反馈电路。
调节RP1和RP2可以改变放大器的Af,达到音调控制的效果。
(1)低音部分在低频区,C6、R7支路可视为开路,反馈网络主要由上半部分电路起作用,R5的影响可忽略;低音时上半部分电路实质上是一个一阶有源低通滤波器。
①RP1活动端移至A点转折频率为:②RP1活动端移至B点时转折频率为:(2)高音部分高音时,下半部分电路实质上是一个一阶有源高通滤波器。
①RP2活动端移至C点转折频率为:②RP2活动端移至D点转折频率为:4.功率放大级功率放大级的主要功能:主要进行功率放大。
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。
语音放大电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握语音放大电路的基本原理,理解放大电路中各元件的作用及其相互关系;2. 使学生了解不同类型放大器的特点,能够分析其适用场景;3. 引导学生掌握语音信号的特性,了解信号处理的基本方法。
技能目标:1. 培养学生能够根据实际需求设计简单的语音放大电路,并进行电路搭建和调试;2. 提高学生运用所学知识解决实际问题的能力,具备基本的电路分析能力;3. 培养学生具备查阅相关资料、自主学习和合作学习的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术学科的兴趣,激发学生探索科学技术的热情;2. 培养学生具备良好的团队协作精神和沟通能力,能够积极参与小组讨论;3. 引导学生认识到科技发展对社会的贡献,培养社会责任感和创新精神。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标旨在使学生通过学习语音放大电路,掌握相关理论知识,提高实践操作能力,培养科学思维和创新能力,为后续学习打下坚实基础。
同时,注重培养学生的合作意识和责任感,使其成为具有综合素质的人才。
二、教学内容1. 语音放大电路基本原理:包括放大电路的定义、分类及其工作原理,重点讲解晶体管放大器、运算放大器等常用放大电路的原理。
相关教材章节:第3章“放大电路原理”2. 放大电路中各元件作用及相互关系:分析电阻、电容、晶体管等元件在放大电路中的作用,探讨各元件参数对电路性能的影响。
相关教材章节:第4章“放大电路元件及其特性”3. 不同类型放大器特点及适用场景:介绍常见的放大器类型,如甲类、乙类、甲乙类放大器,分析各自优缺点及适用场景。
相关教材章节:第5章“放大器类型及其应用”4. 语音信号特性及处理方法:讲解语音信号的频率、幅度特性,介绍基本的信号处理方法,如滤波、放大等。
相关教材章节:第6章“语音信号处理”5. 语音放大电路设计及实践:结合实际需求,指导学生设计简单的语音放大电路,并进行电路搭建、调试及优化。
第1篇一、实验背景随着科技的不断发展,音频设备在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
为了更好地理解和掌握音频放大器的工作原理和性能,我们进行了音频放大实验。
本次实验旨在通过实际操作,加深对音频放大器基本原理、电路设计以及调试方法的理解。
二、实验目的1. 掌握音频放大器的基本工作原理。
2. 学习音频放大器电路的设计与调试方法。
3. 了解音频放大器的性能指标及其测量方法。
4. 提高动手能力和团队协作精神。
三、实验原理音频放大器是一种将音频信号进行放大的电子设备。
其基本原理是将输入信号经过放大电路放大后,输出到扬声器或其他负载,使声音得到增强。
音频放大器主要包括以下几个部分:1. 输入电路:将音频信号从外部设备引入放大器。
2. 放大电路:对音频信号进行放大,包括晶体管放大电路、运算放大器放大电路等。
3. 输出电路:将放大后的音频信号输出到扬声器或其他负载。
4. 电源电路:为放大器提供稳定的电源。
四、实验内容1. 音频放大器电路设计:根据实验要求,设计一个音频放大器电路,包括电路图、元件清单、原理图等。
2. 元件选型:根据电路设计,选择合适的电子元件,如晶体管、运放、电阻、电容等。
3. 电路焊接:按照电路图,将选好的元件焊接成完整的电路。
4. 电路调试:对焊接好的电路进行调试,调整电路参数,使放大器性能达到预期效果。
5. 性能测试:对调试好的音频放大器进行性能测试,包括增益、失真度、频率响应等指标。
五、实验结果与分析1. 电路设计:根据实验要求,我们设计了一个基于晶体管放大电路的音频放大器。
电路包括输入电路、晶体管放大电路、输出电路和电源电路。
2. 元件选型:根据电路设计,我们选择了合适的电子元件,如晶体管、运放、电阻、电容等。
3. 电路焊接:按照电路图,我们将选好的元件焊接成完整的电路。
4. 电路调试:通过对电路参数的调整,使放大器性能达到预期效果。
实验结果显示,放大器的增益约为30dB,失真度小于1%,频率响应范围在20Hz-20kHz之间。
电子设计实验报告——数控音量调节的功率放大器 15组一、 实验目的设计出一个输出音量可以数字控制调节的功率放大电路,从而了解音频功率放大电路的基本结构和工作原理,同时也进一步加深对模拟电路中所学知识的掌握和认识,并通过单元电路的分析,了解电路系统设计的步骤和组合方法。
二、 实验摘要实验中重点要求复习和掌握运算放大器的基本使用方法,即运放同相比例放大和反相比例放大器的结构,计算和运用。
同时也要求复习和掌握有源滤波电路和功率放大电路及数字电路的基本结构和原理。
在电路设计中和实验中也需要了解对元器件的选择标准,掌握一些常用元件的性能。
另外,在本实验中还增加了一部分线性串联稳压电源的内容,要求通过实验掌握线性稳压电源的基本结构、工作原理以及三端集成稳压器的使用方法,同时复习和加深对桥式整流电路理解。
三、 实验电路原理分析整体框图:可以分为音频放大和直流电源两大部分。
220V 交流电源输入源输出图1 实验设计电路结构框图图2 音量调节线路其中,音放大电路的功能是将音源信号进行放大,然后再经过OTL 音频功率放大电路(用三极管设计并制作),其输出功率为0.25W,负载8Ω。
输入信号源为1KHz,10mv正弦信号达到最大功率不失真,最后去推动扬声器输出,简单来说,就是一个扩音器的基本原理。
直流电源部分则负责将220V 的交流电源转换为低压直流电供放大电路使用,同时,为了减小电源电压波动引起的噪声对放大电路的影响,电源部分要求采用线性直流稳压电源。
音量调节部分是通过两个按钮来进行数字控制,预置LED显示“4”,一个按钮向下调节,最小达到“0”并保持;另一个向上调节,最大达到“7”并保持,从而达到控制音量的目的。
四、直流电源制作从图 1 中可以看到,220V 的交流电源经变压器降压后,由全桥整流电路输出直流,再由稳压电路输出稳定的直流,提供给放大电路使用。
其中C1和C2能滤去电源中的交流成分。
如图3所示。
T1AIR_CORE_XFORMER U1V1220 Vrms60 Hz0°图3 线性串联稳压电源五、音频放大电路的分析1、前置放大前置放大器的作用简单说来就是“缓冲”,将外部输入的音源信号进行放大并输出。
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。
重庆大学课程设计报告课程名称:模拟电子技术课程设计学院:微电子与通信工程学院年级:2019级专业班级:学生姓名:学号:完成时间:年月日成绩:指导教师:重庆大学本科学生课程设计任务书目录音频域放大电路设计报告 (4)1 需求分析与方案设计 (4)1.1需求分析 (4)1.2方案设计 (4)1.3电路的设计与分析 (5)1.3.1前置放大电路 (5)1.3.2音量调节电路 (6)1.3.3功率放大电路 (9)2 模块的设计与验证 (10)2.1前置放大电路的设计与验证 (10)2.1.1前置放大电路的设计 (10)2.1.2前置放大电路的验证 (11)2.2音量调节电路的设计与验证 (12)2.2.1音量调节电路的设计 (12)2.2.2音量调节电路的分析 (13)2.3功率放大电路的设计与验证 (16)2.1.1功率放大电路的设计 (16)2.1.2功率放大电路的分析验证 (16)3 联合调试与总体测试 (17)3.1 电路各模块连接 (17)3.2 电路联合及调试总体测试 (17)心得体会 (20)参考文献 (21)元件清单 (22)音频域放大电路课程设计报告1 需求分析与方案设计1.1需求分析音频放大电子设备已经涉及到生活中的各个领域,在音频放大设备中音频域放大电路是重要的且不可或缺的一部分,作为音频放大电子设备中的最为基本电路,其主要功能是将收音机、录音机、碟唱片等设备输出的电信号进行放大,从而将输出功率增大到一个可使扬声器工作的额定输出功率环境。
而且该装置也可以对电路中的高频(生活中说的高音)和低频(生活中说的低音)信号进行一定的调节,也可以通过改变功率来改变播放器音量的大小,令整个设备可以在各种环境得到应用。
1.2方案设计音频域放大电路是将输入的电信号经过信号频率以及功率的一系列改变,得到最后输出的电信号来驱动扬声器的工作。
可作为输出信号的的种类有很多(例如:话筒,碟唱机,播音器等),相应的可作为输入信号的电信号也有很大的差异,其电压值也有很大的差距。
音频放大电路设计报告设计目的:运用集成运算放大器和集成功率放大器,设计一个具有高保真的小型音箱音频放大电路。
总体设计框图:图1设计电路图:图2电路原理:一、稳压电源图3如图3所示电源电路包含整流电路,滤波电路和稳压电路三部分,主要采用7815三端集成稳压器。
,220V交流电经变压器降压后,通过由D1、D2、D3和D4构成的全桥整流,采用双电源输出,经三端稳压器7815稳压。
图中,C1和C2 、C3和C4起旁路高频干扰信号作用,C5和C6则是改善负载瞬态响应,二极管D5和D6则是利用其限幅功能保护稳压器,防止输入短路时损坏稳压器。
仿真测试可得一组正负15V稳压电源。
二、前置放大电路图4前置放大电级主要完成小信号的电压放大任务。
由于从信号源输出的信号非常微弱,仅5—230mV,一般在音调控制器前面加一个前置放大器,只有经过放大后,这种信号才能激励功率放大器,以实现对音频信号的放大。
电路如图4所示,电路采用LF353比例运算放大电路对微弱的音频信号进行放大,在输人端加载电压信号后,C7、R4组成低通滤波器,减少杂波干扰,降低输入电阻,匹配阻抗的作用。
对于前置放大的设计,第一级、第二级的前置增益预置为15倍音量控制电路是通过调节电位器来实现的,其与运放组成电压并联负反馈。
电位器RV1置于最左端时对信号衰减最低,反之对信号衰减最大。
三、功率放大电路图5如图5所示。
为了克服交越失真,由R7、R8和二极管D7、D8共同组成两对复合管偏置电路,使输出级工作于甲乙类状态。
R7与R8的阻值要根据输出级输出信号的幅度和前级运算放大器的最大允许输出电流来考虑。
同时应保持电路的对称性。
其中由晶体管Q1、Q2、Q3、Q4组成的复合管为功率输出级。
三极管Q1,Q2都是NPN管,仍组成NPN管,Q3,Q4为不同类型的晶体管,所组成的复合管的种类由第一只管子决定,即为PNP管。
由运算放大器组成反相放大器。
最终形成由集成运算放大器构成的典型的OCL 功率放大器。
Ω 数控音量调节集成音频功率放大器设计报告1 前言集成音频功率放大器电路是一种可以采用数控方式产生计数脉冲实现音量调节的装置, 从原理上讲是一种典型的数字电路和模拟集成电路的组合和综合运用,因此,我们此次设计就是为了了解数控电路和功率放大电路的原理,从而学会制作数字控制电路而且通过制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
2 数控音量调节集成音频功率放大器的原理其原理框图1如下:图1 数控音量集成音频功率放大器原理框图3 电路设计3.1 技术指标1、在音频信号处输入正弦波输入电压幅度≥800mV ,等效负载电阻R L 为8Ω情况下,功率放大器应满足:(1)额定功率输出功率:P OR ≥10W ;(2)频率响应:BW ≥20Hz ~ 100kHz (≤3dB )(3)在P OR和BW内非线性失真系数:≤1%(10W,30Hz~20kHz);(4)在P OR下的效率≥55%;(5)输出阻抗≤0.16Ω;2、数控音量调节部分尽量能多档位,并且有LED音量档位指示。
3、电源稳压部分不要自制,但要求必须有整流滤波电路。
2电路工作原理3.2.1集成音频功率放大器我们熟悉的集成功放有TDA2030A、LM1875、TDA1514等,其中TDA1514外围电路较复杂,且容易自激。
LM1875外围电路简单,电路成熟,低频特性好,保护功能齐全,但是高频特性较差(B W≤70KHz)。
TDA2030A上升速率高、瞬态互调失真小;输出功率大,而保护性能以较完善;外围电路简单,使用方便;频带宽BW(10~140KHz),缺点是低频特性欠缺。
综合题目要求,选用TDA2030A 作功放。
1、TDA2030简介TDA 2030 是一块性能十分优良的功率放大集成电路,其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小,在目前流行的数十种功率放大集成电路中,规定瞬态互调失真指标的仅有包括TDA 2030 在内的几种。
音频放大电路实验报告(共9篇)音频功率放大器实验报告一、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。
课程设计设计题目:音频放大电路系别自控系班级学生姓名学号指导教师马超职称讲师孟祥斌助教起止日期: 2008年 12月22日起—至2008年12月31日止设计地点:实训A422┊┊课程设计任务书课程设计题目:音频放大电路系别自控系班级电子072学生姓名学号指导教师马超职称讲师孟祥斌助教起止日期: 2008年 12月22日起——至2009年1月2日止教研室主任李川 2008年 12月 10日设计题目:音频放大电路1.1设计任务:采用集成运放和音频功率集成放大器,设计一个对话筒输出信号具有放大能力的扩音电路。
1.2设计目的:(1)能独立查阅、整理、分析有关资料;(2)能用模拟分立元件或集成电路完成设计任务;(3)掌握运算放大和功率放大电路原理;(4)掌握三极管、复合管等器件。
1.3基本要求:(1)额定输出功率Po≤1W;(2)负载阻抗RL=8Ω;(3)失真度γ≤3%;(4)输出功率大小连续可调,即用电位器可调节音量大小;(5)频率响应(fL~fH);40Hz~10KHz;(6)输入信号源为低阻话筒(20Ω),输出电压为5mV;(7)Ri≥20kΩ。
1.4发挥部分:能用硬件电路完成全部或部分功能。
2、设计过程的基本要求:2.1基本部分必须完成,发挥部分可以根据自己的能力有选择的完成;2.2符合设计要求的报告一份,其中包括电路图;2.3设计过程的草稿要求保留并随设计报告一起上交。
3、报告的基本要求:3.1蓝黑色或黑色钢笔或碳素笔书写,不允许用圆珠笔。
项目齐全、字迹工整,有条件的可以打印,不少于3000字。
图纸为A3,有条件的可打印,不允许复印。
3.2装订顺序:封面、任务书、成绩评定表、中文摘要、关键词、目录、正文(按教务处毕业设计正文格式要求)、致谢、参考文献、附录(电路图与元器件清单)4、时间进度安排:2008.12.10沈阳工程学院模拟电子课程设计成绩评定表系(部):自动控制工程系班级:电子072班学生姓名:李旭摘要本次设计住要由话筒放大器和功率放大器组成,功放电路有源极放大电路和OCL功放电路构成。
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。
一、引言随着科技的不断发展,音频设备在人们日常生活中扮演着越来越重要的角色。
音频放大器作为音频设备的核心部件,其性能直接影响着音频播放的质量。
为了更好地理解和掌握音频放大器的设计原理和制作方法,我们进行了音频放大器设计实训。
本报告将对实训过程进行详细阐述,包括实训目的、实验原理、实验器材、实验步骤、实验结果与分析以及实验总结。
二、实训目的1. 理解音频放大器的基本原理和设计方法。
2. 掌握模拟电路的基本知识和技能。
3. 提高动手能力和团队合作精神。
4. 分析和解决音频放大器设计过程中遇到的问题。
三、实验原理音频放大器是一种将输入信号放大到足够大的输出功率,以驱动扬声器或其他负载的电路。
本实训采用甲乙类互补对称功率放大器作为实验电路,其原理如下:1. 输入信号经过输入耦合电容C1,进入差分放大电路,放大后的信号分为正负两部分。
2. 正负两部分信号分别经过推动级电路,推动晶体管Q1和Q2。
3. 经过推动级电路的信号进入功率放大级电路,通过晶体管Q3和Q4放大。
4. 放大后的信号经过输出耦合电容C2,驱动扬声器或其他负载。
四、实验器材1. 30W烙铁1个2. 焊锡(若干)3. 软线(若干)4. 电源线30cm(d0.7mm)5. 两孔插头1只6. 25W的220V(50HZ)—24V变压器1个7. 3W整流桥1只8. 2只2200uF的电解电容9. 2只470uF的电解电容10. 3只100nF的电容11. 1个双音频插头12. 1个8Ω10W的喇叭13. 1只10uF的电解电容14. 1只100uF的电解电容15. 3个50K的电位器16. 2个500Ω的电位器17. 3个4.7K的电阻18. 1个220Ω的电阻19. 2个15pF的电容20. 3个3904晶体管21. 2个3906晶体管22. 2个T1P41晶体管23. 2块散热片24. 2个1N4148开关二极管25. 10Ω、220Ω、470Ω、33Ω的电阻各1个五、实验步骤1. 根据电路原理图,搭建甲乙类互补对称功率放大器电路。
音频放大电路实验报告音频放大电路实验报告概述:音频放大电路是一种常见的电子电路,用于增强音频信号的强度,使其能够驱动扬声器或耳机等输出设备。
本实验旨在通过搭建一个简单的音频放大电路,探究其原理和性能。
实验材料:1. 音频信号发生器2. 电容、电阻、晶体管等元器件3. 示波器4. 扬声器实验步骤:1. 搭建音频放大电路:根据电路图,连接电容、电阻和晶体管等元器件,搭建音频放大电路。
确保连接正确、无误。
2. 调节音频信号发生器:将音频信号发生器连接至电路输入端,调节发生器的频率和幅度,以产生不同的音频信号。
3. 连接示波器:将示波器连接至电路的输出端,用于观察和记录音频信号的放大效果。
4. 测量音频信号的放大倍数:通过示波器,测量输入和输出信号的幅度,并计算音频信号的放大倍数。
5. 连接扬声器:将扬声器连接至电路的输出端,以听到放大后的音频信号,并观察其音质和音量。
实验结果:通过实验,我们观察到音频信号经过放大电路后,其幅度得到了显著增强。
示波器显示的波形图表明,输出信号的振幅大于输入信号的振幅,即音频信号经过放大电路后得到了放大。
通过计算输入和输出信号的幅度,我们得到了音频信号的放大倍数。
同时,连接扬声器后,我们听到了放大后的音频信号,其音质和音量比原始信号更好。
讨论与分析:音频放大电路通过增加电流或电压的幅度,将弱音频信号放大至足够驱动输出设备的水平。
在本实验中,我们采用了晶体管作为放大元件。
晶体管具有较高的放大倍数和工作稳定性,适用于音频放大电路。
然而,实际的音频放大电路设计要考虑多种因素,如频率响应、失真和噪声等。
频率响应指的是电路对不同频率信号的放大程度,应保持平坦且在所需频率范围内保持一致。
失真是指输出信号与输入信号之间的畸变,应尽量减小。
噪声是指电路本身产生的杂音,应尽量降低。
在实际应用中,音频放大电路常用于音响设备、无线电和电视等领域。
不同的应用场景对音频放大电路的要求有所不同,需要根据具体需求进行电路设计和优化。
分数:*********实践报告实践班名称:机电**实践班2010课程名称:机电实践基础训练题目:音频功率放大器的制作与调试院系:********************班级:******学生姓名:***学号:*****完成日期:2010 年12 月** 日**************学院一、设计内容综述利用TDA2003设计制作单电源电路功率放大器。
放大频率为50HZ的正弦波,理论计算倍数91倍,输入电压可调节,抗干扰,输出波形无明显失真。
二、所使用的关键器件和基本参数:元件型号基本参数运算放大器TDA2003 P=10W,2欧静态电流40ma输出阻抗4欧电阻五环电阻电位器200欧,2.2欧,10欧各一个50K欧电容电解电容独石电容470uF一个,4.7uF 两个,220uF两个0.22uF两个接口Header 2-Pin 3个二极管发光二极管DS1 1个三、工作原理说明(结合原理图说明)如图是一个TDA2003功放。
电源电压为12V 。
外加一指示灯电路,用来指示电源接触正常。
输出电流大,谐波失真和交越失真小(±14V/4欧姆,THD=0.5%),具有优良的短路和过热保护电路。
信号经过耦合电容C4输入到TDA2003的输入端进行音频放大。
其中R2,R3配合决定放大倍数(91倍),C3滤杂波(主要为50HZ 左右的),C4,C6为耦合电容,减少不必要的震荡;滑动变阻器使得电路在较小的电压也可正常使用。
PCB布线图:53142121212211232112122112121221212121下图给出TDA2003三极管的外形及引脚排列图引出端序号 符号 功能1 =IN 同相输入端2 —IN 反相输入端3 GND 地4 OUT 输出5 Vcc 电源参数名称符号参数值单位备注峰值电源电压直流电源电压工作电源电压输出峰值电流(重复)输出峰值电流(非重复)功耗工作环境温度贮存温度、结温VccVccVccI OI OPDTopzTstg,Tj4028183.54.520-30~75-40~150VVVAAW℃℃50mSTA=90℃TDA2003运算放大器本身的内部电路使其具有较大的输入阻抗和较小的输出阻抗,在相同条件下比三极管电路效果好些。
~课程设计报告课程名称:电子技术应用课程设计设计题目:数控音频放大电路专业班级: 10电气2班{设计者:学号:指导老师:舒华、王峥设计所在学期:大三第一学期"设计成绩:广州大学机械与电气工程学院2012年 9 月 29 日数控音频放大器设计报告[声音无处不在,人类对于声音的利用可以是无孔不入。
特别是信息传递方面,最常见的如人与人之间的对话。
但是有时候我们想把声音信息先保存下来等到有需要的时候再播放出来,而播放的机制好坏直接影响到声音信息的完整性与真实性,即和声音的失真率有关。
所以声音播放机制的好坏关乎到信息传递的准确性。
再者,当今社会声音播放机制是随处可见,这足以证明现实社会对播放机制的需求量大,且渐渐地向失真较小的方向发展。
人们在致力寻求失真最小的机制同时,也想该机制尽量简单小规模,因为这样才能广泛利用于各个领域。
如电脑音箱、笔记本音响、广播、手机等。
各个领域对于声音播放的要求又各有不同,所以本报告着重讨论研究失真较小的家用级播放机制。
最后,机制电路的设计对于设计者来说是一个不容易解决得问题。
对于设计者技术方面要求犹为重要。
设计者要尽可能地减少外界对机制的影响和电路内部的影响,综合考虑电路布局、功率和材料选择。
设计者如果在任何一个环节出错都会导致播放机制不稳定乃至失真、震荡。
因此选择这个电路作为讨论研究对象具有代表性意义,能使初级设计者更好地理解播放机制的工作原理,同时也是是初级设计者技术的试金石,是一个很好的锻炼台阶!一、系统功能简述二、简论本系统意义(创新性、实用性、课题特点)电子产品趋向于自动化,智能化方向发展,人们想电子产品在满足其基本需要时,能具备智能化、人性化的体现。
因此,在这样的市场需求下,电子产品发展已向智能化、人性化方向发展。
在这个大趋势的推动下,本系统在设计方面也加入了一些比较人性化的设计,如可视化音量级别,与数控音量调节。
也许正是一个经常可以看到的简单功能,但这却是一个具有创新性意义的代表功能。
以前播放机制,是用一个简单的电位器来调节的,基于以前技术的相对落后,与材料的缺乏。
电位器不是为一个很好地解决方案,但是电位器调节使得使用者对于使用系统,不能有一个比较形象的音量理解,看见的却是电位器指针的位置。
但是可视化的音量显示能让使用有一个形象而且具体的了解,这更好的帮助使用者直观地准确地提高到某一个音量级别,当然这个是在音量级别的级差做得尽量小的时候最能体现出来。
虽然本系统设计未能达到级差细化,但却是数控音量调节的原理体现。
再者,数控音量调节是,数电信号转换成模电信号的又一个重要体现。
数模转换是有智能化控制中必不可少的一个环节,也是实现智能化控制执行机制的前级。
因此,这些设计具有创新性意义。
但是,在具有创新性同时,不乏接近现实的实用性。
本系统属于小型电路,设计使用对象是要求相对较低的家用音响。
且零件花费相对较低,因此本设计能进入音频播放的大多数领域,普及到大大小小,各种各样的设备。
—音频放大设计课题具有开放性,发散性等特点。
所以设计者可以自由发挥自己的创造能力,尽可能地完善与增加设计方案。
基于这个课题这个特点,让设计者有很大的发挥空间,设计者可以随心所欲地设计属于自己的电路,不需要受框条的制约。
电子设计需要的是创新的能力,这就要求设计者要站在一个发展的高度去看待问题,立足于实用,发展于创新,只有这样才能设计出一个成功的作品。
而这个课题的特点正好迎合设计者的需求。
经过这个课题,我相信设计者能更好地理解电子电路特点,为以后发展奠定坚实的基础。
三、方案选择的论证方案一:;方案一中的TDA2822失真比较严重方案二中LM386电路比TDA2822简单,容易调试(不采纳)(采纳):、四、系统构图$五、总电路图实物布线图'六、系统实现的基本原理和电路原理(1)该电路为电源整流滤波稳压电路,从交流220V输入首先经过220V-12V变压器变压,再经过整流桥整流,输出直流。
然后用大电容与小电容组合成滤波电路,使电压波形较为平滑。
但是这电压还是具有不稳定性,不能直接利用。
因此需要稳压IC来稳定输出电压。
(2)-该电路为前级放大电路,选用的芯片是LM324。
同相交流放大器的特点是输入阻抗高。
当有音频信号输入到5端时接经过一个滤波的电容,过滤掉传输途中的杂波,一般取3uF-10uF。
R5为下拉电阻,C9为滤波电容。
Rf1与Rf2接反馈电阻接入端,C5为输出滤波电容。
总电路组成一个同相比例放大电路。
电路的电压放大倍数A V 也仅由外接电阻决定:A V=1+R f/R5,R5的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。
电容电阻的选取一定要合理,否则运放本身会产生自激震荡。
对输入造成干扰,或者导致不能放大。
(3)该电路为功放电路,电路中采用LM386功放芯片,它是专为低损耗电源所设计的功率放大器集成电路,可用电池作为供应电源,输入电压范围由4V-12V,无动作时仅消耗4mA电流,且失真低。
用该芯片搭建功放外围元件也非常少。
电路中R6与C8是对感性负载(喇叭)进行相位补偿来消除自激的。
1脚和8脚悬空处理,这样功放就默认内建增益为20db,在两脚之间相应加上适当的电容或电阻就可以增大其增益到最大200db。
(4)\该电路图未数字模拟开关,当有数字信号输入到Q0、Q1、Q2端时,对应的X通道就会与COM O/I导通。
因此在X端各并入电阻,在某一端接通时,相当于从13端开始,各级串加电阻,直至接通口。
所以该芯片很适用于数字调阻电路,按如图接法,将3端与13端接入运放反馈电阻端,就能实现数字8级调控反馈电阻电路。
即能直接调节运放的放大倍速。
电路中使用10k的电阻,即反馈电阻范围为0-70k。
(5)该电路为按键信号电路与抖动电路。
按键按下去时,会产生机械震荡,导致信号出入不稳定。
接入RC充放电电路,是为了稳定输入信号间隔在R*C=5ms左右。
这样就能比较有效地放抖动。
选用556组成两个按键的施密特电路,是为了进一步防止电路抖动。
输出一个稳定的时钟信号。
(6)]该电路为计数电路,实行分级调节的主芯片。
74193为16进制同步加减计数器,双时钟,带清除。
74193被接成计数状态,在加或减的时钟信号作用下作计数操作,输出三个数字信号。
(7)该电路为数字调级显示电路。
4511为数码管驱动芯片,工作在译码状态。
通过检测计数器输出端额三个数字信号来翻译相应驱动信号,通过输出七个电平信号来驱动数码管显示相应的数字。
数码信号输入端的电阻为限流电阻,100-500欧均可,保证数码在正常安全的状态下工作。
(8)¥该电路是音量检测的模块。
电路采用LM3914作为10个发光二极管驱动器,它可以把输入模拟量转换为数字量输出驱动10位发光二极管来进行点显示或柱显示。
信号电压则利用LM324的另一个放大器将音频信号放大输入LM3914进行比较。
图中R2、R3用来调节参考电压的范围,10个LED灯的亮度可由R4来调节通过每个LED的电流大致等于R中电流的10倍,又因为LM3914内部有的标准电压源,R4选用1K的电阻,刚通过LED的电流为12mA。
因为测得信号电压达到4-6V,因此LM3914采用12V的独立供电,使参考电压范围更充裕,更易于调节。
七、电路设计、参数计算、和元器件选择(1)本系统要是实现的是失真小、能带喇叭负载的音频放大电路所以在运放与功放选择方面,都选择了失真很小的元件。
电路运放反馈放大大小为:Rf/R5=1-8倍功放放大倍数:20db,即10倍(2)电源的选择;因为运放与功放芯片要在供电功率足够的情况才能正常工作,且失真最小,因此电源供电一定要足。
所以变压器选用20AV、220V-12V的变压器,功放输出功率大概为500mW,加上芯片内部损耗大概为左右。
其它芯片功耗总数只有2W左右。
整个电路功率小,所以可以选择使用4节7号电池供电,但使用变压器供电裕度更充足,这样就能保证芯片与变压器都工作在稳定状态。
整流桥选择KBP206,该桥堆耐压600V,通过最大电流为2A。
符合供电功率要求。
滤波电容选择容值比较大的电容,两个4700uF的电容对电压进行滤波,有着比较好的效果。
为使波形尽量平滑,再连续用较小的电容来辅佐滤波,使得波形得到很大的改善。
稳压芯片选用78系列、与79系列。
因为该芯片价钱低且,使用方便。
但是由于供电功率需要比较大,且78、79系列稳压IC工作最大电流都为1A。
因为P=IU,所以选用稳压输出电压大一些,会有效减少流过芯片电流,防止IC工作电流过大而发热过大,导致损坏。
即使选择稳压IC上合理,但电源IC都装上了散热装置。
/(3)数控元件的选择;因为数码管与其驱动芯片,都是很常见的,即使不同型号,功能方面也是一模一样,使用方面也是大同小异。
所以数码管选择的是共阴数码管,驱动芯片选择4511。
计数器芯片选用74193,因为这个一个16进制计数芯片,芯片在计数状态下Q0、Q1、Q2端循环输出0-7二进制码。
对于8级调节利用起来比较方便。
加上该芯片有加减双时钟计数,这样有助于双向调节音量,更利于使用者使用。
开关芯片采用常用的4051,这个一个比较好用的低压模拟开关芯片,且工作稳定。
开关用的是指压四脚无锁开关,所以使用时会有机械震荡,会影响时钟信号的输入,所以选用RC充放电电路来延长信号输出时间,时间大约为R*C=1uF*5K=5mS,另外选用556构成施密特电路,能有效矫正输出波形。
稳定时钟信号。
八、实施方案说明本系统制作过程比较长,特别是前期准备工作。
首先是电源制作,电源制作一定要谨慎,因为电源直接接触220V交流电,一不留神很容易出现事故。
电源中最大块的是变压器,所以制作过程中,先固定变压器,然后接线用接线端子,保证接线可靠。
还要在变压器一次端加上开关。
固定好变压器,就要安排整流桥与电容的布局,两者不能与变压器靠得太紧,且焊接的时候,线路要尽量的粗和大。
最后就是稳压芯片的安装,稳压芯片是很容易受到热损坏的,所以在焊接的时候,要先安装散热片。
最后电源安装好了以后就用电表检测有没有短路、开路。
在确保线路正常的情况下接上电源,然后用万能表测输出电压是否正常。
电源电路比较简单,所以一次转配就成功了。
·然后就是运放与功放电路了,这个就需要很详细的元件布局考虑,因为布局不当也会导致干扰或者会造成焊接上的困难。
同样地,焊接的时候,电源线要粗大,要尽量避免少飞线。
反馈电阻先用10K,输出端接上喇叭。
焊接好了就先检测一次电路,确保焊接正确以后,就接上电源,测试电路。
最后电路工作正常。
接着实功放电路,在安排这部分电路布局的时候,在板上画上范围。
按照图焊接好了以后,然后接上电源接上运放输出端,最后发现能正常工作。
紧接着是数控电路,这部分需要先焊接数码管与数码管驱动电路,因为焊接好这个电路能够测试下面电路有没有出错。