扩音机电路实验报告
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装订线实验报告课程名称:模拟电子技术实验指导老师:成绩:__________________实验名称:扩音机电路整机实验实验类型: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、心得扩音机整机电路一.实验目的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.实验准备1.设计扩音机电路的前置,音调和功率放大级电路;2.仿真分析扩音机电路的各级与整机指标;3.按模块划分完成相关电路的焊接;4.估算前置级(A1)的电压增益、音调控制级(A2)的电压增益、音调控制范围;功率放大级(A3)的电压增益;5.了解扩音机电路的各项指标,拟订各项指标的测试方法。
三.实验内容1.组装焊接由三级运放组成的扩音机电路。
并仔细复查整机电路的接线是否正确无误;2.分别测量各级电路的静态工作点;3.测量前置级的增益;4.测量音调级低音和高音增益调节范围;5.测量功率放大级的增益;6.测量功率放大级最大不失真输出和最大功率(带载);7.测试整机增益;8.测量频率特性;9.测量其它各项指标;10.听音试验四.实验器材装订线1. 扩音机电路实验板;扩音机电路实验所需的电子元器件;2. MS8200G型数字多用表;3. XJ4318型双踪示波器;4. XJ1631数字函数信号发生器;5. DF2172B型交流电压表;6.HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源。
五.实验内容和步骤1.焊接分别焊接前置放大电路、音调控制电路及集成功放电路等三级运放组成的扩音机电路功能块。
2.检查电路的正确性对照电路原理图仔细检查三级电路的元器件参数、连接线及焊点质量;使用万用表的通断档逐步检查电路的完整性。
课程名称:电路与模拟电子技术实验指导老师:楼珍丽成绩:实验名称:扩音机电路实验实验类型:同组学生姓名:二、仿真:原理图:波形图:≈203.4整机放大倍数:287.368mV1.413mV三、实验:1.测量各级的静态工作点开路指标静态工作点R26(Ω) R20(Ω)R30(Ω)R入(Ω)V2(V) V3(V) V4(V) V6(V) V7(V) 理论近似值510k 100k 100k ╲0 0 -14 0 14 A1测量值510k 99.1k 100.2k ╲0 0 -14.81 0 14.83 理论近似值150k ╲0 150k 0 0 -14 0 14 A2测量值124.4k ╲0 148k 0 0 -14.81 0 14.842. 测试前置级、音调控制级的电压增益条件:a)音量电位器RP3置于最大位置; b)音调控制电位器置于中心位置;c)扩音机的输出在额定输出功率以内,并保证输出波形不产生失真; d)输入信号频率为1kHz 的正弦波。
3. 测量各项指标a) 最大不失真输出电压Vomax(Vopp):8.74V(24.6V)b) 输入灵敏度Vimax :48.9mVc) 最大输出功率Po =Vomax²R L = 8.74²8W ≈ 9.55W前置级 音调控制级 V i1 101mV V i2 101mV V o1 625mV V o2 -95mVA v1 6.19 A v2 -0.94d)噪声电压Vn:1.54mVe)整机电路的频率响应①中频(f=1kHz)输出电压:628mV②下限截止频率f L:40Hz(444mV)③上限截止频率f H:33kHz(445mV)f)整机高低音控制特性先将RP1、RP2电位器旋至中间位置,减小输入信号幅度(f=1kHz),使输出电压为最大输出电压的10%左右,并保持Vi不变,测出Vo,算出中频时的Av。
≈−6.16中频Av:−62.210.1(1)f=100Hz时的音调控制特性使电位器RP1旋至两个极端位置A和B,依次测出A VA和A VB,并由此算出净提升量和净衰减量,用分贝表示。
扩音机电路实验报告.一、实验目的:1. 掌握扩音机的基本工作原理和电路结构。
2. 学会绘制扩音机电路图并理解电路图上各元器件的功能。
3. 掌握各种电路元器件的选用、使用及测试方法。
4. 学会使用示波器、信号源、变压器等测试仪器进行电路测试和调试。
二、实验器材:1. 扩音机电路板2. 下列元器件:电声 exciter、功率放大器、调频收音机、麦克风、音箱等。
3. 示波器、信号源、变压器等测试仪器。
三、实验内容:1. 按照扩音机电路原理图组装电路,并进行测试、调试。
2. 在调试中,需注意电源电压的合适选择,缺失的信号源的需要使用人工信号源等。
3. 测试各级电路中各种信号、频率的波形及大小,找出不正常的元器件并予以更换或调试。
四、实验原理:扩音机主要由四个部分组成:信号源、前级放大、功放及音箱。
其中,信号源主要为调频收音机或其他音频信号源;前级放大用来放大收音机或其他信号源的弱电信号;功率放大器用以将前级放大的信号再次放大,使得生成的信号足够大以驱动音箱;音箱是将电信号转化为声音信号的设备,并将声音传达到人的耳朵中。
五、实验步骤:1. 接线及调试准备:(a)准备所需要的元器件,并按照电路图接线。
(b)检查电源电压,确定为DC12V。
(c)测试各级电路中各种信号、频率的波形及大小,找出不正常的元器件进行更换或调试。
(d)向电声 exciter输入一定频率(如1kHz)的信号,测试输出信号波形。
2. 对前级放大进行测试:(a)在车坞直接连接调频收音机的输出,并测试输出信号波形及波幅。
(b)移除车坞,并通过麦克风输入,测试输出信号波形及波幅。
(c)如果波形不正常,则需要进行元器件更换或进一步调试。
3. 对功放进行测试:(a)测试功放输入的信号波形及波幅。
(b)测试功放输出的信号波形及波幅。
(c)如果波形不正常,则需要进行元器件更换或进一步调试。
4. 对音箱进行测试:(a)输出音频信号,并测试音箱输入的信号波形及波幅。
装订线实验报告课程名称:电路与电子技术实验指导老师:成绩:实验名称:扩音机电路实验类型:电子电路实验同组学生姓名: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、实验数据记录和处理五、思考题及心得一、实验目的和要求1.常用电子元器件的识别与选择;2.了解复杂电子电路的设计方法;3.了解集成功率放大器的基本特点;4.了解放大电路的频率特性及音调控制原理;5.学习复杂电子电路的分模块调试方法;6.学习扩音机电路的特性参数的测试方法;二、实验内容1.组装焊接由三级运放组成的扩音机电路。
并仔细复查整机电路的接线是否正确无误;2.分别测量各级电路的静态工作点;3.测量前置级的增益;4.测量音调级低音和高音增益调节范围;5.测量功率放大级的增益;6.测量功率放大级最大不失真输出和最大功率(带载);7.测试整机增益;8.测量频率特性;9.测量其它各项指标;10.听音试验三、主要仪器设备扩音机电路实验板;扩音机电路实验所需的电子元器件;MS8200G型数字多用表;XJ4318型双踪示波器;XJ1631数字函数信号发生器;DF2172B型交流电压表;HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源等装订线四、实验数据记录和处理1.常用元器件的识别与选择(一)电阻器扩音机电路中电阻器件,如R1,元器件清单标示阻值100kΩ,色环法【棕、黑、黄、金】,则得R1=10×104=100KΩ,允许误差±5%。
实验时用万用表200kΩ档测得R1=99.7kΩ。
很显然该电阻的阻值在误差允许范围内;再如R9,元器件清单标示阻值680Ω,色环法【蓝、灰、棕、金】,则得R9=68×10=680Ω,允许误差±5%。
而实验时用万用表2k档测得其阻值R9=673Ω。
很显然该电阻的阻值也在误差允许范围内。
(二)电位器扩音机电路中的电位器有220kΩ和47kΩ两种。
对于47kΩ的电位器,首先用万用表200k档测电位器两个外引脚之间的阻值,同时转动电位器转角,发现其阻值一直稳定在46.7kΩ。
北京邮电大学实验报告实验名称:扩音机电路的设计与实现学院:班级::学号班序号:日期:一、课题名称扩音机电路的设计与实现二、报告摘要和关键字1. 摘要:本实验主要采用运算放大器和集成音频功率放大电路构成扩音机电路,将话筒送出的微弱信号放大成能推动扬声器发声的大功率信号。
报告中首先结合设计任务要求给出设计思路和总体结构框图,然后讨论各级电路具体设计和原理图,后给出了仿真结果,实际搭建电路测试的数据,所得的波形图,调试过程中遇到的故障和问题分析,最后对本次实验进行了总结。
2 . 关键字:前置放大音调控制功率放大扩音三、设计任务要求采用运算放大器和集成音频功率放大电路设计实现一个对话筒输出信号具有放大功能的扩音机电路。
1、基本要求:1)最大输出功率不小于2W2)负载阻抗为8?3)具有音调调控功能,即用两个电位器分别调节高音和低音。
当输入信号为1kHz时,输出为OdB;当输入信号为100Hz正弦时,调节低音电位器可以使输出功率变化士12dB;当输入信号为10KHz时,调节高音电位器也可以使输出功率变化士12dB4)输出功率的大小连续可调,即用电位器可以调节音量的大小2、提高要求:1)频率响应:当高、低音调电位器处于不提升也不衰减的位置时,-3dB的频率围是80Hz~6KHz即BW=6KHz2)输入端短路时,噪声输出电压的有效值不超过10mv3)输入信号源为话筒输入,输入灵敏度不大于30mv四、设计思路与总体结构框图功置■■大大级级(]图1扩音机电路的原理框图扩音机电路主要采用运算放大器和集成功率放大电路构成,原理框图如图1所示。
前置放大主要完成小信号的放大,一般要求输入阻抗高,输出阻抗低,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;功率放大器决定整个电路的输出功率、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。
电路设计时首先根据技术指标的要求,确定各级增益的分配,然后对各级电路进行具体的设计。
扩音机电路设计报告1.引言:扩音机是一种可以放大声音的电子设备,广泛用于会议、演讲、教学等场合。
在本设计报告中,我们将介绍一种基于放大器电路的扩音机设计。
该设计可以实现低功率输入信号的放大,以产生高功率输出来扩大声音。
2.设计目标:本次设计的目标是设计一个能够放大输入信号的扩音机电路,并具有以下特性:-低噪声放大器:确保输入信号的清晰度和准确性;-高增益:保证输入信号可以被放大到足够大的水平,以产生高功率输出;-功率放大:将放大的信号驱动一个功率放大器,以产生高功率输出。
3.设计方案:本次设计基于模拟电路,包括三个主要模块:前置放大器、主放大器和功率放大器。
3.1前置放大器:前置放大器负责对输入信号进行低噪声放大。
我们选择了放大器电路中常用的差分放大器设计。
差分放大器可以有效地抑制输入信号中的噪声,并具有较高的增益和共模抑制比。
另外,在输入和输出之间加入适当的滤波器可以进一步提高信号质量。
3.2主放大器:主放大器将前置放大器放大后的信号进一步放大。
我们选择了类AB 功放电路来实现主放大器。
类AB功放具有较高的效率和较低的失真,适用于音频放大应用。
为了实现高增益,我们采用多级放大器的结构。
3.3功率放大器:功率放大器将主放大器放大后的信号驱动扬声器,产生高功率的声音输出。
我们选用了功放电路设计中常见的互补对称结构。
使用互补对称结构可以提高输出功率和效率,并且减少对地的电位差。
4.电路实现:我们基于以上设计方案实现了扩音机的电路。
4.1前置放大器电路:前置放大器电路采用了差分放大器的设计。
通过设置合适的电流源和电阻值,实现了合适的增益和共模抑制比。
在输入和输出之间添加了适当的低通滤波器来抑制高频噪声。
4.2主放大器电路:主放大器电路采用了多级放大器的结构。
每个级别都使用了类AB功放,以实现较高的增益。
同时,每个级别之间通过耦合电容进行耦合,以确保信号的顺畅传输。
4.3功率放大器电路:功率放大器电路采用了互补对称结构。
实验报告课程名称:电路与电子技术实验指导老师:樊伟敏成绩: 实验名称:扩音机整机电路实验类型: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、实验器材、实验电路、实验内容实验目的了解复杂电子电路的设计方法; 了解集成功率放大器的基本特点;了解放大电路的频率特性及音调控制原理; 学习复杂电子电路的分模块调试方法; 学习扩音机电路的特性参数的测试方法实验器材1. 扩音机电路实验板;扩音机电路实验所需的电子元器件;2. MS8200G 型数字多用表;3. XJ4318型双踪示波器;4. XJ1631数字函数信号发生器;5. DF2172B 型交流电压表;6.HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源。
实验准备设计扩音机电路的前置,音调和功率放大级电路; 仿真分析扩音机电路的各级与整机指标; 按模块划分完成相关电路的焊接;估算前置级(A1)的电压增益、音调控制级(A2)的电压增益、音调控制范围;功率放大级(A3)的电压增益;了解扩音机电路的各项指标,拟订各项指标的测试方法。
实验电路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。
实验电路原理图实验名称:扩音机整机电路姓名:hd学号:装订线扩音机整机电路参考设计原理图实验内容组装焊接由三级运放组成的扩音机电路(电路原理图见上页)。
并仔细复查整机电路的接线是否正确无误;分别测量各级电路的静态工作点;测量前置级的增益;测量音调级低音和高音增益调节范围;测量功率放大级的增益;测量功率放大级最大不失真输出和最大功率(带载);测试整机增益;测量频率特性;测量其它各项指标;听音试验调试实验实验名称:扩音机整机电路姓名:hd学号:装订线焊接分别焊接前置放大电路、音调控制电路及集成功放电路等三级运放组成的扩音机电路功能块。
实验名称:扩音机的制作实验指导老师:李月华实验地点:实验室实验日期:2012年12月24 号实验人员:陈星章凌景媛实验目的:利用《模拟电子设计基础》中学到的二极管、三极管、电容、电感等元器件和电源的知识,以及自己在日常生活中学习和了解的有关电子设计方面的知识和资料,完成扩音机的制作。
实验原理:扩音机就是主要由二极管和三极管构成的电子电路模型,在扩音器的设计中运用了三极管的显著特性——电流放大作用。
而扩音机的核心是放大电路,它的作用是在电子设备中对各种信号进行放大。
扩音器是由电源输入、电容滤波、信号采集、音量调节、信号放大、信号输出等重要部分构成。
扩音器电路的基本工作流程是:先将输入电压进行滤波,获得平稳的直流电压;进行信号采集,再将信号采集得来的微波信号加载在直流信号上,经过三极管放大电路及推挽式电路将微波信号进行二次放大,再将信号通过扬声器输出。
实验仪器设备(实验条件):12V直流稳压电源,电解电容10uF(3个),电解电容470uF(2个),电解电容47uF(2个),瓷片电容4700pF(1个),电位器51K(1个),IN4148(1个),LED(1个),NPN型三极管9014(1个),PNP型三极管9015(1个),NPN型三极管8050(1个),PNP型三极管8550(1个),电阻(100K,22K,4.7K,5.6K,750K,27K,1K,100,47各一个),电烙铁,感光板等。
实验过程(内容,步骤):实验步骤:(1)首先根据已经学到的基础知识对一般放大电路进行理论分析。
了解一般放大电路的结构及工作原理。
(2)设计简易扩音机的基本结构和大致功能。
(3)根据扩音机的结构,设计电路。
并完成电路仿真。
(4)对电路做简化和优化。
尽量保证扩音机电路设计是现行方案中最好的。
(5)根据仿真结果,完成原理图、PCB布局、洗PCB板、焊接,调试。
(6)测量实验的数据,进行误差分析,撰写实验报告。
实验电路图如下:实验分析扩音器电路中各元件的作用:在扩音机电路里,MIC是驻极体话筒,电阻R1为它提供了一个合适的工作电压。
电子电路综合设计实验七:扩音机电路的设计与实现院系:信息与通信工程学院班级:姓名:班内序号:08学号:一实验目的1了解扩音机电路的形式和用途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实验的能力摘要:扩音设备的作用是把从话筒、录放卡座、CD机送出的微弱信号放大成能推动扬声器发声的大功率信号,主要采用运算放大器和集成音频功率放大电路来构成扩音机电路。
本实验前置放大器、音调控制器和末级功率放大器三部分,通过元器件在面包板上模拟实际电路,左后进行测试,使扩音机电路满足输出功率,负载阻抗,频率相应等多方面的要求。
实验关键词:扩音机、前置放大器、低音和高音的提升和衰减、功率放大二、实验所用仪器其他器件:三实验任务要求:1、基本要求:A)参考图一框图设计实现一个对话筒输出信号具有放大能力的扩音电路,设计指标一集给定条件为:(1)最大输出功率为0.5W(2)负载阻抗为8欧姆(3)具有音调控制功能,即用两个电位器分别调节高音和低音。
当输入信号为1kH时,输出为0dB;当输入信号为正负12dB;当输入信号为10KHz正弦时,调节高音电位器可以调节音量的大小。
(4)输出功率的大小连续可调,即用电位器可调节音量的大小。
(5)频率响应:当高、低音调电位器处于不提升也不数案件的位置时,—3dB的频率范围是80Hz—6KHz,即BW=6KHz。
(6)输入端短路时,噪声输出电压的有效值不超过10mV,直流输出电压不超过50mV,静态电源电流不超过100mA。
B)设计该电路的电源电路(不要求实际搭建),用PROTEL软件绘制完整的电路原理图(SCH)及印制电路板图(PCB)。
2、提高要求:提出其他扩音机设计方案四实验原理与设计设计思路:本实验中声音先经过话筒变成微弱的电信号,经过放大器,可将其放大成大功率总共设计分为三级电路来实现本实验的功能,第一级实现微弱电信号的放大即前置放大器,第二级根据实验要求设置为音调控制级,第三级采用功率放大电路使信号成为可通过扬声器发声的大功率的信号,它的负载即是8Ω的扬声器。
实验:扩音器电路的设计与实现一、摘要扩音设备的作用是把从话筒送出的微弱信号放大成能推动扬声器发声的大功率信号,主要采用运算放大器和功率放大电路来构成扩音器。
本实验有音频采集模块、电压放大器和功率放大器三部分,通过PSPICE软件仿真各电路并用元器件在电路板上焊接模拟实际电路,最后进行测试,使扩音器电路满足输出功率、负载阻抗、频率等多方面的要求,较好的实现了扩音器的各项功能。
二、实验任务参考原理图设计不失真地实现一个对话筒输出信号具有放大能力的扩音电路。
输出功率的大小连续可调,即可用电位器可调节音量的大小。
噪声输出电压的有效值较小,用PSPICE 软件绘制完整的电路原理图,进行各项仿真,最后焊出完整的扩音器电路。
三、实验仪器元器件:电阻、电容、二极管、三极管、电位器、运放若干万用表,电烙铁,示波器,导线,插针,杜邦线,空电路板,面包板等四、总体框图1、信号采集本实验所用拾音器为驻极体拾音器,内部电路如图所示,由二极管与MOS管组成。
人声频率男:低音82~392Hz基准音区64~523Hz男中音123~493Hz男高音164~698Hz女:低音82~392Hz基准音区160~1200Hz女低音123~493Hz女高音220~1.1KHz人声频率大概在100~1kHz音频采集部分,将通过8050三极管放大音频信号,为了消除失真,先将静态工作点提升2v后再用电容将直流成分滤掉,传入下一级。
焊接时应注意三极管的极性。
仿真如下图:100Hz的输出仿真图形频率为1kHz的输出仿真波形实物如下图2、电压放大中放模块由LM324运放芯片组成,采用正负双12V电源供电,作用为放大音频信号,受限于lm324性能参数决定,放大倍数定为10倍。
放大倍数为R3/R2。
电压放大倍数10倍无失真。
在制作电路板时,添加了调节音量的功能,以104电位器代替R3的位置,以达到调节电压放大倍数的作用,但实际调节时,由于LM324功率的限制以及后级功放的参数限制,音量稍大时会产生较大失真。
电子电路综合实验报告实验名称:扩音机电路的设计与实现学院:信息与通信工程学院专业:班级:姓名:学号:班内序号:指导老师:二0一四年五月二日目录摘要———————————————————————————————————3一、任务设计要求——————————————————————————3二、设计思路及总体实验框图1.实验框图—————————————————————————————42.设计思路—————————————————————————————4三、分块电路和总体电路的设计过程1. 前置放大级—————————————————————————————52. 音调控制级—————————————————————————————63. 功率放大级—————————————————————————————104. 总电路———————————————————————————————11四、所实现功能说明1.已完成的功能—————————————————————————————122.主要测试数据—————————————————————————————133.各级仿真结果—————————————————————————————13五、故障及问题分析—————————————————————————16六、总结和结论————————————————————————————17七、所用元器件及测试仪表清单——————————————————18八、实验建议—————————————————————————————19课题名称:扩音机电路的设计与实现摘要:扩音设备的作用是把从话筒、录放卡座、CD机送出的微弱信号放大成能推动扬声器发声的大功率信号,主要采用运算放大器和集成音频功率放大电路来构成扩音机电路。
本实验电路由前置放大器、音调控制器和功率放大输出级三部分构成,其中前置放大主要完成小信号的放大;音调控制主要是实现对输入信号高、低音的提升和衰减;功率放大器决定整机的输出功率,使其满足实验要求。
关键字:前置放大音调控制功率放大整机测试一、设计任务要求:基本要求:用运算放大器和集成音频功率放大器设计实现一个对话筒输出信号具有放大能力的扩音机电路,要求:(1)最大输出功率不小于2w;(2)负载阻抗为8Ω;(3)具有音调控制功能,即用两个点位期分别调节高音和低音。
当输入信号为1KHz时,调节电位器,输出为0dB;当输入信号为100Hz 时,调节低音电位器可以使输出功率变化±20dB(即电压增益变化0.1-10倍);当输入信号为10KHz时,调节高音电位器也可以是输出功率变化±15.6dB(即输出电压增益16⁄-6倍。
(4)输出功率的大小连续可调,即用电位器调节音量的大小。
提高要求:(1)频率响应:当高、低音调电位器处于极不提升也不衰减的位置时,-3dB的频率范围是80HZ-6KHZ,即BW=6KHZ。
(2)输入端短路时,噪声输出电压的有效值不超过10mv;(3)输入信号为话筒输入时,输入灵敏度不大于30mV。
二、设计思路及总体实验框图:1.实验框图:Figure 1 扩音机电路总体结构2.设计思路:前置放大主要完成小信号的放大,一般要求输入阻抗高,输出阻抗低,频带宽,噪声要小,音调控制主要是实现对输入信号高、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。
设计时首先根据技术指标的要求,确定各级增益的分配,然后对各级电路进行具体的设计。
因为P omax=2W,输出阻抗R L= 8Ω,所以输出电压U o=√P omax×R L=4V,要使输入为5mv的信号放大到输出的4V ,所需的总放大倍数为800。
因此可令扩音机中各级增益的分配为:前级的电压放大倍数为100;音调控制中频电压放大倍数为1;功率放大级的电压放大倍数为8。
三、 分块电路和总体电路的设计过程:1. 前置放大级:由于话筒提供的信号非常弱,一般在音调控制器前面加一个前置放大器。
考虑到设计电路对频率相应及零输入时的噪声、电流、电压的要求,前置放大器选用高输入阻抗低噪声的集成双路运算放大器LF353。
Figure 2前置放大级仿真电路图由前面分析可知,前置放大电路要求放大100倍左右,即前置放大电路的每级放大倍数为10倍左右。
为了避免后级电路对前置1kHz0°放大造成影响,使前级放大倍数减小,设计时可使前置放大级的各级增益为11,即A u11=1+R3R2=11A u12=1+R6R5=11取R5=R2=10kΩ则有R6=R3=(A u11−1)R2=100kΩ由电路的直流等效电路可得:同相输入端下拉电阻为:R4=R1=R3//R2=9.1kΩC1、C3、C5为隔直电容,其大小均为33μF;为了使前置放大级的幅频特性更平缓,可在第一级输出和反相输入端之间接一个C2=20pF的反馈电容。
2.音调控制级:音调控制器的关键是电阻电容网络的选频作用。
输入信号是分成两个支路送到放大器的输入端的。
一条是经R11、RP1、C6、R13到输入端,并经过C7、R12到输出端形成负反馈。
另一条是经过RP2、R14、C8到输入端。
这两条支路的电容容量相差很大,C6、C7容量大,对低频信号影响大;C8容量小,对高频信号起作用。
Figure 3 音调控制级1)、中频段:Figure 4 音调控制级中频等效电路因为中频段增益为0dB,所以有R8=R10式(1)且有|Z C6|=12πf M C6≪R P1=500kΩ|Z C7|=12πf M C7≪R P1=500kΩ|Z C8|=12πf M C8≫R8+R9−R11中频段,取f M=1kHz,则有:C6=C7≫12πf M R P1=318pF式(2)C8≪12πf M(R8+R9−R11)式(3)2)低频段,取f L=100Hz:Figure 5 低频等效电路放大 Figure 6 低频等效电路衰减有|Z C6|=|Z C7|=12πf L C6与R P1在同一数量级,而12πf L Rp1=3180pF结合式(2),可取C6=C7=3300pF式(4)此时,|Z C6|=|Z C7|=482.29kΩ以放大时为例:根据要求,A u2L=R10+R pcR8≥10式(5)其中,R pc=R p1//|Z C7| =197.11kΩ式(6)由式(1)(5)(6),得,R8=R10≥R pcA u2L−1=21.90kΩ实验时,取R8=R10=20kΩ3)高频段:取f H=10kHzFigure 7 高频等效电路放大 Figure 8 高频等效电路衰减|Z C8|=12πf H C8≪R8+R9−R11C8≫12πf H(R8+R9−R11)>12πf H(R8+R9)式(7)记R1x=R11+|Z C8|以放大时为例:根据要求,有:|A u2H|=|−R P2R1x|=R8R10+R8R9+R9R10+R10R1xR8R1x≥6将式(1)带入上式得|A u2H|=R10+2R9+R1xR1x≥5R11≤R92+R104−|Z C8|式(8)取R9=100kΩ,由式(7)得:C8≫12π×104×(2×104+105)=132.6 pF在式(3)的约束下,取 C 8=680pF则|Z C8|=23.4kΩ代入式(8),得R11≤50kΩ+5kΩ−23.4kΩ=31.6kΩ实验时取 R11=22kΩ3.功率放大级功率输出级电路结构有许多种形式,这里选用TDA2030A型单片集成功率放大电路,其主要特点是:1) 上升随率高、瞬态互调失真小;2) 输出功率比较大,单片的TDA2030A的输出功率可达18W;3) 外围电路简单,使用方便;4)采用5脚单列直插的封装形式,体积小;5) 内含各种保护电路,工作安全可靠。
Figure 9 功率放大级电路图根据实验要求,有A u3=R1//R12R14≥8取R1=7.5kΩ,R12=22kΩ则R14≤R1//R128=699.15Ω实验取R14=680Ω4.总电路:Figure 10 总电路Figure 11实际电路图四、所实现功能说明:1.已完成的功能:前置放大级电压放大倍数为119.38,音调控制中频电压放大倍数为1.5,功率放大级低频电压放大倍数约为10,高频为8.08。
第三及最大输出功率为2.27W;输入5mv时总电路输出最大功率为2.76W。
完成了把微弱的声音信号放大成能推动扬声器的大功率信号的功能。
2.主要测试数据:2.1前置放大级:输入V ip_p=9.6mv输出V op_p=1.146v=119.38增益A v1=V ip−pV op_p2.2音调控制级:低频100Hz:输入V ip_p=460mv输出V op_p=4.6v=10增益A v2L=V ip−pV op_p高频10kHz:输入V ip_p=442mv输出V op_p=3.57v=8.08增益A v1=V ip−pV op_p2.3功率输出级:输入V i=400mv输出V o=4.26v=2.27W输出功率P omax=V o2R L2.4整机测试:输入V i=5mv输出V o=4.7v=2.76W输出功率P omax=V o2R L3.各级仿真结果:Figure 12前置放大级瞬态分析Figure 13前置放大级幅频特性Figure 14音调控制级中频Figure 15音调控制级低频衰减Figure 16音调控制级低频增益Figure 17音调控制级高频增益Figure 18功放输出级瞬态仿真Figure 19总电路瞬态仿真五、故障及问题分析:1测量第三级时,连接电路后C13发生爆炸。
连接电路时不慎负极接地,造成电解电容正负极接反而爆炸;2 测量第三级时,稳压电源显示的电流很大,而且输出波形为高频噪声。
起初以为是电路连接的问题,但是自己检查了六七遍电路,还让老师检查了一遍之后发现没有问题,但是输出还是不对,也换过功放,但是问题依然存在。
最后换了一台稳压电源,并把所有元件重新插了一遍后,才终于看到了正确的结果。
事后分析原因可能是稳压电源的问题再加上有些元件接触不良等;3 整机测试时,稳压电源打开后,显示的输出电压从12V降到将近零点几伏,并且稳压电源的指示灯变为红色。
经仔细排查电路后,发现是一些在连接电源和信号源时,不小心碰到元件,使某些元件腿相互接触造成短路;4 整机测试时出现的波形失身严重,甚至已接近方波形状。
经查阅资料知道,功率放大级分压过多会导致波形失真。
通过单独测第三级,调节RP3使第三级输出电压峰峰值减小到2V左右,然后再整机测试,调节RP3使输出电压逐渐增大到要求值即可解决此问题。