1W扩音机课程设计

模电扩音机课程设计郑州科技学院《模拟电子技术》课程设计题目扩音机学生姓名LXLL专业班级11级电气工程及其自动化班学号201247159院（系）电气工程学院指导教师YYYY完成时间2013年6月6日摘要扩音机是生活中很常见的一类电子产品使用非常广泛。

扩音机电路是把微弱的声音信号放大成能推动扬声器的大功率信号，电路结构主要分为前置放大，音调控制，功率放大三部分。

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。

在本次设计中前置放大级分为两级，第一级为共源放大电路，整个电路的放大倍数主要靠第一级；第二级为射级跟随器，保证音调控制电路有较好的效果，给音调控制电路以较小的信号源内阻。

音调控制主要是实现对输入号高、低音的提升和衰减；由于集成运算放大器具有电压增益高、输入阻抗高等优点，用它制作的音调控制电路具有电路结构简单、工作稳定等优点，功率放大的主要作用是向负载提供功率。

要求输出功率尽可能大，转换功率尽可能高，非线性失真尽可能小。

关键词：扩音机；前置放大；音调控制；功率放大111第二级：音调控制，电路的功能不仅仅在于扩音，还有对高低音的抑制或提升。

第三级：功率放大，决定了最终电路的输出效果，要求效率高、失真尽可能小、输出功率大。

尽可能高，非线性失真尽可能小。

扩音电路可由图3-1所示框图实现。

（1）前置放大器前置放大器的主要功能是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；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。

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。

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响应及零输入时的噪声、电流、电压的要求做电路如图3-2所示。

1图3-2 前置放大器电路图（2）音调控制电路音调控制器的功能是根据需要按一定的规律控制、调节音响放大器的频率响应，达到美化音色的目的。

电子技术课程设计扩音器姓名：学号：学院: 专业年级：指导教师：何自立2011年 12月 25日目录一摘要 (3)二设计任务和要求 (4)三总体方案设计 (5)四各级电路和全电路的设计 (6)五Multisim仿真调测和优化 (11)六PCB电路板 (14)七元器件明细表 (17)八实际搭建电路照片 (18)九成品电路性能指标测试................................................... . (19)十故障及问题分析与处理 (20)十一实验总结 (21)十二收获与体会 (22)十三参考文献 (23)摘要1、扩音器（机）是常见的、典型的电子产品，它广泛应用于音响设备、控制和测量系统中。

扩音器的主要功能是对弱信号进行电压放大和功率放大，推动负载工作，同时对音调进行实时必要的调节。

扩音器电路一般由直流稳压电源、音频前置放大电路、音调控制电路和功率放大电路组成。

在本课程设计中，采用了计算机辅助设计的方法，分析并设计了扩音器电路，实现了音频放大、音调音量调节等功能。

本课程设计首先根据设计任务和要求设计出了各级及总电路原理图，然后通过Multisim仿真软件对电路进行了数据仿真，验证了电路的正确性，并因此制作出了PCB电路板，完成了成品的加工和验证。

2、关键字：扩音器电路仿真 PCB电路板设计任务和要求1、设计一扩音器，能分别对话筒、拾音、收音信号进行不失真放大2、主要技术指标输出功率8OP W=，负载阻抗8LR=Ω，非线性失真系数小于等于1%（在1kHz满功率时）。

对音调控制要求：通常1kHz为0dB，要求在100Hz和10kHz处有12dB±的调节范围。

对不同输入信号的灵敏度：话筒为5mV，拾音为100mV，收音为20mV。

总体方案设计1、 设计思路根据设计要求输出功率8O P W =，负载阻抗8L R =Ω，考虑留有余量，取10O P W =设计，则输出电压O V 9V ≈。

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。

模拟电子技术课程设计说明书扩音机系、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：贾雅琼职称讲师专业：自动化班级：自本1004班完成时间：2010年6月10日摘要近几年来，计算机技术进入了前所未有的快速发展时期，随着电子信息技术的发展关于音响放大器在电子技术基础中所处的位置越来越重要，它不仅是电子信息类专业的一个重要部分，而且在其他类专业工程中也是不可缺少的。

扩音机的通常作用是把从话筒等音频设备输出的微弱的信号放大成能推动扬声器发声的大功率信号，故主要用到运算放大器和功率放大器。

因此由前置放大器、音调控制器、功率放大器这几个部分组成。

前置放大器对输入信号进行适当的放大,放大后的信号送入音调网络, 最后送入功率放大级进行功率放大后的信号送入扬声器,在扬声器上得到了放大后的音调信号。

关键词：计算机；电子信息技术；扩音机；前置放大；音调控制器；功率放大器ABSTRACTIn recent years, computer technology has entered the rapid development period of hitherto unknown, with the development of electronic information technology in electronic technology based on audio amplifier in the increasingly important position, it is not only the specialties of electronic information is an important part, but also in other types of professional engineering is necessary.The purpose is to change the megaphone usually from microphone audio devices such as the weak signal output enlarged speaker of the high power can promote the voice signal,it mainly use the operational amplifiers and power amplifier.So by preamplifier、tone controller、power amplifier this several parts.The preamplifier of the input signal to the appropriate amplifier, enlarge after the signal into tones network, finally into power amplifier level power amplifier after the signal into the speaker, the speaker has been amplified the tones of the signal.Key words:The computer; Electronic information technology; Megaphone; Preamplifier; Tone controller; Power amplifier目录一、设计任务与要求 (1)二、设计原理分析 (2)2.1 扩音机原理 (2)2.2 LM353芯片介绍 (3)三、设计过程 (4)3.1 前置放大器 (4)3.2 音调控制电路 (6)3.3功率放大器 (11)四、扩音器的调试 (13)五、结束语 (15)参考文献 (16)致谢 (17)附录Ⅰ (18)附录Ⅱ (19)附录Ⅲ (20)附录Ⅳ (21)一、设计任务与要求1.设计目的(1)熟悉集成功放的基本特点掌握集成功率放大器的工作原理及使用方法(2)学习扩音机电路的测量的方法，测试给项指标(3)掌握扩音机的设计\组装与调试方法(4)提高独立设计电路和验证实验的能力2. 设计任务1)设计扩音机要求(1)(2)(3)输入电阻(4)频率范围为20Hz-20KHz(5)音调控制范围：低音为(6)2)组装调试扩音机3)画出扩音机的完整电路4)仿真调试二、设计原理分析2.1扩音机原理扩音设备的通常作用是把从话筒等音频设备输出的微弱的信号放大成能推动扬声器发声的大功率信号，故主要用到运算放大器和功率放大器。

电子技术课程设计论文 ---扩音器电路设计院系：电气工程学院专业：测控技术与仪器班级： 1141班姓名：学号：指导教师：2013 年 6 月 28 日目录第一章绪论 (1)第二章系统总设计方案 (2)2.1集成功率放大器 (2)2.2放大器原理 (2)2.3 LM386音频放大电路 (4)2.4 方案设计 (4)第三章仿真测试 (6)3.1 Protues 简介 (7)3.2 Protues ISIS 工作界面 (8)3.3 原理图绘制的方法和步骤 (10)第四章元器件介绍 (16)4.1 LM386 (17)4.2 9013晶体管 (17)4.3电容 (18)4.4 扬声器 (19)4.5驻极体 (21)第五章制板与硬件的安装及调试 (23)5.1 电路板的制作 (23)5.2 焊接技术 (23)5.3 元器件安装与调试 (28)5.4 性能测试与分析 (28)第六章总结 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (I)附录一：LM386内部原理图 (I)附录二：LM386扩音器电路Protues仿真电路图 (I)附录三：LM386扩音器电路Protel DXP电路原理图及PCB布线图 (II)附录四：实物成品图 (III)第一章绪论对于工科类院校，电类专业学生在学习到电子线路功放电路章节时，都要有相应的课程设计需要完成，在自己设计扩音器电路时总会遇到一些小问题，要么手边的电路太简单，放大效果达不到所要的效果，要么就是查阅得到的电路太复杂，不易制作实现。

而现在多用于高校功放课程设计的有两种电路，一种是集成功放 LM386组成的音频功率放大电路，一种是集成功放TDA2030A组成的音频功率放大电路。

我们此次的课程设计所用的芯片是集成功放LM386。

自从1906年美国的德福雷斯特发明了真空三极管，开创了电声技术的先河。

1927年贝尔实验室发明了负反馈NFB（Negative feedback）技术后，使音响技术的发展进入了一个崭新的时代，比较有代表性的如“威廉逊”放大器，而1947年威廉逊先生在一篇设计Hi-Fi（High Fidelity）放大器的文章中介绍了一种成功运用负反馈技术，成为了Hi-Fi史上一个重要的里程碑。

模拟电子技术课程设计说明书扩音机院系：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称讲师专业：电气工程及其自动化班级：完成时间： 2012年6月2日摘要扩音机是生活中很常见的一类电子产品，使用非常广泛。

扩音机电路是把微弱的声音信号放大成能推动扬声器的大功率信号，电路结构主要分为前置放大，音调控制两部分。

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。

在本次设计中前置放大级分为两级，第一级为共源放大电路，整个电路的放大倍数主要靠第一级；第二级为射级跟随器，保证音调控制电路有较好的效果，给音调控制电路以较小的信号源内阻。

音调控制主要是实现对输入信号高、低音的提升和衰减；由于集成运算放大器具有电压增益高、输入阻抗高等优点，用它制作的音调控制电路具有电路结构简单、工作稳定等优点。

关键词：扩音机；前置放大；音调控制ABSTRACTMegaphone is very common life of a class of electronic products, the use of it is very extensive. Amplifier circuit is put the faint sound amplification can push into the high-powered signal, circuit structure is mainly divided into the preamplifier, tone control two parts.Preamplifier main perform small signal amplifier, general requirement high input impedance, output impedance low, wide frequency band, the noise is small. In the design of preamplifier level are divided into two levels, the first level for common source amplifier circuit, the whole circuit amplification depend mainly on the first level; The second grade level is shot with, ensure tone control circuit has good effect, to the tone control circuit with a small signal source resistance. Tone control mainly is the realization of the input signal is high, the bass ascension and attenuation; Due to the integrated operational amplifier has voltage gain high input impedance, higher advantages, and use it to make the tone of the control circuit has simple structure, stable circuit, etc.Key words:Megaphone; Preamplifier; tone control目录一、设计任务与要求………………………………………………………………4二、设计原理分析 (5)扩音机原理 (5)设计思路分析 (5)三、总体设计方案 (6)总体方案 (6)前置放大器 (7)音调控制电路 (7)有源滤波电路 (9)四、扩音器的调试 (9)输入级及音调控制电路的调试 (9)放大倍数调试 (10)测试频率特性与音调控制特性……………………………………………10五、实验总结与结论 (10)参考文献…………………………………………………………………………11.致谢 (11)附录 (12)一、设计任务与要求设计目的：通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握模拟电子系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。

1W 扩音机课程设计一． 技术指标拟定。

二． 工程预算。

三． 确定电路形式。

四． 元器件测量及处理。

五． PCB 板布局设计要求：1、PCB 正面（元器件）不能有任何绝缘导线跨接。

2、PCB 正反面不能有任何导线交叉、跨接。

3、PCB 反面顶、上部设计一条正电源线，底、下部设计一条负电源线，且不能形成“U ”或“O ”型。

4、设计时注意W1、W2、W3的旋转方向与电阻值增加或减少的关系。

六． 组装和焊接电路。

七． 调试、测量各项参数。

八． 完成课程设计的实验报告。

九． 实验报告要求：1、每人一份报告。

2、实验电路原理。

3、要画出三条幅频特性曲线，并尽量用座标纸。

+- + -+ -+- 14 131211 10 9876 54321(T 地)(+12V(LM324)万能板一. 主要参考器件 1.9014三极管1 2.LM324(14脚)及管座1 3.TBA820(8脚)及管座1 4.电位器WS20150kΩ2 5.电位器WS147kΩ1 6.电容C470uf1 7.电容C220uf1 8.电容C100uf4 9.电容C10uf6 10.电容C1000p(102)1 11.电容C200p(201)1 12.电容C120p(121)1 13.电容C0.22u(224,22J)1 14.电容C0.1u(104)1 15.电容C0.022u(223)2 16.电阻R100kΩ3 17.电阻R51kΩ5 18.电阻R30kΩ1 19.电阻R20kΩ3 20.电阻R10kΩ2 21.电阻R8.2kΩ1 22.电阻R1kΩ1 23.电阻R200Ω1 24.电阻R100Ω1 25.电阻R56Ω1 26.电阻R3Ω1 27.电阻R8Ω（2W ）1其他材料：入 T出12V接线柱(红,黑)各2个万能板1块锡1根导线(红,黑)各1根二.指标要求：1、额定输出功率：P0≥1W2、负载阻抗：R L＝4Ω3、频率响应：在无高低音提升或衰减时，f L～f H＝80～6000Hz（－3dB）4、音频控制范围：低音100Hz±12dB高音10kHz±12dB（以1kHz为0dB时）5、非线性失真度：r≤10％6、输入灵敏度：V i<10mV（增加）三.测试内容1.直流工作点测量Vcc=12V，测9014，324，820各管脚静态工作点。

1W扩音机的设计报告一、扩音机电路的原理扩音机一般由下列三级组成：前置放大级，可兼作频率均衡级；音调控制级，作高低音调调节用；功率输出级，输出足够的功率以推动负载工作。

Ui1:话筒输入Ui2:收音输入Ui3:拾音输入5-3-1扩音机框图功率放大极决定了整机的输出功率P o,非线性失真系数γ,以及-3dB 带宽的下限频率.功放级可采用负反馈以改善其性能.负反馈弱,增益大,但对性能改善程度也差;负反馈强,则反之.通常根据输出功率增益的大小来决定负反馈的深度.音调控制级决定了整机的音调控制功能，该级电压增益不是主要的,一般取中频增益A o=1(也便于电路设计计算).但需要考虑电路中的损耗,实际略小.前置放大级决定了整机的灵敏度.因此应有足够大的增益,并且能适应不同输入.(一)功率放大级图5-3-2电路中的功放级为分立元件、准互补推挽式OTL电路,也可用 3.8节集成功放电路代替.下面仅就分立元件功放电路做介绍.电路中T5和T7组成NPN复合管,由单电源V CC供电,输出通过耦合电容C5接到负载,C5起一个0.5V CC电源的作用,T4和R9、R10组成恒压偏置电路,为末级提供一定的直流偏置以消除交越失真,R13和R15为泄放电阻,R14为平衡电阻.推动级是由T3构成的共发射级放大器,其集电极直流负载电阻为R11+R12；C4、R12为自举电路,使T3集电极的交流负载为R15或R16.当然应有R15或R16≥(R11+R12),以使本级能输出最大电压.输入级是由T1,T2组成的共发射极组态差动放大器.R8引入直流负反馈,以稳定输出端A点的直流电压.R8、R7、C3引入交流负反馈,以改善整个电路的性能,同时也决定了整个电路的电压增益.C*为密勒电容补偿,以清除高频自激.若已知负载R L ,功率P o ，-3dB 带宽为f L ~f H ，则分立元件功放的设计计算为：1、确定电源电压Vcc因为负载电压最大值为L o LM R P 2U =，则应有Vcc ≥2U LM ，应充分考虑到 T 7和T 8上的管压降及其射击电阻R 16，R 17上的压降，Vcc 可取大些。

1W 扩音机课程设计(LM324)万能板一. 主要参考器件1.9014三极管 12.LM324(14脚)及管座 13.TBA820(8脚)及管座 14.电位器WS20 150k Ω 25.电位器WS1 47k Ω 16.电容C 470uf 17. 电容C 220uf 18. 电容C 100uf 49. 电容C 10uf 6 10. 电容C 1000p(102) 1+- + -+ -+- 14 13 12 11 10 9 8765 4 3 2 1(T 地)(+12V)入 T出12V11. 电容C 200p(201) 112. 电容C 120p(121) 113. 电容C 0.22u(224,22J) 114. 电容C 0.1u(104) 115. 电容C 0.022u(223) 216.电阻R 100kΩ 317.电阻R 51kΩ 518. 电阻R 30kΩ 119. 电阻R 20kΩ 3 20. 电阻R 10kΩ 221. 电阻R 8.2kΩ 122. 电阻R 1kΩ 123. 电阻R 200Ω 124. 电阻R 100Ω 125. 电阻R 56Ω 126. 电阻R 3Ω 127. 电阻R 8Ω(2W) 1二.其他材料接线柱(红,黑) 各2个万能板1块锡1根导线(红,黑) 各1根三.测试内容1.直流工作点测量Vcc=12V,测9014,324,820各管脚静态工作点2.最大输出功率测量u i=5~30mv,f=1kHz,R L=8ΩPmax=VL 2/RL,要求Pmax≥1W3.幅频特性曲线4.音调控制特性曲线u i=5mv测高音提升,高音衰减,低音提升,低音衰减(调整Rw1,Rw2得到)5.失真度测量组装焊接注意事项：1、请按照下图组装焊接扩音机电路；2、注意电路中所有GND 和“地”符号出需要连接在一起；3、注意电路图中连续交叉处是否有“打点”；4、元器件布局应合理，尽量按照信号路径放置；5、走线应尽量安排在电路板背面，不要“立交桥式交叉”；6、所有走线都应该尽可能短，但各级电路之间不要过于靠近，如与第4点矛盾，应优先考虑本条。

1w扩音机设计与调试一、绪论1．意义掌握半导体三极管的结构，理解半导体三极管的电流放大作用；熟悉放大电路的组成和基本原理，掌握基本放大电路的分析方法。

了解多级放大电路的组成和频率响应，理解常用功率放大电路的工作原理，掌握集成功放的应用。

２．目的（１）进一步熟悉扩音机各功能电路的组成与工作原理。

（２）熟练使用电子焊接工具，完成电路装接。

（３）熟练使用电子仪器仪表。

（４）能完成电路的静态工作点调整与动态调试。

（５）能分析电路故障及排除。

３．指标要求（１）额定输出功率Po≥1W。

（２）负载阻抗RL=4Ω。

（３）频率响应：在无高低音提升或衰减时f=50HZ-20KHZ（±3dB）。

（４）音调控制范围：低音100HZ±12dB，高音10KHZ±12dB。

（５）失真度≤10%。

（６）输入灵敏度iV< 10mV。

４．要解决的主要问题能解决话筒、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的问题。

iV电路各部分的功能及性能要求如下：前置级：前置级主要是同信号源阻抗匹配，并有一定的电压增益，要求输出阻抗低、输入阻抗高。

音调控制：音调控制电路主要实现高低音的提升和衰减。

功放级：功放级将电压信号进行功率放大，保证扬声器上得到一定的不失真功率输出。

三、基本概念和理论基础１．各级电压增益分配根据额定的输出功率Po 和PL，求出输出电压）（＝V241⨯==Loo RPV[2]；整机中频电压增益：)mV 10V (200102i ＝取===mV V V V A i o V前置级时输出的噪声电压影响最大，一般增益不宜太高，1V A 通常可取5-10倍，取1V A =5。

根据音调电路对中频电压增益的要求，所以2V A =1。

功率的增益应根据电路的总增益来确定：V 3V 2V 1V A A A A =••， 200A 15V3＝⨯⨯∴， ∴403=V A 。

２．确定电路形式及选用器件集成模拟运算放大器在模拟电路中应用广泛，本设计电路主要选用适用的LM324集成运放构成前置级。