模电课程设计——简易音频放大器
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XXXX大学
XXXXXX学院
课程设计报告
课题: 简易音频功放电路
姓 名:
学 号:
系 别:
专 业:
年 级:
指导教师:
2
目录
1、设计任务及要求
2、单元电路的设计
2.1前级放大电路设计
2.1.1参数选取及工作原理
2.2功放电路
2.2.1参数选取及工作原理
2.2.2LM386典型应用电路图
2.3参数的最终决定
3、系统测试
3.1电路板的测试
3.2数据的测量
3.2.1第一种测试条件
3.2.2第二种测试条件
3.3实验结果分析及理论对比
4、总结
5、参考资料
6、附录
附录一 元器件清单
3
附录二 仪器设备清单
附录三 原理图
附录四 PCB
附录五 实物图(正反面)
1、设计任务及基本要求
任务:在所学模拟电子技术课程知识基础上,选用合适的集成运放设计产生音
频放大电路。
基本要求:输入信号为20mV左右音频段正弦波信号(调试时可用1KHz).
负载喇叭为8欧姆,功率0.5W。输出音量调节。
*提高部分:
1.设计电路所需的直流电源。(建议单电源供电)
2. 信号源采用手机或MP3等输出。
3. 尽量减少干扰。(有源滤波、电源加去耦电容)
1.2系统框图
图1 系统原理框图
说明:系统采用+9V单电源供电,主体部分由LM358构成前置放大器,LM386构
成功率放大器。电位器实现音量可调,实现音频放大的效果。
2.单元电路的设计
2.1前级放大电路
2.1.1参数选取原则以及工作原理
通过一个2K电阻限流,从而保护电路,在利用偏置电路来抬高
LM358 三脚的电压,U3=U*R3/(R2+R3)=3.40V。
信
号
源
前置放大 音量调节 功
率
放
大
喇
叭
直流电源
4
在此电路中,我们采用单电源供电,若不抬高3脚电压,用示波器
检测LM358输出波形时负半轴的电压将检测不到,得到波形产生失
真。E1,C1构成耦合电路 ,C1采用104滤高频分量,E1稳压,采
用100uF电解电容,都是参考模电书上的例子。前级采用同向比例运
算放大电路,g=(1+R5/R4)=2 ,前级放大两倍。前级放大倍数不易过
高,否则后级电路将无法驱动,前级LM358B构成跟随器,增强后级
电路带载能力。
2.1.2前级放大电路图
R1
2K
R2
10K
R3
6K
3
2184LM1ALM358R510KR410K567
LM1B
LM358
+9V
E1
100UF/16V
C1
104
1
2
X1
SIP2-2.0
前置放大电路
2.2功率放大电路
2.2.1参数选取原则
LM386低电压音频功率放大器的原理与典型应用电路图
LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消
费类产品。为使外围元件最少,电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加
一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至200。输入端以地位参
考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在6V电源电压下,它的静态功
耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。
LM386的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。
特性(Features):
* 静态功耗低,约为4mA,可用于电池供电。
* 工作电压范围宽,4-12V or 5-18V。 、
* 外围元件少。
* 电压增益可调,20-200。
5
* 低失真度。
2.2.2LM386典型应用电路图
LM386应用电路图之增益=20
LM386应用电路图之增益=200
LM386应用电路图之增益=50
综上所述,因为输出功率P0=L20RU=0.5W,所以U0=2v,且前级放大两倍我们选择
用放大50倍的LM358做后级放大电路。如图4
6
21.2K30.05UFR6101RW112+LS1BUZZER-5VC2104
E4
10UF/50V
E6250UFE510UFE2E_10UF/50V+9V后级功率放大器3
2564718lm2LM386
E3
E_470UF/16V
图4后级功率放大器
2.5参数的最终决定
由上面图得到理论上放大倍数为100的音频放大器,采用前级放大倍数为2
的LM358,后级功率放大50倍的LM386。
3. 系统的测试
3.1电路板的测试
(1)未上电前,检测焊接后的电路板是否焊接正确,并用万用表检查线路内部
是否出现断路、短路、虚焊等问题。
(2)接通电源,观察是否有冒烟、烧断、烧焦、跳火、发热等不正常现象。如
有发现,一定要先断电,再查线路。
(3)检查所有芯片的电源脚和接地脚是否正确。用万用表表笔检测各芯片的工
作电压是否正常。
(4)做好之后,输入信号20mV,用双踪示波器检测输入,输出波形,发现输出
波形只有200多mv,检查后,发现R7阻值太大,导致放大倍数减小,改掉后发
现放大倍数变大,且波形没有失真。输入信号改用耳机线输入音频信号,输出音
频信号放大,且声音较清晰。通过10K的电位器,可以调节音量的大小。
3.2 数据的测量
3.2.1 (第一种测试条件) Vi=20mV f=1KHz
7
图六
波形 测试值 频率(Hz) 峰-峰值(V)
正弦波 f=1KHz 输入:Vi=0.02
输出:V0=0.88
8
放大倍数 Vo/Vi=44
3.2.2 (第二种测试条件) Vi=40mV f=1KHz
图七
波形 测试值 频率(Hz) 峰-峰值(V)
9
正弦波 f=1kHz Vi=0.04
V0=1.84
放大倍数 Vo/Vi=46
3.3实验结果分析及与理论对比
理论值与实际值有所偏差,理论上整个电路应该放大100倍,第一级放大2倍,
g=(1+R5/R4)=2 ,第二级放大50倍。但是由于电路中各级电阻均要产生压降。故
理想放大倍数与实际放大倍数有偏差。总体来说,所做的电路板符合设计要求,
音量可调,输出功率≤0.5W。
4.总结
通过这次模电课程设计,运用所学课程的理论知识进行设计工作的实际训练
培养和提高自己学习能力,如何布线,排版才更好看。巩固课程所学的内容,在
这次设计过程中,体现出自己综合运用知识的能力,体会了学以致用,从中发现
自己平时学习的不足,并加以学习。
5.参考资料
[1]模拟电子技术基础[第四版],童诗白 华成英,北京:高等教育出版社
6.附录
附录一:元器件清单
名称 型 号 个 数
电阻 1.2k 1
电阻 10k 3
电阻 2k 1
电阻 10 1
电阻 6k 1
瓷片电容 473 1
10
电解电容 10UF/50V 3
瓷片电容 104 2
瓷片电容 103 1
电解电容 220 uF/16V 2
芯片 LM358 1
芯片 LM386 1
电位器 10K 1
喇叭 BUZZER-5V 1
附录二:仪器设备清单
测试仪表
名称 型号 数量
直流电源
1
数字万用表 MS8233系列
1
示波器 DS2102
1
信号发生器 AFG-2005
1
附录三:原理图
11
附录四:PCB图
附录五:实物图
正面
12