音响放大器设计模板

模数电课程设计报告 课题名称： 音响放大器设计 姓 名： 谭先科 学 院： 信息与通信工程学院 班 级： 自动化13-2BF 学 号： 14132100699 序 号： 04 指导老师： 程望斌 完成时间： 2014年12月16 日 目 录 1 音响放大器基本功能 ........................................................................ 1 2 音响放大器主要技术指标 ................................................................ 1 3 音响放大器的基本组成 .................................................................... 1 4 音响放大器的主要技术指标及测试 ................................................ 4 5 音响放大器整机试验电路原理图 .................................................... 6 6 音响放大器PCB图及实物图 ........................................................... 6 7 电路板设计与制作注意事项 ............................................................ 7 8 电路的安装和调试技术 .................................................................... 8 9 心得与体会 ...................................................................................... 10 10 参考文献 ........................................................................................ 13 11 元器件清单 ..................................................................................... 13 1

音响放大器设计 1 音响放大器基本功能 音响放大器基本功能主要有：话音放大、音调控制、音量控制、卡拉OK伴唱。

2 音响放大器主要技术指标 音响放大器主要技术指标有： （1）额定功率3.0opW； （2）负载阻抗LR=10； （3）频率响应ZHLKHfHzf20,50； （4）输入阻抗KRi20； （5）音调控制特性1KHz处增益为0dB、125Hz和8KHz处有dB12的调节范围，dBAAVHVL20。

3 音响放大器的基本组成 （1）结构

图1 音响放大器结构组成框图 话筒 话音放大器

混合前置放大器 音调控制器 功率放大器 扬声器 录音机 2

（2）各级电压增益分配 话放级 混放级 音调级 功放级 5mv 42mv 125mv 100mv 3v

图2 各级电压增益分配 （3）前置放大电路

图3 前置放大电路 5.81VA 32VA 8.03VA 404VA 3

（4）音调电路

图4 音响控制电路 （5）功放电路

图5 功率放大器电路 4

4 音响放大器的主要技术指标及测试 （1）额定功率 音响放大器输出失真小于某一数值的最大功率为额定功率Pо。 测量方法：功率放大器的输出端接额定负载电阻LR，逐步增大输入电压iV，直到Vo的波形刚好不出现削波失真，此时对应的输出电压为最大输出电压，由LRVoPo/2算出额定功率。 （2）音调控制特性 输入信号从音调控制级输入端的耦合电容加入，输出信号从输出端的耦合电容引出。 分别测低音频提升-高音频衰减和低音频衰减-高音频提升这两条曲线。 （3）频率响应 对应的低音频截止频率Lf和高音频截止频率Hf，称HLff为整机电路的频率响应。 测量方法：音响放大器的输入端接iV，调节滑动变阻器，使信号发生器的输出频率if从20HZ至50HZ变化（保持iV=5mV不变），测出负载电阻LR上对应的输出电压Vo，画出频率响应曲线，并在曲线上标注Lf和Hf的值。音调控制曲线如图6所示。

图6 音调控制曲线 5

（4）输入阻抗 将音响放大器输入端看进去的阻抗称为输入阻抗iR。如果接高阻话筒，则iR应远大于20K。 （5）输入灵敏度 使音响放大器输出额定功率时所需的输入电压称为输入灵敏度

sV。测量方法：先计算电路输出额定功率值时所对应的输出电压值Vo

（额定），使Vi从零开始逐渐增大，直到电路输出为Vo（额定），此时对应的Vi值即为输入灵敏度。 （6）噪声电压 音响放大器的输入为零时，输出负载LR上的电压称为噪声电压

NV。测量方法：是输入端对地短路，音量电位器为最大值，用示波器观测出负载两端的电压波形，用交流毫伏表测量其有效值。 （7）整机效率 整机效率表达式为：%100/COPP 6

5 音响放大器整机试验电路原理图 图7 Altium Designer6.9原理图 6 音响放大器PCB图及实物图 （1）音响放大器PCB图

图8 Altium Designer 6.9 PCB图 7

（2）音响放大器实物图 音响放大器实物图如图9所示。

（a）实物图正面 (b) 实物图反面 图9 音响放大器实物图

7 电路板设计与制作注意事项 （1）在话筒端，加入一个10K电阻，给话筒提供一个偏置电压。 （2）在电源端加入一个整流二极管，利用它的单向导电性来防止电源的正负极接反。 （3）在电源端加入一个0.1uF的电容，防止高频自激。 （4）在功放级也容易出现高频（毛刺）自激，如图10所示。为此，最好在13脚和14脚之间加0.15uF电容。

图10 常见的高频（毛刺）自激现象 （5）在布线的过程中特别注意：地线与信号线的区分（地线要比其它线宽，这样地线可以有效地屏蔽干扰信号提高系统的可靠性及稳定性）；信号线尽可能的短，这样可降低信号在信号线上的损失；布线完成后再次将网络列表导入PCB板，以此来检验布线的准确性和元件封装的正确性；检验无误后将布好的PCB板打印在白纸上。 8

（6）制板：选一块完整的电板，量好所需的尺寸用锯子锯下，在锯的过程中要用力适度以防锯片断裂可能造成不必要的伤害；锯下所需尺寸的电板后将其边缘打光防止铜刺伤手；将电板的保护膜撕掉然后曝光，曝光的时间六分钟左右；显影，显影一般30分钟左右（这个时间跟温度及电板的质量有关，要跟据实际状况而定），在显影的过程中要时时检查显影进程,显影剂有很强的腐蚀性，因此不要让显影剂沾到了手上，万一沾显影液沾到了手上了，马上用清水冲洗。显影好后进行腐蚀。腐蚀液是三氯化铁溶液具有强烈的腐蚀性，所以一定要小心，在腐蚀的过程中将装溶液容器的盖子盖上,同时要时刻检查腐蚀的进程，在检查的过程中不要让溶液从容器中沾出来；腐蚀完之后用清水将电板冲洗干净，打扫卫生，将设备整理好，用消毒液洗手。 （7）钻孔时板子要固定好，防止钻针断裂而伤人；头发长的一定要盘起来，以防头发被电钻卷起而引发安全事故。 （8） 电位器的引脚顺序一定要与选择的封装形式相一致，否则信号在进入运放之前就被直接接地了。 （9）焊接时要控制焊接的时间，时间过短易产生虚焊，时间过长会导致板子上的渡铜脱落。

8 电路的安装和调试技术 （1）安装与调试 音响放大器是一个小型电路系统，安装前要对整机线路进行合理的布局，一般按照电路的顺序一级一级的布线，功放级应远离输入级，每一级的地线尽量的接在一起，连线尽可能短，否则很容易产生自激。 安装前应检查元器件的质量，安装前应注意功放块、运放、电解 9

电容等主要器件的引脚和极性，不能接错。从输入级向后级安装，也可以从功放级开始向前逐级安装。安装一级调试一级，安装两级要进行级联调试，直到整机安装与调试完成。 电路的调试过程一般先分级调试，再级联调试，最后进行整机调试与性能指标调试。 在进行级联时，由于级间相互影响，可能使单级的技术指标发生很大的变化，甚至两级不能进行级联。产生的主要原因：一是布线不合理，形成级间交叉耦合，应考虑重新布线；二是级联后各级电流都要流经电源电阻，内阻压降对某一级可能形成正反馈，应接RC去耦滤波电路。功放级输出信号较大，对前级容易产生影响，引起自激。集成块内部电路多级点引起的正反馈容易产生高频自激，可以加强外部电路的负反馈予以抵消，可在功放级○1脚和○5脚之间介入几百皮法的电容，形成电压并联负反馈，可消除叠加的高频毛刺。 （2）额定功率测试 音响放大器输出失真度小于某一数值时的最大功率称为额定功率。其表达式为P0=V02/RL。 测量P0的步骤如下：功率放大器的额定输出端接额定负载电阻RL（代替扬声器），逐渐增加输入电压Vi, 直到V0的波形刚好不出现削波失真，此时对应的输出电压为最大的输出电压，而后根据公式可得额定功率P0。 注意：在最大电压测量完成后应迅速减小Vi,否则会破坏功率放大器。 （3）音调控制特性

输入信号Vi从音调控制级输入端的耦合电容加入，输出信号从输出端的藕和电容引出，分别测试低音频提升-高音频衰减和低音频