综合电子设计驻极体话筒放大电路1.docx
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综合电子设计驻极体话筒放大电路1
课程名称
综合电子设计
实验项目
驻极体话筒放大电路
实验环境
班级/学号
学生姓名
实验日期
指导教师
实验目的知识点和设计内容
设计思路
性能指标
要求
前置放大电路
有源带通滤波器
功率放大器
系统设计
五.
元器件实物及引脚顺序
六.
实验步骤
10
1、
电路焊接
10
直流稳压电源的调试
10
前置放大器的调试
10
有源带通滤波器的调试
10
功率放大器的调试
11
6、系统联调
11
试听
11
七.
实验中的问题提出与解决方法
12
八.
实验体会
12
九.
市场前景分析
13
十.
附录
13
1、
集成运算放大器LM324的管脚图及基本参数
14
元器件符号
14
3.元件清单
15
一.实验目的
（1）通过实验培养学生的市场素质、工艺素质、自主学习的能力、分析问题解决问题的能力以及团队精神。
（2）掌握分立或集成运放放大器的工作原理及其应用。
（3）通过实验总结回顾所学模拟电子技术基础理论和基础实验，和功放电路的设计方法。
（4）了解语言识别知识。
掌握低频小信号放大电路
二.知识点和设计内容
本实验的知识点为分立元件放大器或集成运放、路各个模块之间的联合调试技术。
有源滤波器、功率放大器；涉及电子电
设计思路
1、
根据要求，输出功率P=2W，电阻R=4Q,由功率公式可得U=2.8V，对TDA2030
输入100mv电压时，可达到设计要求。
另外，由于语音通过话筒输入信号为5mv,放大后要求达到100mv,放大倍数需
在20倍以上，由电路设计要求得知，该放大器由三级组成，其总的电压增益
AUf=AUf1AUf2AUf3。
应根据放大器所需的总增益AU,来合理分配各级电压增益（AUf1.AUf3）。
为了提高信噪比S/N，前置放大器的增益要适当取大。
为了使输出波形不致产生饱和失
真，输出信号的幅值应小于电源电压。
性能指标
（1）集成直流稳压电源
1同时输出12V的电压
2输出纹波电压小于5mV
（2）前置放大器
1输入信号：
Uid.10mV
2输入阻抗：
Ri=100k.
3设定增益Auf1=30
300Hz〜3kHz
（3）有源带通滤波器
1带通频率范围：
2增益：
Au=1
（4）功率放大器
1最大不失真输出功率：
Pmax>=2W
2负载阻抗：
RL=4Q
3电源电压：
+12V,-12V
（5）输出功率连续可调
1直流输出电压：
^OmV（输出开路时）
2静态电源电流：
•100mA（输出短路时）
3、要求
（1）选取单元电路及元件
根据设计要求和已知条件，确定集成直流稳压电源、前置放大电路、有源带通滤波器电路、功率放大电路的方案，计算和选取单元电路的元件参数。
（2）前置放大电路的组装与调试
测量前置放大电路的电压增益AUd、输入电阻Ri等各项技术指标，并与设
计要求值进行比较。
（3）有源带通滤波器的组装与调试
测量有源带通滤波电路的电压增益AUd、带宽BW，并与设计要求值进行比
较。
（4）功率放大电路的组装与调试
测量功率放大电路的最大不失真输出功率Po,max、电源供给功率PDC、输出
功率•、直流输出电压、静态电源电流等技术指标。
（5）整体电路的调试与试听
（6）应用Multisim软件对电路进行仿真。
分析一下内容：
前置放大器差模电压增益、共模电压增益、差模输入电阻、共模抑制比、有源带通滤波器的幅频响应。
四.实验原理
1、集成直流稳压电源
稳定的直流电源供电，小功率稳压电源一般是由电源变压器、整流、滤波和稳
压等四部分电路组成。
其基本电路框图及经各电路变换后，输出的波形如图所示。
图
a）
3.3.1直流稳压电源电路原理框图和波形变换
电源变压器
电源变压器的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需的低电压。
b）
整流电路
整流电路一般采用具有单向导电性的二极管组成，经常采用单相半波、单相全波和单相
桥式整流电路。
图所示的整流电路为应用广泛的桥式整流电路。
电路中采用了四个二极管，组成单相桥式整流电路。
整流过程中，四个二极管轮流导通，无论正半周或负半周，流过负
载的电流方向是一致的，形成全波整流，将变压器输出的交流电压变成了脉动的直流电压。
电源
一岛
整流二极管IN4007。
滤波电容选取两只4700UF/50V的电解电容作为滤波电容。
2、前置放大电路
前置放大电路也为测量用小信号放大电路。
在测量用的放大电路中，一般用传感器送来的
直流或低频信号，经放大后多用单端方式传输，在典型情况下，有用信号的最大幅度可能仅有若干豪伏，而共模噪声可能高到几伏，故放大器输入飘移和噪声等因素对于总的精度至关重要，放大器本身的共模抑制特性也是同等重要的问题。
因此前置放大电路应该是一个高输
入阻抗，高共模抑制比，低漂移的小信号放大电路。
在测量用的放大电路中，一般传感器送来的直流或低频信号，经放大后多用单端方式传输。
典型情况下，音频信号的最大幅度可能仅有若干毫伏，共模噪声可能高达几伏。
所以放大器
输入漂移和噪声等因素对于总的精度致关重要，放大器本身的共模抑制比特性也相当重要。
因此前置放大电路应该是一个高输入阻抗，高共模抑制比、低漂移的小信号放大电路。
前级叙大+带通滤波
CND
Ek：
lOCK
我们采用的是同相比例电路的方式作为前置放大电路。
输入信号模拟音频Uid=5mV.10mV
满足对指标的设计要求；输入电阻Ri..即满足高输入电阻的要求，跟性能指标中Ri=100K.的设计思路吻合；前置放大电路的电路增益Auf1=1+R11/R1满足对指标的设计要求。
3、有源带通滤波器
有源滤波电路使用有源器件与RC网络组成的滤波电路。
有缘滤波电路的种类很多，如按通道的性能划分，又分为低通（LPF）、高通（HPF）、带通
（BPF）、带阻（BEF）滤波器。
在本次的设计过程中采用宽带带通滤波器。
高通滤波器：
fH=300Hz=1/（2pi*R*C）C16=C17=C=10nF，算得R18=53KQ
低通滤波器：
fL=3KHz=1/（2pi*R*C），算得R15=5.3KQ
为满足设计要求，R15和R18分别用100kQ和10kQ电位器来进行微调。
4、功率放大器
功率放大的主要作用是向负荷提供功率，要求输出功率尽可能大，转换效率尽可能高，非线性失真尽可能小。
功率放大器的形式很多，有OCL互补对称功率放大电路，OTL功率放大电路，BTL桥
式推挽功率放大电路和变压器耦合功率放大电路等。
这些电路各有优点，可以根据设计要求
和设备条件综合考虑选用。
本次在语音放大器的设计中我们选用了五端功放TDA2030应用
的电路。
TDA2030是一款hi-fi在双电源下的最大输出功率能到
5、系统设计
语音放大电路图:
（用5mV的电源模拟语音信号作为输入）
电位器・顶端折有阻值-屮阿引腳为滑动端.町舍弾左右仔
色环毘宙.从桁足榇色一端卄te谟数
电解电容.弋脚:
为匸楼
«针.用零少谢零少.01P违接断占利辑入
输出插座.毎头插扎电路板「
发光"栈诗，长脚上嶺
六.实验步骤
1、电路焊接
先进行直流稳压电路的焊接与调试，待直流稳压电路调试稳定后，才进行语音放大器的焊接，焊接从左到右，前一部分以LM324为中心，后部分以TDA2030为中心。
通电前认真检查，确定无误后，才可调试与测试。
2、直流稳压电源的调试
调零和消除自激振荡，测量纹波电压，调试。
测量值：
U+=11.96V，U-=-12.25V纹波
电压：
正端6mV，负端1V调试，改变滤波电容参数，减小纹波电压。
前置放大器的调试
静态调试：
调零和消除自激振荡。
动态调试：
输出电压的测量以及输出波形的观测；
输入端加差模输入电压（输入正弦信号、幅值与频率自选）
，测量输出电压,
算出共模抑制比KCMR。
用逐点法测量幅频特性，并作出幅频特性曲线，求出上下限截止频率。
测量差模输入电阻测量值
Auf1=Uo1/Ui=30.24与理论值吻合。
有源带通滤波器的调试
静态调试：
调零和消除自激振荡。
动态调试：
（1）
⑵
1输出电压的测量以及输出波形的观测；
2测量幅频特性，作出幅频特性曲线，求出带通滤波器电路的带宽BW；
3在通带范围内，输入端加差模输入电压（输入正弦信号、幅值与频率自选）
测量输出电压，算出通带电压增益实测数据：
Ui=110mV，最大输出电压峰峰值:
fL=300Hz，fH=3kHz，
BW=3000-300=2700Hz
Auf2。
3.96v，拐点电压3.96*0.707=2.80v
频率
（）
0.243
0.278
0.328
0.339
0.639
0.939
1.239
1.539
1.839
2.139
2.439
输出电压峰峰值（mv）
192
220
256
262
356
372
364
350
334
318
300
频率
（）
2.739
3.039
3.339
3.639
3.939
输出电压峰峰值（mv）
284
272
256
244
232
5、功率放大器的调试
（1）静态调试：
输入端对地短路，观察输出端有无振荡，如有振荡，采取措施以消
除振汤。
（2）动态调试：
测量最大输出功率
Uo的波形出现临
输入f=1KHz的正弦输入信号，并逐渐加大输入电压的幅值直至输出电压界削波时，测量此时RL两端输出电压的最大值或有效值。
Up-p=12v,Up=6v,RL=4Q,Po,max=Up^2/RL=9w;有效值：
Uo=6*/2=4.24v
功率有效值：
Po=UoA2/RL=4.4944w
6、系统联调
经过以上对各级放大电路的局部调试之后，可以逐步扩大到整个系统的联调。
联调时:
（1）令输入信号Ui=0（前置级输入对地短路），测量输出的直流输出电压。
（2）输入f=1kHz的正弦信号，改变ui幅值，用示波器观察输出电压uo波形的变化情况，
记录输出电压Uo最大不失真幅度所对应的输入电压ui的变化范围。
（3）输入ui为一定值的正弦信号（在Uo不失真范围内取值），改变输入信号的频率，观察
Uo的幅值变化情况，记录Uo下降到0.707UO之内的频率变化范围。
（4）计算总的电压放大倍数。
7、试听
系统的联调与各项性能指标测试完毕之后，面对话筒说话，从扬声器即可传出说话声或收音
机里播出的美妙音乐声，从视听效果来看，应该是音质清楚，无杂音，音量大，电路运行稳定为最佳设计。
七.实验中的问题提出与解决方法
问题1:
前级放大器焊接完成后再示波器中没有信号输出。
分析：
电路中可能有虚焊短接的情况。
解决：
用万用表仔细检查电路，逐个焊点进行测试，找出虚焊点并将其旱牢。
问题2:
下限截频过低。
分析：
高通滤波器中电流过大。
解决：
调节滑动变阻器。
问题3：
LM324滤波电路后没有输出波形
分析：
芯片管脚没接出去，电路中有短路；解决：
电路焊接过程出现错误，补焊没有焊接的管脚，找到他，解决它。
问题4:
功率放大管TDA2030不能正常工作
分析：
可能是电路接错，或是芯片问题
解决：
查找电路问题未果，更换芯片，一切正常
经
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