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扩音机余思媛
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：
余思媛
指导教师：
贾雅琼职称讲师
专业：
自动化
班级：
自本1003班
完成时间：
2012年6月2日
摘要
扩音机的作用是把来自话筒或前级放大器的微弱信号放大，从而推动负载工作。
即用二极管和电容等电子元件，通过一定的组合，把微信号放大，就是扩音器的原理，就是把接受进来的信号，经过电子元件的组合，把信号放大，经过功力晶体再把放大的信号，通过扬声器放出声音，其动作原理是把电气讯号转换为声音讯号的转换器。
其中功率放大器是扩音机的核心部分。
本文对各个部分电路进行了设计,对重要元器件的参数进行了计算，然后用multisim10.0仿真软件进行了仿真，仿真显示能达到技术指标的要求，最后用PROTEL99SE软件绘制了PCB板图。
关键词：
扩音器；PCB绘图；电路分析；前置放大；音调控制；功率放大
ABSTRACT
Amplifiereffectistoenlargethelittlesignalcomingfromthemicrophoneorthefrontlevelamplifier,drivingtheaudiotoworkthereby.Amplifierprinciple,withdiodesandcapacitorsandotherelectroniccomponents,throughcertaincombinations,thesmallsignalamplification,istheprinciple.Attheendofthedayistoaccepttheincomingsignal,theelectroniccomponentcombination,enlargethesignal,afterthepowercrystaltheamplifiedsignal,throughtheloudspeakersound,theactionprincipleistheelectricalsignalisconvertedintoasoundsignalconverter.Thepurposeisthesignalofthemicrophoneinputcarriesoutafteralltrueamplification.Themostimportantpartoftheamplifierispoweramplifier.Thepapershasdesignedthemainthreebodiesofthecircuit,havingbeeninprogresstoimportantcomponentparametersecretlyschemingagainst.Thepapershasusedsimulatedsoftwareofmultisim10.0tohavebeeninprogresssimulating,thenhasmadePCBboardpicturereachtechnologyindexrequest,simulatedemonstratingtherequestbeingabletoreachthetechnologyindex,atlasthasbeendrawnwithPROTEL99SEsoftware.
Keywords：
amp;pcb;drawing;circuitanalysis;preamplifier;pitch-controller;poweramplifier
目录
1引言…………………………………………………………………………………5
2序论…………………………………………………………………………………5
2.1扩音机简介…………………………………………………………………5
2.2开发软件介绍………………………………………………………………6
3设计任务及要求……………………………………………………………………7
3.1设计任务……………………………………………………………………7
3.2功能要求说明………………………………………………………………8
3.3主要元件介绍………………………………………………………………8
3.4设计思路和总体构图………………………………………………………8
3.5工作原理……………………………………………………………………8
4设计课题硬件系统的设计………………………………………………………10
4.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍…………………………………10
4.2设计电路原理图、PCB图…………………………………………………11
5设计课题的仿真分析……………………………………………………………12
5.1电路的仿真与调试………………………………………………………12
6制作与安装………………………………………………………………………14
6.1PCB的制作与安装…………………………………………………………14
6.2安装工艺…………………………………………………………………14
7调试与安装………………………………………………………………………16
8心得体会…………………………………………………………………………16
参考文献……………………………………………………………………………18
致谢…………………………………………………………………………………19
附录…………………………………………………………………………………20
第一章引言
扩音机是用来将微弱的电信号放大成具有一定功率电能的设备，也就是把话筒、拾音器受到机械振动后所产生的信号电压，或由收音机、录音机等接收的信号电压，经过一级或多级放大后使其具有一定功率，来推动负载（扬声器）工作。
其广泛应用于家庭、会议室、广播、教学等各个领域。
随着生活质量的提高，人们对扩音机的功能和声响效果有了更高的要求，高保真、多功能的扩音机应运而生。
第二章绪论
2.1扩音器简介
扩音器于1915年发明，从那以后一代又一代的技术人员为它的完善做出了不懈的努力。
直至今天，国内有较多的电声行业厂家都有研制便携式扩音器，主要用于教学、导游、户外活动，和手持式话筒相比，最大的优点：
使用者解放了双手。
扩音器的问世使得人们不仅在乘坐地铁或去郊外远足时能够欣赏自己喜爱的音乐和广播节目，而且还能聆听以电子手段保存下来的早已与世长辞的人的声音以及大自然中根本不存在的种种奇妙声音。
在电影院里，扩音器所营造的声的世界将观众们带入一个想象的世界。
扩音器亦是本世纪所有具有个性魅力的公众人物与大众沟通的重要工具。
当然比不了那些大功率话筒的声音，
毕竟各有各的用途。
便携式扩音器因形状大小、喇叭所限，一般功率都只有3--8W，那些声称12W，甚至更大功率的扩音器，只不过是商家为推销商品所作的嘘头而已。
扩音器目前不仅局限于喊话器，扩音器现分为无线扩音器与有线扩音器。
体积大小各不同，各有各的用途，体积较小的犹如烟盒烟大小，外观时尚轻巧，非常适合教师老师还有导游用，挂在腰间解脱了双手，发挥更自由，一上市就受到了业界的好评，挂在腰间的功率在3W-8W。
体积大的适用于室外活动，夏令营，课外演讲等人流量大的地方，功率在35W---95W。
锂电扩音器的面世，解决了传统干电池对环境的污染问题，是响应国家号召，提倡环保理念，保护绿色地球，它主要是采用手机锂电技术给扩音器供电，不但电池寿命长、而且小巧，安全、方便，原装锂电池是不含任何汞、镉等有毒元素，是真正的环保电池，使用者尽可以放心使用。
2.2开发软件介绍
2.2.1软件：
Protel99SE简介
Protel99SE是Protel公司近10年来致力于Windows平台开发的最新结晶，能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。
因而今天的Protel最新产品已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是一个系统工具，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。
最新版本的Protel软件可以毫无障碍地读Orcad、Pads、Accel（PCAD）等知名EDA公司设计文件，以便用户顺利过渡到新的EDA平台。
Protel99SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。
以下介绍一些Protel99SE的部分最新功能：
◆可生成30多种格式的电气连接网络表；
◆强大的全局编辑功能；
◆在原理图中选择一级器件，PCB中同样的器件也将被选中； ◆同时运行原理图和PCB，在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络 ◆既可以进行正向注释元器件标号（由原理图到PCB），也可以进行反向注释（由PCB到原理图），以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性； ◆满足国际化设计要求（包括国标标题栏输出，GB4728国标库）；*方便易用的数模混合仿真（兼容SPICE3f5）；
◆支持用CUPL语言和原理图设计PLD，生成标准的JED下载文件；*PCB可设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层；
◆强大的“规则驱动”设计环境，符合在线的和批处理的设计规则检查； ◆智能覆铜功能，覆铀可以自动重铺； ◆提供大量的工业化标准电路板做为设计模版； ◆放置汉字功能； ◆可以输入和输出DXF、DWG格式文件，实现和AutoCAD等软件的数据交换； ◆智能封装导航（对于建立复杂的PGA、BGA封装很有用）； ◆方便的打印预览功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果； ◆独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果； ◆强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等； ◆经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法，信号完整性分析直接从PCB启动； ◆反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合； ◆专家导航帮您解决信号完整性问题。
2.2.2软件：
Multisim简介
Multisim是InteractiveImageTechnologies（ElectronicsWorkbench）公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
为适应不同的应用场合，Multisim推出了许多版本，用户可以根据自己的需要加以选择。
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
第3章设计任务及要求
3.1设计任务
（1）设计并制作一个扩音器。
（2）根据技术指标要求，画出设计电路图，画出印制电路板图。
（3）制作电路板实物。
（4）打印《模电课程设计说明书》一份，给出课题的设计、制作和调试的过程。
（5）一人一组一实物。
3.2功能要求说明
设计一个扩音机。
要求放大倍数
，
，输入电阻
，频率范围为20Hz-20KHz，音调控制范围：
低音为100Hz
，高音为10KHz
，音调控制电路信号源内阻
。
3.3主要元件介绍
表3.3元件介绍
电路元器件
测试仪器
三极管
直流稳压电源
二极管
函数信号发生器
电阻
万用表
电容
示波器
麦克风
晶体管毫伏笔
扬声器
滑动变阻器
导线
3.4设计思路和总体构图
扩音机的基本功能是将从话筒等微弱信号放大成大功率信号，以驱动扬声器发声。
扩音机：
共射级基本放大电路
共集极电路
负反馈放大电路
低频功率放大器
3.5工作原理
图3.6电路原理图
在扩音器电路里，MIC是驻极体话筒，电阻R1为它提供了一个工作电压。
电阻R2和电解电容C1为滤波退耦电路，能避免自激，保证电路的稳定工作。
电位器RP可以调节输入放大器的信号强度，所以是一个音量调节器。
通过对多级放大知识点的学习，我们看到电解电容C2.C3,和C4是耦合电容，而电容C8是为了滤除杂波所设置的。
电容C5是VT2发射旁路电容，为交流信号提供了通路，使交流信号不受反馈的影响。
C6的作用是防止直流电压加到扬声器上而产生电流噪声。
C7为电源滤波电容。
很明显，三极管VT1和电阻R3，R4组成了一个电压并联负反馈电路。
电阻R5和R6为三极管VT2提供了一个稳定的工作电压。
电阻R7为VT2发射级反馈电阻，它进一步保证了电路静态工作点的稳定。
R8，R9与二极管D是三极管VT2的集电极负载。
调节R8的大小，可以改变VT3和VT4的静态工作点。
VT1和VT2组成的两级放大器和功率放大——VT3和VT4组成的乙类推挽功率放大器。
第4章设计课题硬件系统的设计
4.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍
4.1.1音频收集模块
一个无线话筒，则音频信号的收集是必不可少的。
本电路中考虑到需要做一个小巧的无线话筒，因而直接采用的是驻极体小话筒MIC，它灵敏度极高。
据介绍，甚至手表的嘀嗒的声音也可以被它收集到。
话筒采集到的交流声音信号通过C2，C3耦合和RP匹配后送到三极管的基极。
另外，驻极体话筒内实际藏有一枚FET，可视之为一级，FET将话筒前振膜之电容变化放大，这就是驻极体话筒很灵敏的原因。
图4.1音频收集模块
4.1．2音频放大模块
图4.2：
共发射级和共集电极放大电路
图4.3.乙类功率放大器
4.2设计课题电路原理图、PCB图
图4.2.1电路原理图
图4.2.2PCB图
第5章设计课题的仿真分析
5.1电路的仿真与调试
原理图确定下来后，接下来进行仿真。
在本次设计中我用multisim10.0软件进行仿真。
下面是仿真图：
电路仿真图5.1
第6章制作与安装
6.1PCB的制作
6.1.1PCB制作的操作说明
6.1.2据设计要求设计电路原理图,并完成原理图的绘制。
对于简单的原理图也可以进行直接的PCB板绘制
a.据原理图生成网络表，这部分PROTEL99是自动进行的，只需要用户单击“createNetlist”即可；
b.网络表有也是原理图与印制电路板的接口；
c.规划电路板的结构，即确定电路板的框架，设置系统参数；
d.引入第二步生成的网络表和零件封装，让原理图与印制电路板连接起来；
e.引入网络表后系统将根据规则对零件自动布局进行飞线；
f.修改封装与布局，这是自动布线的前提；
g.Protel99SE自动布线比较完善，它采用最先进的无网络技术。
基于形状的对角线自动布线技术；
h.自动布线后，如果有不满的地方，我们可以进行手工调整；
i.存盘并打印；
j.结束。
6.2安装工艺
安装工艺是制作工程中最关键的一步，它承接上面的设计性工作和下面的调试工作。
为此我们做了大量的学习和练习，具体理论学习知识如下：
6.2.1焊接技术
装接电路的主要工作是在电路板上焊接电子元器件,焊接质量的好坏直接影
响着电路的性能,焊接质量主要取决于四个条件:
焊接工具,焊剂,焊料,焊接技术.
为保证焊接质量,要求焊点光亮,圆滑,无虚焊.
a.元件引线要刮净,最好先挂锡再焊.因为引线表面经常有氧化物或油渍,
不易"吃锡",焊接起来困难,即使勉强焊上也容易形成虚焊,因而必须将氧化
物或油渍刮除干净.
b.焊接温度和时间要掌握好.温度不够,焊锡流动性差,很容易凝固;温度
过高,焊锡流淌,焊点又不易存锡,两种情况都不易焊好.一般焊接时让烙铁头
的温度高于焊锡熔点,烙铁头与焊点接触时间以使焊点锡光亮,圆滑为宜.如果
焊点不亮或形成"豆腐渣"状,说明温度不够,焊接时间太短.这种情况由于焊
剂没能充分挥发,很容易形成虚焊.此时需要增加焊接温度,只要将烙铁头在焊
点上多停留些时间即可,不必加压力或来回移动.
c.扶稳不晃,上锡适量.焊接时,被焊物体必须扶稳扶牢,特别在焊锡凝固
过程中不能晃动被焊元器件,否则很容易造成虚焊.烙铁沾锡多少要根据焊点大
小来决定,最好所沾锡量能包住被焊物.如果一次上锡不够,可以下次填补,但
要注意再次填补焊锡时,一定要待上次的锡一同熔化后方可移开烙铁头,使焊点
熔结为一体.
d.电子电路常有一些基本单元组成,电路重复性和规律性较强.焊接时,一
般先将电阻,电容,二极管等元件引线弯曲成所需形状,依次插入焊孔,并设法
使元件排列整齐,然后统一焊接.检查焊点后剪去过长引线,最后焊接三极管,
集成电路.器件的焊接时间一般要短一些,引脚也不宜剪得太短,防止焊接时烫
坏管子.初学者可用镊子夹住管脚进行焊接.
e.焊接结束,首先检查电路有无漏焊,错焊,虚焊等问题.检查时可用尖嘴
钳或镊子将每一个元件拉一拉,看有无松动,特别是要察看三极管管脚是否焊牢,
如果发现有松动现象,要重新焊接.
6.2.2印制电路板安装与焊接
印制电路板的装焊在整个电子产品制造中处于核心的地位，可以说一个整机产品的“精华”部分都装在印制板上，其质量对整机产品的影响是不言而喻的。
尽管在现代生产中印制板的装焊已经日臻完善，实现了自动化，但在产品研制，维修领域主要还是手工操作；况且手工操作经验也是自动化获得成功的基础。
6.2.3印制板和元器件检查
装配前应对印制板和元器件进行检查，内容主要包括：
.印制板：
图形，孔位及孔径是否符合图纸，有无断线，缺孔等，表面处理是否合格，有无污染或变质；
.元器件：
品种，规格及外封装是否与图纸吻合，元器件引线有无氧化，锈蚀。
对于要求较高的产品，还应注意操作时的条件，如手汗影响锡焊性能，腐蚀印制板，使用的工具如改锥，钳子碰上印制板会划伤铜箔，橡胶板中的硫化物会使金属变质等。
第7章调试与安装
实践表明，新安装完成的电路板，往往难于达到预期的效果。
这是因为人们在设计时，不可能周全地考虑到元件值的误差、器件参数的分散性等各种复杂的客观因素，此外，电路板安装中仍有可能存在没有查出的错误。
通过电路板的测试和调整，可发现和纠正设计方案的不足，并查出电路安装中的错误，然后采取措施加以改进和纠正，就可使之达到预定的技术要求。
1、在安装电子电路之前，应仔细查阅电路所使用的集成电路的管教排列图记使用注意事项，同时测量电子元件的好坏。
2、画出每个单元电路的电路原理图和连线图，画出整个电子系统的原理图。
3、前置放大器的调试。
安装电路时应注意电解电容的极性不要接反，电源电压的极性不要接反。
第8章心得体会
随着时间更迭的脚步,几周忙碌的课程设计也渐渐拉下帷幕。
一段时间忙碌的身影和奔波的脚步之后，使我在这个过程中体会到了什么是苦,什么是累,什么是开心，什么是快乐。
忙碌之后看到属于自己的这份课程设计，心中也体会到了成功之后的那份喜悦和安慰,也使我在这一段时间留下了一份美好的回忆！
对于课程设计，以前在我的脑海中一直是一个陌生的名词。
在老师给定课题的那一刻,我虽然不知道怎么去做，但我默默的下定了决心，一定要努力做好一份属于自己的课程设计。
在我选定课题后的一段时间里，为了更完美的做好设计流程以及参数的选择，我就开始了收集关于扩音机课题的资料，在充分准备好资料以后，就开始了课题的设计。
虽有了准备，但还是不知道怎么开始，怎样设计和排版。
为了更好理清思绪，又在图书馆徘徊。
几天的准备后一步一步的尝试着设计。
功夫不负有心人，一周后总算基本完成了设计课题。
通过此次实物的设计以及调试，掌握了扩音机的基本设计方法和设计原理，对几种基本电路有了更深刻的认识，并且掌握了一定的多级放大电路设计和调试的经验。
但是，同时也发现自己的许多不足之处。
了现自己在将书本知识转化为实践能力的水平还很薄弱，在遇到问题时耐心不足，解决问题时不能够静下心来，比如，自己在连接电路后，输出波形有明显的阶越失真，自己找了很久都没能找到原因，就束手无策了，只能找同学帮忙。
在同学的检查测试后，发现是电源被短路了。
我才意识到，是下面的连线有接触的地方导致的。
此刻，我才认识到以前忙于做好实验，填完表格的观点非常错误，这次实验，获得数据、做出报告是其次，真正的在于培养我们自己发现问题、解决问题的能力。
以后我会更注重自己这方面能力的培养。
这次课程设计从根本上使我真正认识到了做好一份课程设计并不是一件容易的事情。
它不仅需要熟悉并掌握教材内容还要有很好的创新思维和动手能力。
在这次设计的过程中，让我学会了以前没有学会的一些软件。
例如：
PROTEL99，multisim10.0，WORD2007等软件的熟练操作和使用。
让我体会最多的就是让我在所学教材内容的基础上，在实践过程中的到了更好体现和知识的运用，使理论联系实际的到了更好的结合。
使我的动手能力和思维逻辑能力又有了一个新的台阶和升华。
本设计是在老师的精心指导和鼓励下完成的。
贾老师深厚扎实的学识，严谨的学风和真诚谦逊的品质，使我在这次设计过程中收益匪浅。
老师在设计方面对我的指导和帮助令我终身难忘。
在此，谨向老师表示衷心的感谢！
参考文献
【1】吴友宇主编.模拟电子技术基础（第一版），清华大学出版社，2009
【2】华中科技大学电子技术课程组编，康华光主编.模拟电子技术基础（第5版）北京：
高等教育出版社，2005
【3】邱关源主编.电路（第3版上、下册）。
北京：
高等教育出版社，1988
【4】刘岚、叶庆云主编.电路分析基础（第1版）。
北京：
高等教育出版社，2010
【5】谢自美主编.电子线路设计·实验·测试（第3版）。
华中科技大学出版社，2006
【6】刘泉主编.通信电子线路（第2版）。
武汉理工大学出版社，2005
【7】张肃文主编.高频电子线路（第3版）。
北京：
高等教育出版社，2004
致谢
在本次设计中，老师和同学给了我很大的帮助，在此我表示真诚的感谢，希望老师和同学以后还能继续帮助我。
附录
实物展示:
元件清单
电子元件清单
种类
大小
数量
电阻RJ140.24W
47Ω
*1
100Ω
*1
1KΩ
*1
4.7KΩ
*1
5.6KΩ
*1
22KΩ
*1
27KΩ
*1
100KΩ
*1
750KΩ
*1
可调电阻
10KΩ
*1
电解质电容CD110—50V
10UF
*3
47UF
*2
470UF
*2
瓷片电容
4700PF
*1
0.01UF
*2
小功率管9014
*1
小功率管9015
*1
中功率管TIP41C
*1
中
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