模拟电路课程音响放大电路设计报告.docx
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模拟电路课程音响放大电路设计报告
模拟电路课程设计报告
题目：
音响放大器
系别电气工程系
专业班级10届3班
学生姓名林远志
指导教师杨自力
同组组员张坤、徐伟、巫祖强
提交日期2012年3月02日
目录
一、设计目的1
二、设计要求和指标要求1
三、设计内容1
（1）音响放大器的基本组成框图4-11
（2）单元电路设计2
1）话音放大器2
2）混合前置放大器2
3）音调控制器3
4）功率放大器。
4
（3）设计过程4
1）话音放大器电路图与波形图如下图六、图七所示5
2）混合前置放大器电路图与波形图如下图八、图九6
3）音调控制器电路图与波形图如下图十、图十一8
4）功率放大器电路图与波形图如下图十二、图十三10
5）总电路图如下图十四11
四安装与调试12
五、本设计的改进建议12
六、总结13
七、参考文献13
一、设计目的
（1）了解集成功率放大器内部电路工作原理
（2）掌握其外围电路的设计与主要性能参数测试方法
（3）掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术
二、设计要求和指标要求
功能要求:
（1）具有音调控制、话筒扩音等功能。
（2）主要技术指标：
额定功率P≥0.3W，负载阻抗为10Ω，频率响应范围为50Hz-20KHz，输入阻抗大于20KΩ，放大倍数≥20dB。
设计指标：
1）设计一音响放大器，要求具有音调输出控制，对话筒的输入信号进行扩音。
2）以集成功放和运放为核心进行设计
3）指标：
已知：
VCC=+12V，话筒模拟输入电压为5mV，负载RL=10欧姆
频率范围：
40Hz~10KHz
音调控制特性：
1KHz处为0分贝，100Hz~10KHz处有上下12分贝的调节范围。
增益：
大于20分贝。
额定输出功率：
大于等于1W
三、设计内容
主要包含的内容：
（1）音响放大器的基本组成框图4-1
音响放大器组成框图
（2）单元电路设计
1）话音放大器
由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号（最高频率达10kHz）。
其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。
其电路如图一所示，其主要元器件是LM324D.
话音放大器图一
2）混合前置放大器
混合前置放大器的作用是将磁带放音机输出的音乐信号与话音放大器的声音信号混合放大，起电路如图二所示。
主要元器件是LM342D。
图二
这是一个反向加法器电路，输出与输入电压间的关系为：
Uo=-（RFU1/R1+RFU2/R2）式中，U1为话筒放大器输出电压；U2为放音机输出电压。
3）音调控制器
音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，理想的控制曲线如图三中折线所示
图三
图中f0（等于1kHz）表示中音频率，要求增益Av0=0dB；fL1表示低音转折频率，一般为几十赫兹；fL2（等于10fL1）表示低音区的中音频转折频率；fH1表示高音频区的中音频转折频率；fH2（等于10fH1）表示高音频转折频率，一般为几十千赫兹。
可见，音调控制器只对低音频与高音频的增益进行提升和衰减，中音频的增益保持0db不变，因此音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器构成，如图四所示，其中RP31滑动变阻器可以调低音，RP32可以调高音，由中间的LM324D放大。
图四
4）功率放大器。
功率放大器（简称为功放）的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。
当负载一定时，希望功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能的小，效率尽可能的高，本次我们采用了集成音频功放TDA2030。
（3）设计过程
根据技术指标要求，音响放大器的输入为5mV时，输出功率大于1W，则输出电压Vo>=2.8V。
总电压增益AvΣ=Vo/Vi>560倍（55dB）。
图五各级增益分配图
1）话音放大器电路图与波形图如下图六、图七所示
图六
图七
2）混合前置放大器电路图与波形图如下图八、图九
图八
图九
3）音调控制器电路图与波形图如下图十、图十一
图十
图十一
4）功率放大器电路图与波形图如下图十二、图十三
图十二
图十三
5）总电路图如下图十四
图十四
2、仿真结果分析，按照任务书中对仿真结果分析的要求进行。
①话筒输入功能测试：
在仿真软件中，在输入端加上一个函数发生器，在第一级电路的输出端加上一个显示器，如果能等到对应的函数波形，则话筒输入功能测试成功。
话筒输入功能符合设计要求。
②音响放大功能测试：
在仿真软件中，在总电路的输出端加上一个显示器，在第一级电路的输入端加入一个函数发生器，若在总输出端能得到对应函数放大对应的波形，则音响放大功能测试成功。
音响放大功能符合设计要求。
四安装与调试
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布局，一般按照电路的顺序一级一级地布线，功放级应远离输入级，每一级的地线尽量接在一起，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，安装时特别要注意功放块、运算放大器、电解电容等主要器件的引脚和极性，不能接错。
从输入级开始向后级安装，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。
分级调试又分为静态调试与动态调试。
静态调试时，将输入端对地短路，用万用表测该级输出端对地的直流电压。
话放级、混合级、音调级都是由运算放大器组成的，其静态输出直流电压均为VCC/2，功放级的输出（OTL电路）也为VCC/2，且输出电容CC两端充电电压也应为VCC/2。
动态调试是指输入端接入规定的信号，用示波器观测该级输出波形，并测量各项性能指标是否满足题目要求，如果相差很大，应检查电路是否接错，元器件数值是否合乎要求，否则是不会出现很大偏差的
五、本设计的改进建议
在混响前置器并联一个电子混响器，它是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感的电路。
在卡拉OK伴唱机中，都带有电子混响器。
其改进后的音响放大器基本组成框图如下
六、总结
通过此次电子技术大型试验的设计以及调试，掌握了音响放大器的基本设计方法和设计原理，对几种基本电路和放大的元器件有了更深刻的认识，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和网上的资料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，找不到有输出波形，自己与队员找了很久都没能找到原因，就束手无策了，到处找人帮忙，可惜都不成功，只能找老师帮忙。
在老师的指导下，我们一步一步的检测每一级的放大，终于找出了原因，解决了问题。
这次的专题设计锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。
，还有初次使用仿真软件Multisim，借助这次的设计工作对仿真软件有了初步了解，可以为以后更好地使用打下基础。
还有就是团队的合作，各人都有自己的分工，在完成课程设计的过程中，尽管遇到了很多的困难，大家在合力解决某些问题后的微笑，是设计带来的最大欢乐。
七、参考文献
[1]华成英，模拟电子技术基本教程，清华大学出版社
[2]康华光，电子技术基础数字部分（第五版），高等教育出版社
[3]杜清珍，电工，电子实验技术，西北工业大学出版社
[4]黄智伟，电工电子实验与计算机仿真，电子工业出版社
[5]路勇，高文焕。
《电子电路实验及仿真》。
清华大学出版社。
[6]朱定华,陈林.《电子电路测试与实验》清华大学出版社.
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