音响放大电路设计与制作教案详案.docx

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音响放大电路设计与制作教案详案

本次课标题：

音响放大器的组成与工作原理

授课

班级

课时

上课

时间

上课

地点

教学

目的

了解音响放大器的结构

掌握音响放大器各单元电路的作用

教学

目标

能力（技能）目标

知识目标

1、对音响放大器进行初步分析；

2、能通过查阅书籍和上网等其他途径搜集整理所需资料

1、了解音响放大器的结构

2、掌握音响放大器各单元电路的作用

3、阅读音响放大器各单元电路

能力

训练

任务

案例

任务1：

分析音响放大器的电路结构

任务2：

通过查阅书籍、上网查阅和分组讨论等途径掌握音响放大器各单元电路的作用

重点

难点

及

解决

方法

重点:

音响放大器的结构分析

难点:

音响放大器各单元电路的作用

方法：

通过实际功放案例引导学生分析音响放大电路的结构与各部分的作用

参考

资料

《电子技术技能训练》主编杨元挺张大彪

《无线电元器件应用手册》唐道济编著

《音响技术》王泽祥国防工业出版社发行部

本次课教案

课题引入（5分钟）：

会场所用的扩音器、MP3、电视机里的伴音信号经过了哪些功能处理最终从扬声器（音箱）还原出不失真声音呢？

由学生根据电子技术课程中所学知识进行回答，老师通过设问，启发学生思考得出音频信号的处理过程，从而最终得出音响放大器的结构方框图如下：

学习任务告知（3分钟）：

本次课我将带领同学们一起来分析音响放大器各单元电路的作用，了解各单元电路的基本组成，为后面进行音响放大器的设计作准备，要求同学们能掌握音响放大器的基本结构与各部分的功能，经后能自行分析在工作过程中遇到的实际音响产品。

制订项目计划（12分钟）：

学生分组，以小组为单位根据下发的引导文进行学习和讨论，然后教师组织提问，每组回答1-2个问题，其他小组注意补充和学习

任务1：

音源的相关知识学习（10分钟）

设问：

什么是音源，音响设备中常见的音源有哪些？

本任务由第1小组负责回答，其他小组进行适当补充，老师进行引导，最后作点评。

音源就是声音的源头，没有音源，用音响系统还原声音也就无从谈起，常见的有模拟音源和数码音源

模拟音源：

时间上连续、而且幅度随时间连续变化的讯号称为模拟讯号（例如声波就是模拟讯号，音响系统中传输的电流、电压讯号也是模拟讯号），记录和处理模拟讯号的音源就是模拟音源，例如磁带/卡座、LP/LP唱机；

数字音源：

时间上不连续、幅度只有0和1两种变化的讯号称为数字讯号，记录和处理数字讯号的音源叫做数码音源，例如CD/CD机、DVD-A/DVD-A播放机、SACD/SACD播放机等。

任务2：

前置放大器的相关知识学习（15分钟）

设问：

什么叫前置放大电路，其主要作用是什么？

本任务由第2小组负责回答，其他小组进行适当补充，回答问题过程中老师进行引导，最后作点评。

1、前置放大器是指把音频（AUX、MIC）信号放大至功率放大器所能接受的输入范围的功能电路。

2、前置放大电路功能有两个：

一是要选择所需要的音源信号，并放大到额定电平；二是要进行各种音质控制，以美化声音。

3、前置放大电路的基本组成有：

音源选择、输入放大和音质控制等电路。

4、各部分的作用：

1）音源选择电路的作用是选择所需的音源信号送入后级，同时关闭其他音源通道。

2）输入放大器的作用是将音源信号放大到额定电平，通常是1V左右。

3）音质控制的作用是使音响系统的频率特性可以控制，以达到高保真的音质；或者根据聆听者的爱好，修饰与美化声音。

任务3：

音调控制器的相关知识学习（10分钟）

设问：

什么叫音调，音响放大器中如何进行音调控制？

本任务由第3小组负责回答，其他小组进行适当补充，回答问题过程中老师进行引导。

声音的高低叫做音调声音的三个主要的主观属性（即音量、音调、音色）之一。

表示人的听觉分辨一个声音的调子高低的程度,音调又称音的高度。

音调主要由声音的频率决定,同时也与声音强度有关。

所谓音调控制就是人为地改变信号中高低频成分的比重，以满足听者的爱好，渲染某种气氛，达到某种效果，或补偿扬声气系统及放音场所的音响不足。

音调控制器主要是调节、控制音响放大器的幅频特性，一般只对低音频与高音频的增益进行提升或衰减，中音频的增益保持不变。

因此音调控制器电路可由低通滤波器与高通滤波器组成。

任务4：

功率放大器的相关知识学习（15分钟）

设问：

什么叫功放，功放的任务是什么？

功放的各类有哪些？

本任务由第4小组负责回答，其他小组进行适当补充，回答问题过程中老师适时引导。

功率放大器简称功放，俗称“扩音机”，是音响系统中最基本的设备，它的任务是把来自信号源（专业音响系统中则是来自调音台）的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。

任务5：

分辩音响放大器的各个组成部分（15分钟）

案例分析：

提供一套音响放大器，要求同学们根据今天所学内容进行区分。

然后老师进行点评，得出音响放大器各单元电路的识别方法。

找关键部位或元件：

音源---输入接口

前置放大-----IC运放

音调控制-----电位器

功放-----散热片

小结（5分钟）：

总结音响放大器的各个组成部分及其作用。

对各小组的学习情况（回答问题）进行总结和评价。

本次课标题：

音响放大器设计任务分析

授课班级

课时

上课

时间

上课

地点

教学

目的

进一步掌握音响放大器的结构与组成

能确定音响放大器的功能和技术要求

能对音响放大器各单元电路进行选型

理解音响放大器的技术指标

学会沟通、交流、提高语言表达能力

教学

目标

能力（技能）目标

知识目标

能确定功放电路的功能和技术要求

能获取信息进行逻辑思维和分析判断

学会沟通、交流、提高语言表达能力

1、音响放大器电路结构

2、音响放大器技术要求

能力

训练

任务

任务1：

解读设计任务书，分析如何满足音响放大器的技术参数要求

任务2：

收集前置放大、音调控制电路、功放电路的IC资料

任务3：

完成学习过程记录表

案例：

金猪2.1声道多媒体音响

重点

难点

及

解决方法

重点难点：

1、音响放大器的电路方框。

2、音响放大器的技术指标分析。

解决办法：

1、采用案例分析法，引导学生分析金猪2.1声道多媒体音响的技术指标。

2、通过学生讨论，汇报，相互补充引导学生完善音响放大器的设计任务分析。

参考资料

《电子技术技能训练》主编杨元挺张大彪

《音响技术》王泽祥国防工业出版社发行部

《PROTEL99SE印制电路板设计教程》郭勇机械工业出版社

步骤一：

课题引入（10分钟）：

教师：

《电子设计与制作》课程由6个实用电子产品的设计与制作项目组成，在教学过程中，要求我们对每个项目进行任务分析、电路设计、制作与调试电路、撰写设计报告、完成项目资料、进行项目学习汇报等内容，本课程的考核实行动态考核，每个项目采用形成性考核，总成绩由每个项目考核成绩汇总得到。

音响放大器的设计与制作为第一个项目。

下面我们进行本项目的设计任务分析

学生：

认真体会老师介绍的学习思路和学习方法

步骤二：

阅读音响放大器的设计任务书

教师：

呈现设计任务书，下发资料，引导学生阅读并设问学生“一般的音响放大器由哪几个部分构成？

”

设计一款额定输出功率为10~20W的音响放大器，要求能进行高低音调调节和音质补偿，电路简洁，制作方便、性能可靠。

性能主要指标：

输出功率：

10~20W（额定功率）；

频率响应：

20Hz~100kHz（≤3dB）

输出阻抗：

≤0.16Ω;

输入灵敏度：

500mV（1000Hz，额定输出时）

学生：

根据电子技术课程中所学知识进行讨论，老师启发学生思考要满足以上技术指标，必须需要哪些电路？

步骤三：

音响放大器的设计任务分析

教师：

设问1，要达到设计任务书中的技术指标，应当采用什么电路进行组合？

学生：

回答问题，根据功能要求得出音响放大器的结构方框图

教师设问2：

功放电路有哪些类型，哪些典型功放电路的输出功率能达到10W以上？

学生：

通过上网或查书寻找功放电路的种类与技术指标，常见功放IC的资料。

然后回答问题。

教师设问3：

为什么要进行高低音音调调节，应当由什么电路来完成？

学生通过阅读引导文回答：

功放系统中无论是低档机还是高档机，除了要进行音量调节外，还要有音调调节控制电路，低档音响为了节约成本往往采用阻容式音调调节，但容易使高低音相互干扰，而且缺乏力度和清晰感，听起来非常浑浊杂乱。

参考资料：

根据音调调节电路在整机中的位置，有衰减式，负反馈式，衰减负反馈混合式三种电路形式，普及式音响采用第三种电路形式，NE5532组成的高中低音调音量调节控制电路；高档机采用专用音调控制IC如M6241,TDA7315,TDA7449

教师设问4：

哪些功放电路能达到频响范围为20Hz~100kHz（≤3dB）的技术要求？

学生回答：

分立元件组成的功放电路在实际应用中，频率要远远低于截止频率才能保证晶体管的交流电流增益与其直流电流增益接近或相等，大功率晶体管的实际工作频率很难超过50KHZ，也就是说，采用低频大功率晶体管制作的功率放大器的带宽很难超过集成功率放大器的100KHZ，因此彩用分立元件的音频功率放大电路的性能不如集成功率放大器。

教师设问5：

要达到20w的输出功率，电源供电有什么要求？

学生回答：

如果选用TDA2030作为功放输出块，其典型工作电压范围为-5----22V，考虑安全性和功放效果，一般选15V供电。

以上问题由各小组分别负责回答，其他小组进行适当补充，老师进行引导，最后作点评。

步骤四：

请画出出音响放大器的方框图（7分钟）

老师要求学生根据以上的设计任务分析，画出音响放大器的结构方框图，并考虑各单元电路如何实现

学生：

集体讨论并画出结构方框图

小结（5分钟）：

总结音响放大器的设计任务分析情况，完成设计任务分析表格，老师对各小组的学习情况（回答问题）进行总结和评价。

说明：

设计任务分析就是要根据设计任务书并查找资料，设计能满足设计要求的电路总体方案。

本次课标题：

音响放大器各单元电路方案设计（方案论证）

授课班级

课时

上课时间

上课地点

教学

目的

能根据技术要求确定前置放大电路、功放电路、音调控制电路和电源电路的类型

能根据功能和技术要求确定核心元件

能根据核心元件和技术要求确定电路的其他元件的参数

能根据小组成员的情况，合理分配工作任务，制订实施计划

教学

目标

能力（技能）目标

知识目标

1、能确定音响放大器的单元电路的电路形式。

2、能通过查阅书籍和上网等其他途径设计电路原理图

音响放大器的相关原理

能力

训练

任务

任务1：

前置放大器和音调控制电路的设计方案论证

查找前置放大电路和音调控制电路资料，根据频率控制要求选择一种方案并说明理由，然后对器件进行选型、确定参数。

任务2：

功率放大电路的设计方案论证

查找功放电路资料，根据设计任务中的功率要求选择一种方案并说明理由，然后对器件进行选型、确定元件参数。

任务3：

电源电路的设计方案论证

根据音调控制电路和功放电路的选型，确定所需的供电电压，然后选择电源电路方案并进行论证。

重点

难点

及

解决方法

重点难点：

对各单元电路进行方案确定和元件选型。

解决办法：

1、查找资料

2、教师引导

参考资料

《电子技术技能训练》主编杨元挺张大彪

《音响技术》王泽祥国防工业出版社发行部

步骤

教学内容

教学方法

教学手段

学生活动

时间分配

引入

（任务项目）

引入：

前面进行了项目任务分析，我们了解到了本项目的设计要求，接下来就要进行电路设计方案的确定。

启发

设问

多媒体演示

个别回答

2分钟

告知

（教学内容、目的）

本次课主要内容是确定音响放大电路各单元电路的电路形式和结构、要达到的目标是最终能设计电路原理图并确定元件参数。

讲授

设问

讨论

个别回答

3分钟

学习任务

任务1：

音调控制电路的设计方案论证

查找音调控制电路资料，根据频率控制要求选择一种方案并说明理由，然后对器件进行选型、确定参数。

任务2：

功率放大电路的设计方案论证

查找功放电路资料，根据设计任务中的功率要求选择一种方案并说明理由，然后对器件进行选型、确定元件参数。

任务3：

电源电路的设计方案论证

根据音调控制电路和功放电路的选型，确定所需的供电电压，然后选择电源电路方案并进行论证。

讲授法

讨论法

教学PPT、

学习引导文

讨论

个别回答

30分钟

分组活动

1、根据引导问题，要求查阅资料并进行整理；

2、根据音响放大器功能方框结构，画出电路原理图；

3、适时相互讨论，保证进度

引导文、小组讨论

设计任务书

讨论法

30分钟

总结

比较各小组设计的音响放大器各单元电路，引导学生进行评价，然后展示一份电路设计范例并展示作品实物。

教师引导

学生总结

讨论

自由发言

3分钟

作业

继续完成电路原理图的设计。

资料查阅

2分钟

后记

步骤

教学内容

教学方法

教学手段

学生活动

时间分配

引入

引入：

前面进行了项目任务分析，我们了解到了本项目的设计要求，接下来就要进行电路设计方案的确定。

启发

设问

个别回答

2分钟

告知

确定电路方案的工作内容是确定音响放大电路各单元电路的电路形式和结构、为接下来设计电路原理图并确定元件参数提供依据。

讲授

设问

讨论

个别回答

3分钟

学习任务

任务1：

前置放大电路的设计方案论证

根据任务分析，确定出本级的AV,频响要求，然后找出能满足要求的电路方案并进行选择。

任务2：

音调控制电路的设计方案论证

查找音调控制电路的设计资料，根据频率控制要求选择一种方案并说明理由。

任务3：

功率放大电路的设计方案论证

查找功放电路资料，根据设计任务中的功率要求选择一种方案并说明理由。

任务4：

电源电路的设计方案论证

根据音调控制电路和功放电路的选型，确定所需的供电电压，然后选择电源电路方案并进行论证。

讲授法

讨论法

教学PPT、

学习引导文

讨论

个别回答

30分钟

分组活动

1、根据音响放大器功能方框结构，确定每个单元电路的电路形式，得出总体设计方案，并查找资料找出典型应用电路；

3、适时相互讨论，保证进度

引导文、小组讨论

设计任务书

讨论法

30分钟

总结

比较各小组设计的音响放大器总体方案，引导学生进行评价，然后展示一份方案范例并展示作品实物。

教师引导

学生总结

讨论

自由发言

3分钟

作业

开始查阅资料进行单元电路设计与仿真

资料查阅

2分钟

后记

本次课标题：

音响放大器PCB板设计

授课班级

课时

上课

时间

上课

地点

教学

目的

能根据设计的音响放大器原理图继续设计PCB板图并形成PCB板制作技术文件

教学

目标

能力（技能）目标

知识目标

1、能制作出音响放大器的电路板

2、能通过查阅书籍和上网等其他途径搜集整理所需资料

1、单面印制板加工工艺流程

2、电子设计软件PROTELDXP的操作知识

能力

训练

任务

任务1：

列出PCB板设计流程

任务2：

根据自己设计的音响放大器原理图设计音响放大器电路板

重点

难点

及

解决方法

重点难点：

设计音响放大器电路板

解决办法：

1、查找PCB板设计时避免电磁干扰的资料并在PCB板设计时进行运用

2、教师指导

参考资料

《电子技术技能训练》主编杨元挺张大彪

《音响技术》王泽祥国防工业出版社发行部

《PROTEL99SE印制电路板设计教程》郭勇机械工业出版社

步骤

教学内容

教学方法

教学手段

学生活动

时间分配

引入

（任务项目）

引入：

怎么根据电路原理图设计出PCB板图呢？

启发

设问

实物展示、演示

个别回答

2分钟

告知

（教学内容、目的）

本次课要主要内容是根据前面设计的音响放大器原理电路设计出PCB板图并形成制板所需的技术文件。

讲授

设问

实物

讨论

个别回答

3分钟

学习任务

1、复习设计PCB板图的流程图

通过设问，学生回答，老师和其他学生补充得出。

绘原理图→确定合适的元件封装→生成网络表→规划电路板→载入元件封装和网络→元件布局→设置布线规则→自动布线→手工修改布线→添加焊盘和文字→添加安装孔→敷铜→打印输出PCB文件 

2、设计音响放大器的PCB板

讲授

设问

PPT、

学习引导文

讨论

个别回答

10分钟

分组活动

以小组为单位，根据各组设计的电路原理图设计PCB板图。

要求以一个同学为主进行操作，其余组员一起讨论解决操作过程中出现的问题

小组讨论、引导文、

电脑PC机

操作

40分钟

项目

作品展示

以小组为单位，组长为代表展示并阐述自己设计的PCB板图和技术文件

汇报法、讨论法、

项目计划书

操练

20分钟

总结

教师引导学生对各组的作品进行评价，并评出做得比较好的PCB板图作品。

教师引导、学生总结

讨论

自由发言

3分钟

作业

继续完善音响放大器PCB板图的设计

课外自学

PC机

操练

2分钟

后记

本次课标题：

音响放大器PCB电路板制作

授课班级

课时

上课

时间

上课

地点

教学

目的

掌握双面印制板加工工艺流程

教学

目标

能力（技能）目标

知识目标

1、能正确操作PCB制板设备制作出音响放大器的电路板

2、能通过查阅书籍和上网等其他途径搜集整理所需资料

1、双面印制板加工工艺流程

2、电子设计软件CAD（PROTEL）的相关知识

能力

训练

任务

任务1：

列出双面印制板加工工艺流程图

任务2：

制作音响放大器电路板

重点

难点

及

解决方法

重点难点：

制作一块音响放大器电路板

解决办法：

由指导老师现场操作示范进行PCB板制作，然后由学生操作，老师进行现场辅导，帮助学生制作出PCB板。

参考资料

《电子技术技能训练》主编杨元挺张大彪

《音响技术》王泽祥国防工业出版社发行部

《PROTEL99SE印制电路板设计教程》郭勇机械工业出版社

步骤

教学内容

教学方法

教学手段

学生活动

时间分配

引入

引入：

先向学生展示已经制作完成的PCB板，然后设问学生：

怎么根据PCB板图加工出PCB板呢？

启发

设问

实物展示

回答问题

2分钟

告知

本次课要主要任务是同学们利用PCB板生产设备进行加工，制作出自己设计的PCB板图

讲授

设问

讨论

个别回答

3分钟

学习任务1

归纳PCB板生产流程，引导学生画出制板工艺流程图：

开料→钻孔→沉铜→板电（加厚铜）→图形转移→电铜电锡→蚀刻退锡→检验→印阻焊→印字符→喷锡→成形→测试→成品检查

讲授法

PPT

引导文

讨论

回答问题

30分钟

分组活动1

以小组为单位，根据工艺流程和操作要求制作双面板

小组讨论、引导文、

学习计划表

操作

10分钟

分组活动2

1、根据工艺和电气性能要求，检查自己制作的PCB板是否符合要求；

2、适时相互讨论，保证进度；

3、完成项目资料

引导文、小组讨论

讨论法

20分钟

项目

汇报

以小组为单位，组长为代表阐述项目计划

汇报法、讨论法、

多媒体

小组代表发言

20分钟

总结

作品展示，引导学生对作品进行评价

教师引导

学生总结

讨论

自由发言

3分钟

作业

写一篇实训心得体会。

教师列举

查阅方法

课外自学

资料查阅

2分钟

后记

本次课标题：

音响放大器的组装与调试

授课班级

课时

上课

时间

上课

地点

教学

目的

1、会按要求正确焊接和组装

2、完成作品调试

教学

目标

能力（技能）目标

知识目标

1、能正确地焊接电路板

2、学会阅读电路原理图和PCB图

3、能搭接完成实用、简洁、美观的作品

4、能调试运行作品

1、焊接技术

2、电子设计软件CAD（PROTEL）

能力

训练

任务

任务1：

完成焊接、安装

任务2：

作品调试运行

重点

难点

及

解决方法

重点难点：

1、电子元器件的检测方法

2、焊接组装技术

解决办法：

1、查找资料

2、先用旧板反复练习直至达到要求再做

参考资料

《电子技术技能训练》主编杨元挺张大彪

《音响技术》王泽祥国防工业出版社发行部

《PROTEL99SE印制电路板设计教程》郭勇机械工业出版社

步骤

教学内容

教学方法

教学手段

学生活动

时间分配

引入

（任务项目）

引入：

音响放大器的安装

启发

设问

实物展示、演示

个别回答

2分钟

告知

（教学内容、目的）

本次课要主要内容、目的和要达到的目标

讲授

设问

实物

讨论

个别回答

3分钟

学习任务

1、焊接电路板

2、组装

3、作品的检测和调试

4、作品的性能测试

讲授法

PPT、任务书、

学习引导文

讨论

个别回答

30分钟

制定项目学习计划

以小组为单位，根据引导问题学习，提出学习任务；小组成员分工，制订学习计划

小组讨论、引导文、粘贴法

学习计划表

操作

10分钟

分组活动

1、根据引导问题，要求查阅资料并进行整理；

2、根据音响放大器结构分析，画出总框图；

3、适时相互讨论，保证进度

引导文、头脑风暴法、小组讨论

设计任务书

讨论法

20分钟

项目

计划阐述

以小组为单位，组长为代表阐述项目计划

汇报法、讨论法、张贴法

项目计划书

操练

20分钟

总结

归纳小结、评价

教师引导

学生总结

讨论

自由发言

3分钟

作业

音频功放设计与制作报告。

教师列举

查阅方法

课外自学

资料查阅

2分钟

后记