扩音机电路整机实验报告.docx
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扩音机电路整机实验报告
实验报告
课程名称：
模拟电子技术实验
实验名称：
扩音机电路整机实验
一、实验目的和要求（必填）
三、主要仪器设备（必填）
五、实验数据记录和处理
七、讨论、心得
指导老师：
成绩：
实验类型：
同组学生姓名:
二、实验内容和原理（必填）四、操作方法和实验步骤
六、实验结果与分析（必填）
扩*机餐机电睹
1.实验目的
1•了解复杂电子电路的设计方法：
2.了解集成功率放大器的基本特点；
3.了解放大电路的频率特性及音调控制原理；
4.学习复杂电子电路的分模块调试方法：
5.学习扩音机电路的特性参数的测试方法
2.实验准备
1•设讣扩音机电路的前豊，音调和功率放大级电路：
2.仿真分析扩音机电路的各级与整机指标：
3.按模块划分完成相关电路的焊接；
4.估算前苣级（A1）的电压增益、音调控制级（A2）的电压增益、音调控制范囤：
功率放大级（A3）的电压增益；
5.
了解扩音机电路的％项指标，拟订各项指标的测试方法。
匚二］前置电路功放电路［■―退耦电路■电源保护
h~l音调电路I音量调节I电路负载
四•实验器材
扩音机整机电路参考设计原理图
V1=35.5mV,Vo=222mV=>人,
1.扩音机电路实验板：
扩音机电路实验所需的电子元器件：
2.MS8200G型数字多用表：
3.XJ4318型双踪示波器；
4.XJ1631数字函数信号发生器：
5.DF2172B型交流电压表；
6.HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源。
五•实验内容和步骤
L焊接
分别焊接前置放大电路、音调控制电路及集成功放电路等三级运放组成的扩音机电路功能块。
2.检査电路的正确性
对照电路原理图仔细检査三级电路的元器件参数、连接线及焊点质量；使用万用表的通断档逐步检查电路的完整性。
避免漏焊、错焊、虚焊等现象。
3砲级
前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。
由A1组成的前置放大电路是一个同相输入比例放大器，具有较大的输入电阻。
理想闭环电压放大倍数为：
人=1+鱼
、'R2
1•输入电阻R.^Rh输出电阻Roi=Oo
2.C2用于消自激振荡。
3•前置级调试
测量静态工作点：
输入正弦波，示波器监视输入与输出波形：
用亳伏表测量输入与输出电压，计算英放大倍数。
注意：
测量集成运放各引脚的电压时，一般将万用表测试表棒搭接在与运放引脚直接相连的其它连接点上，以免万用表测试表棒引起运放引脚间互相短路，造成运放损坏。
测量：
=£=6.25
hCASUReCHI男坡ISWmvbeRMS
CMlRMS!
2»nV'CHI
前宜级仿貞•电路
图3前置级仿真电路静态工作状态
图4前置级仿貞•波形
图5前置级仿真波特图
4.音调控制电路
音调控制放大器的作用是实现对低音和高音的提升和衰减，以弥补扬声器等因素造成的频率响应不
足。
常用的音调控制电路有三种形式：
1•衰减式RC音调控制电路，其调节范围宽，但容易产生失真；2.反馈型音调控制电路，其调节范囤小一些，失真小，应用较广：
3•混合式音调控制电路，其电路复杂，多用于高级收录机。
本实验音调控制电路采用由阻容网络组成的RC型负反馈音调控制电路。
它是通过不同的负反馈网络和输入网络造成放大器闭环放大倍数随信号频率不同而改变，从而达到对音调的控制。
由集成运算放大器和RC网络组成的有源滤波器的特点：
不用电感组件，不易受电磁干扰，体积小，重量轻，成本低。
滤波器的调谐变得方便，有时甚至只要调节一个电阻就可以达到调谐的目的。
使有源滤波器能够提供一泄的信号增益。
受运放的带宽限制，使这种有源滤波器只能在不太高的频段内工作。
1.测量音调控制电路的静态工作点；
2.在下列条件下测试音调控制电路的电压增益；
音调控制电位器置中心位置输入信号频率为1kHz的正弦波
用示波器观察输入与输出波形用亳伏表测量输入与输出电压
3.高低音控制特性的测试，计算音调控制范围20igB（即201gA.）<>
a低频段f=100Hz时的音调控制特性。
音调RP1调肖至最左，用亳伏表测量输入与输出电压音调RP1至调肖最右，用亳伏表测量输入与输出电压b高频段f=10KHz时的音调控制特性。
音调RP2调肖至最左，用亳伏表测量输入与输出电压音调RP2至调肖最右，用亳伏表测量输入与输岀电压音调控制特性调试方法
中频特性（f=lkHz）
将Rpi、02电位器旋至中间位巻，输入信号幅度（f=lkHz）,输出电压为最大输出电压的10%左右。
并保持Vi不变，测出Vo,算出中频（f=lkHz）时的电压放大倍数A\“
低频特性（f=100Hz）
使电位器Rpi旋至二个极端位KA和B,依次测出Ava和Avb,测出Voa和Vob,计算岀用分贝表示的净提升量和净衰减量。
即201£皿和2012—。
高频特性（f=10kHz）°Av°Av
使电位濡Rp2旋至二个极端位置C和D,依次测岀Aw和A\d测出Vx和Voi”计算出用分贝表示
图6音调控制电路中频特性图形
RpiZM*SET・Q5
V.
R12
」
D2
—
:
Cn二
C12
DlN40n^_'?
g
10«
:
:
C13：
10DJ
:
C14呗3
D，2
亿5YO：
<
^Wv——T
120&
*81K*K7
图7音调控制仿真电路中频
图8音调控制仿真电路中频静态工作点
□V（R«：
1|
图9音调控制电路中频仿真波形
图10音训控制电路中频波特图
低频特性：
=8.oor=>4
=—=3.28,反向=20lg——=10.32
图11低频波形图像1
K=2.44K,V=728莎=>儿=£=0・298,反向=>20lgA=-10.50
图12低频波形图像2
图13音训控制电路低频波特图
高频特性：
匕=2.52T,匕=72QmV=>儿=仝=3・5,反向=>20lg土=10.88匕4.0
图14高频波形图像1
匕=2c52r,匚=10.8卩=>心=丄=0.233,反向=>20lg土=-12.64匕4-0
QTrig
IGS/s
MPw;（1000$
MEASURECHI时e252VCH2”值720mV
CHIRMS852mv
CM2AMS212mV
CHI免
WZ-744mV100000W?
6-Jrn-M10C37
20
图16音调控制电路髙频波特图
:
5.功率放大级电路
\对于功率放大器，除了要求输出功率满足指标外，还要求效率高，非线性失真小、输入与音调控制放
j大器与输出与音箱负载匹配等，否则将会影响放音效果。
$通用的集成功率放大器有OTL和OCL两种电路结构形式。
为提高效率，一般工作于接近乙类。
由于
OTL电路可用单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL功放的优点装是输岀与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。
本次实验采用TDA2030A集成功放连成OCL电路输出形式。
订特别提示：
引脚3与散热接触而是连通的，散热器不要碰到地线或电源线，否则有可能导致芯片损坏。
D1D2：
输岀电压限幅二极管，防止输岀电压过大：
线R4C7：
输岀端校正网络，可避免自激和感性负载产生的过电压；
C5C6：
电源低频滤波电容；
C3C4：
电源高频滤波电容。
i功率放大级电路调试
：
1.测量功放电路的静态工作点：
:
2.测量功放电路的电压增益
：
输入lkHZ正弦波,用示波器监视输入与输岀波形，用亳伏表测量输入与输出电压，计算其放大
：
倍数每=1+竺。
:
1-R9
j3•测量功放级最大不失真输岀和最大功率（带载）
$调节输入幅度，测出带8欧负载最大不失真输岀及放大倍数
:
TJ1
:
测量并计算输出功率巾=计
i计算最大输出功率和此时的效華〃=?
X1OO%
:
Pe
\测豊
:
准备-TDA2030A功率放大器检测
引脚
1
2
3
4
5
指示
红表笔接3脚
0.723
0.695
0
0.564
0.599
黑表笔接3脚
oo
OO
0
1.612
1.315
CH1幔鳴值640mV-CH2
1W
CH1RMS21W冠一RMS溯
CH1
J
——彳“
nR
=1・07W,〃=丄x100%=—=6.27%Pe丝
冰L
图17功率放大器波形图像
Rl=8.4Q,V.=92加匕匕=3.0V
VU‘
=>£=丄=32.61,匕=丄
V-Rl
仿真：
C11
100j
C13100j
——g
120Cl2lOn
C14
呗3
A12
D3
Dl«4007^
V1
齐~i5V&
V2
120
图18功率放大器仿真电路
QV.
/
u
2D0vV・
•
、
100»V
图20功率放大器仿真图像波形
图21功率放大器仿真电路波特图
6.整机电路
1.在下列条件下测试前置级、音调控制级、功率放大级的电压增益和整机增益，并将结果记入表中。
a）音量电位器Rm置于最大位置。
b）音调控制电位器宜中心位置。
c）扩音机的输出在额左输出功率以内，并保证输岀波形不产生失真。
d）输入信号频率为lKHz的正弦波。
整机测量：
前置级
音调控制级
功率放大级
整机
Vil
3mV
Vi2
17mV
Vi3
17mV
Vi
3mV
17mV
17mV
反向
人3
0.53V
Vo
0.53V
Avi
5.67
A\2
1
AV3
31.18
Av
176.67
仿真:
M
va—L
iMCiiCt2
IOn
cncm
+0
8M4C07]
37y"i£M:
rfcsrVet
图25整机仿貞•电路
图26整机仿真电路静态工作点
1DO«V
□VC/11:
•!
□V（VoJ|
H—f-f—
十
^4—H-
-f—i-f—
H=H=
」LI
H=t=W
H=h=
m=n
=H=t
f=H=^=
=H=I=
Oxo.«
□V（RL：
2|
fraD.
IvxO.C
nnO.l
ra*l.C
<11l.«
?
MX.d
Ira1.4
■*i.i
■X2.C«u
图27整机电路仿真波形
图28整机电路波特图
71M
图29整机电路负载RL分析波形
2.测量各项指标。
a）最大不失真输出电压"Bmax（或Popp）
b）输入灵敏度Umax
c）最大输出功率/b
在测这三项内容时，可一次测得相关数据，经计算后得岀各指标。
具体做法是在输出端加接额泄负载（4Q功率电阻），逐渐增大输入信号，用示波器同时观察输入、输出信号，当输出波形刚好不出现失真时,用交流亳伏表测出输入和输岀电压。
此时的输入电压就是最大输入灵敏度Vimax（VimaMlOOmT）:
输出电压就是最大不失真输出电压Vomaxa2
同时可得最大输岀功率Po=^~
d）噪声电压除RL
除去输入信号并且将扩音机电路输入端对地短路，此时测得的输出电压有效值即为Vxo
e）整机电路的频率响应
在髙低音不提升、不衰减时（即将音调电位器RP1和RP2放在中心位置），保持输入信号幅度不变，并且改变输入信号Vi的频率。
随着频率的改变，测出当输出电压下降到中频（£lkHz）输出电压Vo的0.707倍时，所对应的频率无和行。
一般要求频带不小于50Hz〜20KHz.
f）整机髙低音控制特性
先将氐、氐电位器旋至中间位宜，减小输入信号幅度（f二lKHz）,使输出电压为最大输岀电压的10%左右。
并保持Vi不变，测出Vo,计算中频（WlkHz）时的Av。
g）f二100Hz时的音调控制特性
在使电位器氐族至二个极端位巻A和B,依次测岀爲和爲（即测出％和VQ,并由此il•算岀净提升量和净衰减戢，用分贝表示。
即201g仝和201g仝。
AvAv
h）f=10kHz时的音调控制特性
在使电位器氐旋至二个极端位宜C和D,依次测岀鼠和入,即测出V*和VJ,并由此讣算岀净提升量和净衰减量，用分贝表示。
即201g竺和201g^。
AvAv
i）听音实验
将信号送入扩音机电路，输出接喇叭。
音量电位器RP3从0逐步增加，再合适的音疑下，逐一改变音调电位器和Rg，试听喇叭发音情况，直至最佳状态。
测量：
2-不带负载：
Vrmax=85,nV,V,max=14.6V
V2
带负载：
=匕m^=3.6V,£,=〒=1.54W
kl
d.噪声电压：
V,=1.32加'
c・切=ll//z,fH=23.09比
匸V
f・V.=5mVyo=0.8V4=-^=160
i
aV
A匕=5叱匕=2・眇=>人,=寸=560
V
必=5mVyo=0.22V=>人・=丄=44
h・V；=5mVSo=3.0V=>/\.=12=600=>201g—=11.48
KAo
VA
V；=5wV,V=180wV=>人，=亠=36=>20lg—=-12.96
%Ao
i・试音
7.小结与思考
焊接和制作音响驱动电路让我认识到模电理论课程学习的实用之处，模电课程学习显得抽象，难以理解，很多元器件的特性并不容易掌握，在实验中通过具体的应用，我了解了运放的工作原理和扩音机电路的原理并借此推导出它的很多功能，利用示波器调试各个部分和整机电路的性能，检查电路的错焊漏焊以及元器件引起的问题。
除了电路的设计，人工电路板成型的全部流程在这两次实验课中都有体现。
我认为做出可以使用的电路板就是成功，而我在布线方而别有心得，所以在布线方而整齐好看。
作为实际参与具体电路制作的第一次实验，它打开了我的思路，增强了实践能力，也考验了我对较长较难的实验把握能力，总计十几个小时的实验既是对毅力耐心的考査，也是对细心程度的检验，这份实验报告是对着十几个小时的总结，可惜的是没有更多的具体参数来衡量电路板音质的效果，希望可以有一份对电路板音质效果的综介报告而不是仅凭人耳大致判断。
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