音响放大器设计.docx

1、音响放大器设计东南大学电工电子实验中心实 验 报 告课程名称： 电子电路实践 第 五 次实验实验名称： 音响放大器设计 院 （系）： 吴健雄学院 专 业：电类强化班 姓 名： 杨 阳 学 号： 61011108 实 验 室: 101 实验组别： 同组人员： 实验时间：2013 年 6月 2 日 评定成绩： 审阅教师： 实验五 音响放大器设计【实验内容】设计一个音响放大器，性能指标要求为：功能要求 话筒扩音、音量控制、混音功能、音调可调(选作)额定功率 0.5W(失真度THD10%)负载阻抗 10频率响应 fL50Hz fH20kHz输入阻抗 20k话音输入灵敏度 5mV音调控制特性(扩展) 1

2、kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有12dB的调节范围1. 基本要求功能要求 话筒扩音、音量控制、混音功能额定功率 0.5W(失真度THD10%)负载阻抗 10频率响应 fL50Hz fH20kHz输入阻抗 20k话音输入灵敏度 5mV2. 提高要求音调控制特性 1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有12dB的调节范围。3. 发挥部分可自行设计实现一些附加功能【实验目的】1. 了解实验过程：学习、设计、实现、分析、总结。2. 系统、综合地应用已学到的模拟电路、数字电路的知识，在单元电路设计的基础上，利用multisim软件工具设计出具有一定工程意义和实用价值的电子电路。3.

3、 通过设计、调试等环节，增强独立分析与解决问题的能力。【报告要求】1. 实验要求：(1) 根据实验内容、技术指标及实验室现有条件，自选方案设计出原理图，分析工作原理，计算元件参数。音响放大器电路包含4个模块：话音放大器、混合前置放大器、音调控制器及功率放大器。电路设计框图如下：话音放大器：由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20k。所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到20kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。此处采用比例放大电路实现此功能。反相比例放大器的输入阻抗为输入端电阻和反馈电阻的并联，一般在几k到几十k，而同相比例放大器的输入阻抗为放大器本身阻

4、抗，非常大，一般在几M到几百M。因此采用同相比例放大器。话筒接入后可能会啸叫，这一般是话筒外壳接地不善引起的。在话筒输入和地直接接一47uF电容，啸叫基本消除。放大倍数Au=1+R5/R3,可根据实际情况改变増益。 混合前置放大器： 混合前置放大器的作用是将放大后的话音信号与Line In信号混合放大，起到混音的功能。这里用可调増益的比例加法电路实现。 改变电位器R1、R2可实现对増益的调节。音调控制器： 音响放大器的主要特性体现在音调控制电路上，这也是其与通用放大器的区别。音调控制主要是控制预调音响放大器的幅频特性。由于音调控制电路只对低音频与高音频的增益进行提升或衰减，因此，音调控制电路可

5、由低通滤波器与高通滤波器组成。图中R3为低音控制电位器，向左调为低音提升，向右调低音衰减。R6为高音控制电位器，其滑动端向左调为高音提升，向右调为高音衰减。高音、低音控制电位器R6与R3均置中端，则音调电路的增益为0dB。功率放大器：功率放大器给音响放大器的负载提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能的大，输出信号的线性失真尽可能的小，效率尽可能的高。功率放大器的常用形式有OTL电路和OCL电路等。有用专用集成运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有专用集成电路功率放大器。此处采用OCL功率放大器电路。(2) 利用EDA软件进行仿真，并优化设计（对仿真结果进行分析）。 1、 话音

6、放大器：输入峰峰值为10mV、1kHz信号，测量输出电压。 由上图可知输出电压峰峰值为60mV，増益Au=6，和理论值相符。（实际搭电路操作时，根据需要将第一级改为11倍的増益)2、混合前置放大器：无论单独从哪个通道输入，改变该通道的滑动变阻器，都会得到不同増益的放大。4、音调控制级 （i）f=1kHz，Ui=100mV 输出Uo=100mV，放大倍数为1，增益为0dB，符合要求（ii）f=125HZ，Ui=100mV保持高频电位器为50%，调节低频电位器： 右调到底，信号提升：U0=600mV，放大倍数为6，増益为15.56dB，满足要求。左调到底，信号衰减：U0=15mV,放大倍数为0.1

7、5，増益为-16.5，符合要求。（iii）f=8kHz，Ui=100mV保持低频电位器为50%，调节高频电位器： 右调到底，信号提升：U0=600mV，放大倍数为6，増益为15.56dB，满足要求。左调到底，信号衰减：U0=15mV,放大倍数为0.15，増益为-16.5，符合要求。5、功率放大器f=1kHz，Ui=100mV，Uo=2.6VAu=26，通过调节电位器可以实现增益的调节。(3) 实际搭试所设计电路，使之达到设计要求（实物图要有图片）。 (验完后拆了一部分器件借给了别人）(4) 按照设计要求对调试好的硬件电路进行测试，记录测试波形及数据，分析电路性能指标。1 额定功率： 最大不失真

8、输出电压Uo=3.48V，额定功率，说明设计合理。2 频率响应：中频区：Ui=5mV，Uo=2.84V。 测量下限截止频率：保持输入Ui=5mv，降低输入的频率，使得Uo=0.707*2.84=2.01V 测得的下限频率为33Hz，小于50Hz，符合要求。 测量上限截止频率：保持输入Ui=5mv，提高输入的频率，使得Uo=0.707*2.84=2.01V 测得的下限频率为27kHz，大于20kHz，符合要求。3 输入阻抗：在电源输出端串接一个50K的电阻作为Rs,测得Us=7.5mV,Ui=5mV，则输入阻抗为100k，大于20k，符合要求。4 输入灵敏度：将音调控制器的两个电位器调节到中间位

9、置，音量控制电位器调到最大值，使Ui从零开始逐渐增大，直到Uo达到额定功率值时所对应的输入电压值即为输入灵敏度。 测得输入灵敏度约为4V。5 噪声电压：音响放大器的输入为零时，输出负载RL上的电压称为噪声电压测量方法：将音调控制器的两个电位器调节到中间位置，音量控制电位器调到最大值，输入端对地短路，用示波器观测输出负载RL端的电压波形，用交流毫伏表测量其有效值。 通过交流毫伏表测得有效值为9mV6 整机效率： 在输出额定功率的情况下，将电流表串入VCC支路中，测得总电流I=0.5A，又Vcc=8V。故=1.51/(0.5*8)=37.75%.7 谐波失真度：未测量。8 音调控制特性（扩展）：

10、输入Ui=100mV1、当频率为1kHz时：Uo=100mV，Au=20log（100/100）=0db 2、当频率为125Hz时： A、缩小时 Uo=54.5mV，Au=20log（54.8/200）=-11.29db B、放大时 Uo=826mV，Au=20log（826/200）=12.32db分析：低频段增益的调节范围为-11.2912.32db，基本满足要求。3、当频率为8kHz时： A、缩小时 Uo=47.9mV，Au=20log（47.9/200）=-12.41db B、放大时 Uo=826mV，Au=20log（826/200）=12.32db 分析：低频段增益的调节范围为-12.4112.32db，基本满足要求。（5）整机信号试听效果， 1 话音扩音：可以清晰地从音响中听到听到对着话筒说话的声音，而且音量大小可调节。2 Mp3音乐试听： 改变音量，经过电路被放大的音乐都清晰无杂音。3 混音功能： 混音之后，可以清楚的听到播放的音乐，但是对着话筒说话时略有杂音。4 音调控制（提高）： 对于高音部分，调节时，可以清楚地听见声音变得更加尖锐，而对于低音部分，则效果不是特别明显，所以最后验收时是看的波形。