實(shí)驗(yàn)5音頻放大器.doc

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1、東南大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)報告課程名稱：電路與電子線路實(shí)驗(yàn)II第5次實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱：音頻放大器設(shè)計院（系）：吳院專業(yè)：信息姓名：學(xué)號：實(shí)驗(yàn)室:金智樓502實(shí)驗(yàn)組別：3同組人員：實(shí)驗(yàn)時間：2013年6月9日評定成績：審閱教師：實(shí)驗(yàn)五音響放大器設(shè)計【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】設(shè)計一個音響放大器，性能指標(biāo)要求為：功能要求話筒擴(kuò)音、音量控制、混音功能、音調(diào)可調(diào)(選作)額定功率≥0.5W(失真度THD≤10%)負(fù)載阻抗10Ω頻率響應(yīng)fL≤50HzfH≥20kHz輸入阻抗≥20kΩ話音輸入靈敏度≤5mV音調(diào)控制特性(擴(kuò)展)1kHz處增益為0dB，125Hz和8kHz處有±12dB的

2、調(diào)節(jié)范圍1.基本要求功能要求話筒擴(kuò)音、音量控制、混音功能額定功率≥0.5W(失真度THD≤10%)負(fù)載阻抗10Ω頻率響應(yīng)fL≤50HzfH≥20kHz輸入阻抗≥20kΩ話音輸入靈敏度≤5mV2.提高要求音調(diào)控制特性1kHz處增益為0dB，125Hz和8kHz處有±12dB的調(diào)節(jié)范圍。3.發(fā)揮部分可自行設(shè)計實(shí)現(xiàn)一些附加功能【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.了解實(shí)驗(yàn)過程：學(xué)習(xí)、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)、分析、總結(jié)。2.系統(tǒng)、綜合地應(yīng)用已學(xué)到的模擬電路、數(shù)字電路的知識，在單元電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，利用multisim軟件工具設(shè)計出具有一定工程意義和實(shí)用價值的電子電路。3.通過設(shè)計、調(diào)試等環(huán)節(jié)，增

3、強(qiáng)獨(dú)立分析與解決問題的能力?！緢蟾嬉蟆?.實(shí)驗(yàn)要求：(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、技術(shù)指標(biāo)及實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，自選方案設(shè)計出原理圖，分析工作原理，計算元件參數(shù)。①總體方案l方案設(shè)計音響放大器主要由話音放大器、混合前置放大器、音調(diào)控制器和功率放大器四部分組成。l增益分配設(shè)計時先確定整機(jī)電路的級數(shù)，再根據(jù)各級的功能及級數(shù)指標(biāo)要求分配各級電壓增益，然后分別計算各級電路的參數(shù)，通常從功放級開始向前級逐級計算。本題需要設(shè)計的電路為話音放大器、混合前置放大器、音調(diào)控制器和功率放大器。a.音響放大器參數(shù)：輸出功率：0.5W負(fù)載：8Ω對應(yīng)輸出電壓：LineIn：設(shè)為100mV（可

4、以用電位器衰減）放大倍數(shù)分配可如下圖所示：①單元電路設(shè)計l話音放大器話放增益一般為5~10倍左右，可采用同相放大器實(shí)現(xiàn)。由于話筒的輸出信號一般只有5mV左右，而輸出阻抗達(dá)到20k。(亦有低輸出阻抗的話筒如20Ω、200Ω等)，所以話音放大器的作用是不失真地放大聲音信號(最高頻率達(dá)到10kHz)。其輸入阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于話筒的輸出阻抗。語音放大器可采用集成運(yùn)放組成的同相放大器構(gòu)成，具體電路下圖所示：圖中，話音放大器的增益為：所以，為達(dá)到10倍的電壓增益，Rf/R1應(yīng)取到9，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室所有電阻可取R1為3K，那么Rf即可用22K和5K的電阻串聯(lián)為27K電阻，或者用

5、100K電位計，電位計占位較大搭建實(shí)際電路不方便，所以選擇電阻串聯(lián)為宜。為了不讓高頻干擾信號通過電路，可利用電容通高頻阻低頻特性，在輸入端串接電容，抗干擾用，吸收干擾信號，讓高頻干擾基本不進(jìn)入運(yùn)放，計算的時候電容不參與運(yùn)算。l混合前置放大器混合前置放大器的作用是將放大后的話音信號與LineIn（輸出MP3作為背景音樂信號源）信號混合放大，起到了混音的功能。可采用反相加法器實(shí)現(xiàn)，具體電路下圖所示：從圖中可以看出，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為：式中，Vi1為話筒放大器的輸出信號，Vi2為放音機(jī)的輸出信號。另外，圖中的是平衡電阻，大小為////。為使混合前置

6、放大器電壓增益為4，則要求Rf/R1=4，同時R1=R2，所以可以選擇Rf=40K可用100K電位計實(shí)現(xiàn)，那么R1=R2=10K。加電容用以隔斷直流電，讓交流電或脈動信號通過，使相信的放大器直流工作點(diǎn)互不影響，耦合電容C1、C2采用10μF的極性電容。l音調(diào)控制器音調(diào)控制電路主要有三種：（1）衰減式RC音調(diào)控制電路，其調(diào)節(jié)范圍較寬，但容易產(chǎn)生失真；（2）反饋型電路，其調(diào)節(jié)范圍小一些，但失真??；（3）混合式音調(diào)控制電路，其電路較復(fù)雜，多用于高級收錄機(jī)中。為了使電路簡單、信號失真小，我們采用反饋型音調(diào)控制電路，其電路的原理圖如圖所示：圖中，Z1和Zf是由RC

7、組成的網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)榧蛇\(yùn)放A的開環(huán)增益很大，所以：當(dāng)信號頻率不同時，Z1和Zf的阻抗值也不統(tǒng)，所以隨頻率的變化而變化。假設(shè)Z1和Zf包含的RC元件不同，可以組成四種不同形式的電路，如下圖所示：在圖（a）中，可以得到低音提升；在圖（b）中，可以得到高音提升；在圖（c）中，可以得到高音衰減；在圖（d）中，可以得到低音衰減；如果將上圖所示的四種電路形式組合在一起，得到反饋型音調(diào)控制電路，如下圖所示：根據(jù)音響放大器的設(shè)計技術(shù)指標(biāo)，要使頻率響應(yīng)fL≤50Hz，fH≥20kHz，1kHz處增益為0dB，125Hz和8kHz處有±12dB的調(diào)節(jié)范圍，現(xiàn)取PR1=10K，

8、根據(jù)公式：可以求得C2+C1=130nF，那么可取兩個標(biāo)稱電容22nF和100n