[优秀毕业论文]具有音调控制的音频放大器的设计

1、本科毕业设计（论文） 毕毕业业设设计计（论论文文） 题题 目目 具有音调控制的音频放大器的设计具有音调控制的音频放大器的设计 专专 业业 班班 号号 学学 生生 姓姓 名名 指指 导导 教教 师师 答答 辩辩 日日 期期 本科毕业设计（论文） i 毕业设计（论文）评语毕业设计（论文）评语 姓名： 学号： 专业： 毕业设计（论文）题目： 工作起止日期： 年 月 日起 年 月 日止 指导教师对毕业设计（论文）进行情况，完成质量及评分意见： _ _ _ _ _ _ 指导教师签字： 指导教师职称： 评阅人评阅意见： _ _ _ _ _ _ _ 评阅教师签字：_ 评阅教师职称：_ 本科毕业设计（论文）

2、ii 答辩委员会评语： _ _ _ _ _ _ 根据毕业设计（论文）的材料和学生的答辩情况答辩委员会作出如下评定： 学生 毕业设计（论文）答辩成绩评定为： 对毕业设计（论文）的特殊评语： _ _ _ _ _ _ 答辩委员会主任（签字）： 职称：_ 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员（签字）：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 年 月 日 本科毕业设计（论文） iii 摘 要 本文首先对功率放大器的课题背景作简要的说明，随后对功率 放大器的一些基础知识进行介绍。此外，相应的介绍低频功率放大 器的各单元电路前置放大、音调控制电路、音量控制电路和功率 放大部分的组成与工作原理，详

3、细叙述了音量控制电路部分。 通过分析低频功率放大电路,对功率放大器进行深刻的阐述。功 放电路为本机的主放大器,它的输出波形容易受前置级的影响，在调 试部分对功率放大器出现的干扰、自激振荡现象等做了细致的分析。 关关键词键词 低频功率放大器、前置放大、音调控制、音量控制电路 本科毕业设计（论文） iv abstract in this paper, the background of the subject pa to make a brief statement, followed by some basic knowledge of the power amplifier are intro

4、duced. in addition, the corresponding introduction of low-frequency power amplifier circuit in each unit - pre-amplification, tone control circuit, the volume control circuit and power amplification part of the composition and working principle described in detail some of the volume control circuit.

5、 by analyzing the low-frequency power amplifier circuit of the power amplifier in-depth elaboration. amplifier circuit main amplifier-based machine, and its output waveform vulnerable to the impact of pre-level, in the commissioning of the power amplifier part of the emerging interference, self-osci

6、llation phenomena have done a detailed analysis. key word low frequency power amplifier；pre-amplification；tonality control circuit；volume control circuit 本科毕业设计（论文） v 目目 录录 摘摘 要要.i abstractabstract .ii 第第 1 1 章章 绪绪 论论 .1 1.1 课题背景.1 1.2 选题的目的.1 1.3 选题的意义.1 1.4 本课题主要研究内容.2 第第 2 2 章章 功率放大器电路分析功率放大器电路分析

7、 .3 2.1 功率放大器的基础知识.3 2.1.1 功率放大器的作用.3 2.1.2 功率放大器的电路组成.4 2.1.3 信号源和负载.4 2.1.4 功率放大器的种类.5 2.3 功率放大器的性能指标.6 2.3.1 失真度.6 2.3.2 频率响应.6 2.3.3 输出功率.7 2.3.4 输入电压.7 2.3.5 音调控制范围.8 2.3.6 信噪比.8 第第 3 3 章章 整机电路的设计整机电路的设计 .9 3.1 整机电路的组成.9 3.2 技术要求.9 3.3 电路说明.9 3.4 单元电路的设计与分析.10 3.4.1 前置放大器.10 本科毕业设计（论文） vi 3.4.2

8、 音调控制电路.11 3.4.3 音量控制电路.12 3.4.4 功率放大电路.12 第第 4 4 章章 低频功率放大器的安装与调试低频功率放大器的安装与调试 .16 4.1 电路安装与调试技术.16 4.1.1 合理布局、分级装调.16 4.1.2 调试技术.16 4.2 电路的调试.17 4.2.1 抑制干扰、噪声和消除自激振荡.17 4.2.2 前置放大器输入、输出电压的测量.20 4.2.3 功率放大器的功率计算.20 总总 结结 .22 致致 谢谢 .23 参考文献参考文献 .24 附附 录录 1 1 .25 附附 录录 2 2 .26 本科毕业设计（论文） 0 第 1 章 绪 论

9、1.1 课题背景 功率放大器是音响装置的核心部分，无论是调谐器输出的信号， 还是话筒、录音机、电唱机输出的信号，都必须经过功率放大器放 大以后才能推动音箱发出声音。 功率放大器原来只是以分立元件的形式组成电路，近年来，随 着科学技术的普及和文化水平的提高，功率放大器也有集成化产品， 并在体育馆、影剧场、歌舞厅、家庭中的 hi-fi 音乐欣赏、av 系统 放音、卡拉 ok 等场合得到广泛应用。 功率放大器是将音频电压信号放大到一定的功率并驱动扬声 器发声的一种设备。功率放大器在扩声中起着极其重要的作用，如 果没有功率放大器扬声器就不能扩声。 1.2 选题的目的 通过对低频功率放大电路的剖析，对功

10、率放大器的工作原理有 较深入的了解。在讲解低频功率放大电路的原理中，结合介绍了常 见的电子电路，如前置放大电路、音调控制电路、音量控制电路等。 掌握这些电路的特点，能为进一步学习电子技术打下一定的基础。 1.3 选题的意义 随着时代的前进，人们对扬声设备的要求越来越高，这些要求 不断推动新器件新电路的开发，并促进整个电声技术的发展，尽可 能采用最新技术并与现代化技术结合起来，才能使得扬声设备不断 发展和完善，才能有广泛的应用前景，才能在更多领域中发挥越来 越大的作用。但是设计采用的是独立元件，对于锻炼个人的动手能 力和综合分析问题、解决问题的能力大有裨益。 本科毕业设计（论文） 1 1.4 本

11、课题主要研究内容 本文首先对功率放大器的基础知识进行了详细说明，然后详细 分析了低频功率放大器的工作原理，各组成部分的作用，最后介绍 了低频功率放大器在安装调试中遇到的现象以及其对应的解决方 案，这对扬声设备的修理大有益处。 本科毕业设计（论文） 2 第 2 章 功率放大器电路分析 2.1 功率放大器的基础知识 2.1.1 功率放大器的作用 人在讲话的时候声音的强度是很有限的，如果在一个有成千上 万人的会场中，要使每一个人都能清楚地听到是不可能的。利用功 率放大器，人只要对着话筒讲话，经过功率放大器放大，再从扬声器 中发出很强的声音，就可以使全会场的人都听到。 人讲话的声音通过话筒变成了微弱的

12、电信号，这一信号的电压 大小同声音的强弱成正比，它的频率同声音的频率相同，这种电信 号叫做音频信号。话筒得到的音频信号，电压只有几毫伏，功率放 大器把这个微弱的音频信号放大，从功率放大器输出端可以输出功 率达几瓦到几十瓦，以推动扬声器发出声音。 在这一过程中，功率放大器的作用只是把音频电信号进行放大， 所以功率放大器也就是音频放大器。话筒能把声音变成电信号；扬 声器能把电信号变成声音。我们把这类元件叫做电声元件。功率放 大器必须同电声元件配合使用，才能发挥出它的作用。 功率放大电路（简称功率放大器）通常位于多级放大电路的最后 一级，其任务是将前级电路放大后的电压信号再进行功率放大，以 足够的输

13、出功率推动执行机构工作，如扬声器发声、电动机旋转、 继电器动作、仪表指针偏转等。 功率放大电路与电压放大电路都属于能量转换电路，它们是将 直流电源提供直流功率转换成被放大信号的交流功率，从而起到功 率和电压放大的作用。但由于在多级放大电路中所处的位置不同， 它们各自的功能是不同的：处于前置级的电压放大电路的任务是将 输入的微弱信号识别出来并加以有效的放大，大多工作在低电压、 小电流、低噪声的条件下，研究的主要指标是电压放大倍数、输入 电阻、输出电阻、信噪比、频率特性等，它们工作时，本身消耗的功 本科毕业设计（论文） 3 率不大，向下一级输出的主要是电压信号，输出功率不大，故效率 问题可以不必考

14、虑。功率放大电路除了对信号的电压进行足够的电 压放大外，还要求对信号进行足够的电流放大，从而有足够的有用 功率输出。 2.1.2 功率放大器的电路组成 功率放大电路由前置放大器、功率放大器、以及电源部分组成。 如图 2-1 所示。功率放大器的前置放大器主要作用是电压放大，这 部分包括音调控制，音量控制等电路。功率放大器也叫主放大器， 它可以把几十毫伏的信号电压放大到要求的功率。电源部分的作用 是把 220v 交流电变成低压直流电，供给各级放大电路使用。 2.1.3 信号源和负载 能给功率放大器输入音频信号的装置叫做信号源。话筒也是一 种信号源。录音机、电唱机、收音机等也都是信号源。 各种信号源

15、的输出信号电压是不同的。常用的动圈话筒的输出 电压约等于几毫伏；录音机的线路输出电压约 100200mv，录音机 的外接扬声器插口输出电压在 1v 以上；电磁头输出电压在 1mv 左 右；收音机检波器输出电压约 30100 mv。 功率放大器的输入电阻是从功率放大器输入端看上去的等效电 阻。功率放大器的输入电阻比较高的时候，各种信号源的输出信号 都能送到功率放大器中。如果功率放大器的输入阻抗不够高由于分 压作用，使高输出信号受到很大衰减，输入到功率放大器中的信号 就很小。 在调整功率放大器时，常用电阻代替扬声器做负载，负载电阻的 额定功率应大于或等于功率放大器的额定输出功率。 本科毕业设计（论

16、文） 4 音调控制电路 前置放大器 音量控制电路 功率放大器 电源 信 号 源 图 2-1 功率放大器整机方框图 2.1.4 功率放大器的种类 功率放大器简称功放，它可以说是各类音响器材中最大的一个 家族了，其品牌、型号之多，实在举不胜举。虽然都称为功放，,但以 其主要用途来说,功放可以分为两个主要类别,这就是专用功放与民 用功放。 在体育馆场、影剧场、歌舞厅、会议厅、公共场所扩声,以及录音 监听等处所使用的功放,一般说在其技术参数上往往会有一些独特 的要求,这类功放通常称之为专用功放或是专业功放。 而用于家庭的 hi-fi 音乐欣赏,av 系统放音,以及卡拉 ok 娱乐 的功放,通常我们称为

17、民用功放或是家用功放。 专用功放与民用功放尽管在一些特性参数上有所差别,但也很难 说有一条泾渭分明的界线,比如用于音乐录音监听的功放很可能就 是一台可用于家庭 hi-fi 甚至是 hi-end 功放。hi-fi 功放与 av 功 放是目前家用功放中的两个主要类别。hi-fi 功放用于欣赏音乐,使 用者追求的是尽可能的“原汁原味”。而 av 功放的使用者追求的是 与画面相配合的“现场”效 果,甚至是夸张了的“现场”效果。这两类 功放不太好直接比较孰优孰劣。 本科毕业设计（论文） 5 晶体管功放和电子管功放并不存在着优劣的差异,只不过应用 的器件不同(一是晶体管,一是电子管),相对来说,电子管功放

18、的工作 电压较高,但工作电流比较小,而晶体管功放的工作电压较低,工作电 流都比较大。 2.3 功率放大器的性能指标 功率放大器的性能的优劣是通过功率放大器的性能指标来反 映的。因此，必须了解功率放大器的指标意义。下面介绍功率放大 器的主要性能指标。 2.3.1 失真度 通过功率放大器放大，输出信号应该同输入信号内容完全相同， 只是幅度（电压）不同而已。也就是说，功率放大器推动扬声器发出 的声音应同讲话人的声音完全一样，只是音量大小不同而已。事实 上，通过扬声器放出的声音同讲话人的声音多少会有一些区别。质 量低劣的功率放大器发出的声音甚至同讲话人的声音相差很远，有 时还产生闷塞、沙哑的声音。我们

19、把功率放大器输出信号同输入信 号不同，产生畸变的这种现象叫做失真。 为了定量的表示失真的大小，我们把输出信号各次谐波电压有 效值的总和同基次波电压有效值的比，用百分数表示，叫做功率放 大器的谐波失真，或失真度。它可以通过失真度测量仪直接测量出 来，一般功率放大器的失真度在 7%以下，高传真功率放大器的失真 度在 1%以下。10%以上的失真人耳可以分辨出来。 2.3.2 频率响应 我们知道不同乐器或不同的人发出的声音都不是由单一频率信 号组成的，而是由各种频率成分构成的频谱所组成的。一个乐队既 有发声频率较低的乐器，又有发声频率较高的乐器，演奏起来占有 很宽的频谱，听起来是十分悦耳的。这一频谱范

20、围可以接近整个音 频范围，即 20hz20khz。如果用功率放大器来放音，那就要求功 本科毕业设计（论文） 6 率放大器对每一频率成份的信号都具有相同的放大倍数。这时听起 来才同真正乐队的演奏具有同样效果。如果高音频的放大倍数小了， 听起来就会感到声音发闷，含混不清；如果低音频的放大倍数小了， 听起来就显得单调，缺乏浑厚的感觉。 我们用频率响应（简称频响）这个指标来衡量功率放大器对不同 信号放大倍数的均匀程度。当然我们希望功率放大器对整个音频信 号的放大倍数完全相同。事实上，由于晶体管高频特性、耦合电容 等的影响，功率放大器只对一般频率的音频信号的放大倍数才是相 同的，对频率很低或很高信号的放

21、大倍数都会减小。一般功率放大 器的频率响应在 100hz10khz 加减 2db 范围内，高传真功率放大 器的频率响应可以达到 20hz20khz 加减 1db。 2.3.3 输出功率 功率放大器的输出功率是指功率放大器输出到电阻负载上的电 功率。输出功率是通过测量在规定负载上的电压数值计算出来的， 设负载电阻是 r（欧），输出电压是 u（伏），输出最大功率为 pmax（瓦）见式（2-1）就得到： pmax= (2-1) l 2 2r u 式中 pmax输出的最大功率 pmax输出电压 rl负载电阻 2.3.4 输入电压 功率放大器的输入电压也叫做输入灵敏度。它是指从功率放大 器输入端输入多大

22、电压的信号，功率放大器才能输出额定功率。输 入电压越小，说明功率放大器的灵敏度越高。功率放大器输入灵敏 度并非越高越好，而是要同信号源的输出电压相适应。如果功率放 大器的输入灵敏度很高，信号源的输出电压也较高时，往往在输入 级就产生了严重的失真，即使调小音量，也得不到良好的放音效果。 本科毕业设计（论文） 7 一般来说，话筒插口的输入灵敏度应高 5mv；拾音插口灵敏度应高 于 200mv；收音的输入灵敏度在 50100mv 之间比较合适。 2.3.5 音调控制范围 有音调控制的功率放大器，能对高、低音进行提升或衰减，为 衡量提升或衰减的能力，引入了音调控制范围的概念。低音控制范 围一般指在输入

23、 100hz 信号时，低音控制电位器对这个信号输出电 压的控制范围，并用分贝表示。在输入 5khz 或 10khz 信号时高音 控制电位器对这个信号输出电压的控制范围。 2.3.6 信噪比 功率放大器接通电源，不输入信号，距离功率放大器较近的时候， 可以听到轻微的噪声。功率放大器的噪声有两类，一类是有规律的 低频哼哼声，这是交流电源引起的交流声；还有一种沙沙声，这是晶 体管本身的噪声引起的。 当有输出信号的时候，噪声就被信号掩盖了。大功率功率放大器 输出功率大，收听者一般距扬声器远一些，所以噪声大一些也影响 不大。小功率功率放大器输出功率小，收听者距扬声器较近，所以 要求噪声小。用信号噪声比（

24、简称信噪比或信杂比）来衡量功率放大 器噪声的实际效果是很有效的。 本科毕业设计（论文） 8 第 3 章 整机电路的设计 3.1 技术要求 1、额定输出功率：po=5w 2、负载阻抗（扬声器）：rl=8 3、频率响应：flfh=50hz15khz 4、输入电压：ui150mv 5、音调控制范围：1） 低音：100hz12db 2）高音：10hz12db 6、失真度：3% 3.2 整机电路的组成 整机电路由前置放大器，音调控制电路，音量控制电路，功率放 大电路四部分组成整机原理图见附录 1（附图 1-1）。 3.3 电路说明 由信号源输出频率为 50-10khz，大于等于 50mv 的交流信号，

25、经前置放大器进行 2.5 倍的放大后，由音调控制电路中的滑动变阻 器、进行音调的低频和高频控制，转折频率为 40-400hz。输 1 rw 2 rw 出信号进入音量控制电路，音量控制电路的作用是对前置放大器的 增益进行控制，将其输出信号进行衰减，其中小信号的衰减倍数小， 大信号的衰减倍数大，或者说对功率放大器的输入信号进行控制， 使其对大于 50mv 的信号能进行线性放大。其中，555 产生手动控 制音量所需的脉冲，集成模拟开关 cd4051 的 8 路输出信号控制电 阻分压网络的衰减倍数，其地址由计数器 cd4516 提供，74ls138 译码器与发光二极管组成电平（音量）指示电路。在前置级

26、与功放级 之间插入数字音量控制电路，能对输入信号进行线性放大，且音量 本科毕业设计（论文） 9 控制调节方便。最后，音量控制电路输出的信号进入功率放大器， 在功率放大部分采用将 la4102 集成功放接成 otl 形式，信号经功 放放大后由扬声器输出。 3.4 单元电路的设计与分析 3.4.1 前置放大器 在前置放大部分采用的是集成四运算放大器 lm4558，用到其中 的一个运放作为前置放大器，内部框图如图 3-1 所示。集成运算放 大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部 接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵 活地实现各种特定的函数关系如式（3-1）。

27、在线性应用方面，可组成 比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。前置放大器 的作用是将音频信号源的信号进行放大。其电路如图 3-2 所示，这 是一个反相加法器电路，输出与输入电压间的关系为： =(1+) (3-1) o u 1 r rf i u 图 3-1 lm4558 内部框图 本科毕业设计（论文） 10 图 3-2 前置放大器电路图 3.4.2 音调控制电路 音调控制电路是用运放a741 组成的衰减负反馈式电路，如图 3-3 所示。 a a7 74 41 1 图 3-3 音调控制电路图 其工作原理是：当 rw2的滑臂移向左端时，高频信号经 c4，r8送 入运放反相输入端；由运放输

28、出端反馈过来的高频信号则经 rw2衰 减后，经 c4，r8送入反相端。这时，耦合信号强，负反馈信号弱，高 本科毕业设计（论文） 11 频信号的输出增大。反之，当 rw2滑臂移向右端时，高频信号需由 rw2衰减后经 c4，r8送入运放反相端，反馈信号则直接由 c4，r8反 馈至运放反相端。这时，耦合信号弱，负反馈信号强，高频信号输出 小。 同理，rw3的滑臂移至左端时，低频输出增大，移向右端时，低 频输出减小。 3.4.3 音量控制电路 数字音量控制器的作用是对前置放大器的增益进行控制，将其 输出信号进行衰减，其中小信号的衰减倍率小，大信号的衰减倍率 大，或者说对功率放大器的输入信号进行控制，使

29、其对输入信号进 行线性放大，如图 3-4 所示。数字音量控制电路由 c1815、tip41c、1015、tip42c 等管子组成。 图 3-4 音量控制电路 3.4.4 功率放大电路 功率放大电路（简称功放）的作用是给音响放大器的负载（扬 l r 声器）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 本科毕业设计（论文） 12 大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高，功率放大器 的常见电路形式有 otl 电路和 ocl 电路。有用集成运算放大器 （简称运放）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。 在本设计中的功率放大部分采用的是将 la4102 集成功放接成

30、otl 形式的电路。la4102 引脚图如图 3-5 所示，详细的介绍了其各 个引脚的功能。 la4102 集成功率放大器的引脚功能如下： 引脚 1 输出端，直流电平应为 ec/2。 引脚 2 接地端 引脚 3 接地端（或接负电源） 引脚 4、5 为了消除振荡，应接相位补偿电容。 引脚 6 负反馈端，一般接 rc 串联网络到地，以构成电压串联 负反馈。 引脚 8 偏流端，一般不用。 引脚 7、11 空脚 引脚 9 输入端 引脚 10、12 为抑制纹波电压，应接入大的电解电容到地。 引脚 13 自举端，应接大的电容到 1 端起自举作用。 引脚 14 电源端，接电源 ec。 图 3-5 la410

31、2 引脚图 本科毕业设计（论文） 13 如图 3-6 为功率放大器的原理图，其外部元件的作用如下： 、与内部电阻组成交流负反馈支路，控制功放级的电压增 25 r 19 c 11 r 益由公式（3-6） vf a 即 =1+/ （3-6） vf a 11 r 25 r 11 r 25 r 式中控制功放级的电压增益 vf a 其中： 为集成功放内部交流负反馈电阻，=20k 11 r 11 r 为相位补偿电容。减小，带宽增加，可消除高频自激。一般 17 c 17 c 17 c 取几十皮法至几百皮法。 为 otl 电路的输出端电容，两端的充电电压等于/2，一般 16 c cc v 16 c 取耐压值远

32、大于/2 的几百微法的电容。 cc v 为反馈电容，消除自激振荡，一般取几百皮法。 18 c 18 c 为自举电容，使复合管的导通电流不随输出电压的升高而减小。 15 c 、可滤除纹波。 13 c 14 c 为电源退耦滤波，可消除低频自激。 12 c 图 3-6 功率放大电路 本科毕业设计（论文） 14 额定功率： 音响放大器输出失真度小于某一数值(如 5)时的最 大功率称为额定功率由公式（3-7）。 即 （3-7） l o o r u p 2 式中额定负载阻抗； l r (有效值) 两端的最大不失真电压。 o u l r 本科毕业设计（论文） 15 第第 4 4 章章 低频功率放大器的安装与

33、调试 4.1 电路安装与调试技术 4.1.1 合理布局、分级装调 功率放大器是一个小型电路系统，安装前要将各级进行合理布 局，一般按照电路的顺序一级一级地布局，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，否则很容易出现自激。 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、电解电容等主要零件的引脚和极性，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。 4.1.2 调试技术 电路的调试过程一般是先分级调制，再级联调试，最后整机调 试与性能指标测试。 分级调试又分为静态调试与

34、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。前置级、音调 控制级 都是由运算放大器组成的，其静态输出直流电压均为 vcc2， 功放级的输出(otl 电路)也为 vcc2且输出电容 cc 两端充电电 压也应为 vcc2。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，因为集成运算放大器内部电路已经确定， 主要是外部元件参数的影响。 本科毕业设计（论文） 16 4.2 电路的调试 4.2.1 抑制干扰、噪声和消除自激振荡 放大器

35、的调试一般包括调整和测量静态工作点，调整和测量放 大器的性能指标：放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带等。由于 放大电路是一种弱电系统，具有很高的灵敏度，因此很容易接受外 界和内部一些无规则信号的影响。也就是在放大器的输入端短路时， 输出端仍有杂乱无规则的电压输出，这就是放大器的噪声和干扰电 压。另外，由于安装、布线不合理，负反馈太深以及各级放大器共用 一个直流电源造成级间耦合等，也能使放大器没有输入信号时，有 一定幅度和频率的电压输出，例如收音机的尖叫声或“突突”的 汽船声，这就是放大器发生了自激振荡。噪声、干扰和自激振荡的 存在都妨碍了对有用信号的观察和测量，严重时放大器将不能正常 工作。

36、所以必须抑制干扰、噪声和消除自激振荡，才能进行正常的 调试和测量。 图 41 干扰噪声图 干扰和噪声的抑制：把放大器输入端短路，在放大器输出端仍 可测量到一定的噪声和干扰电压。其频率如果是 50hz（或 100hz）， 一般称为 50hz 交流声， 有时是非周期性的，没有一定规律，可以 用示波器观察到如图 41 所示波形。50hz 交流声大都来自电源变 压器或交流电源线，100hz 交流声往往是由于整流滤波不良所造成 的。另外，由电路周围的电磁波干扰信号引起的干扰电压也是常见 本科毕业设计（论文） 17 的。由于放大器的放大倍数很高（特别是多级放大器），只要在它的 前级引进一点微弱的干扰，经过

37、几级放大，在输出端就可以产生一 个很大的干扰电压。还有，电路中的地线接得不合理，也会引起干 扰。 抑制干扰和噪声的措施一般有以下几种： 1、选用低噪声的元器件 如噪声小的集成运放和金属膜电阻等。另外可加低噪声的前置 差动放大电路。由于集成运放内部电路复杂，因此它的噪声较大。 即使是“极低噪声”的集成运放，也不如某些噪声小的场效应对管， 或双极型超 对管，所以在要求噪声系数极低的场合，以挑选噪声 小对管组成前置差动放大电路为宜。也可加有源滤波器。 2、合理布线 放大器输入回路的导线和输出回路、交流电源的导线要分开，不 要平行铺设或捆扎在一起，以免相互感应。 3、屏蔽 小信号的输入线可以采用具有金

38、属丝外套的屏蔽线，外套接地。 整个输入级用单独金属盒罩起来，外罩接地。电源变压器的初、次级 之间加屏蔽层。电源变压器要远离放大器前级，必要时可以把变压器 也用金属盒罩起来，以利隔离。 4、滤波 为防止电源串入干扰信号，可在交（直）流电源线的进线处加滤 波电 路。图 42(a)、(b)、(c)所示的无源滤波器可以滤除雷电干扰（雷电 等引起）。 本科毕业设计（论文） 18 (a) (b) (c) (d) 图 42 滤波电路 和工业干扰（电机、电磁铁等设备起、制动时引起）等干扰信号，而 不影响电源的引入。图中电感，电容元件，一般 l 为几几十毫亨， c 为几千微微法。图 4-2(d)中阻容串联电路对

39、电源电压的突变有吸 收作用，以免其进入放大器。r 和 c 的数值可选 100 和 2f 左右。 5、自激振荡的消除 检查放大器是否发生自激振荡，可以把输入端短路，用示波器 （或毫伏表）接在放大器的输出端进行观察， 如图 43 所示波形。 自激振荡的频率一般为比较高的或极低的数值，而且频率随着放大 器元件参数不同而改变（甚至拨动一下放大器内部导线的位置，频 率也会改变），振荡波形一般是比较规则的，幅度也较大，往往使三 极管处于饱和截止状态。 图 43 自激振荡波形图 高频振荡主要是由于安装、布线不合理引起的。例如输入和输出 线靠的太近，产生正反馈作用。对此应从安装工艺方面解决，如元 本科毕业设计

40、（论文） 19 件布置紧凑，接线要短等。也可以用一个小电阻电容或单一电容（一 般 100pf0.1f，由试验决定）， 进行高频滤波或负反馈，以压低 放大电路对高频信号的放大倍数或移动高频电压的相位，从而抑制 高频振荡如图 44 所示。 (a) (b) 图 44 抑制高频振荡电路 4.2.2 前置放大器输入、输出电压的测量 表 4-1 前置放大器输入、输出电压的测量 输入电压 (mv) 输出电压 (mv) 50125 100250 10002500 通过测量值可计算前置放大器的放大倍数由公式（4-1） = （4-1） vf a ui uo 4.2.3 功率放大器的功率计算 通过测量得到功率放大器

41、的输出电压值为 2.9v，由公式（4-2） =p*r （4-2） 2 u 可得 p=/r=2.1，其中，r 取 4。 2 u 本科毕业设计（论文） 20 本科毕业设计（论文） 21 总 结 本次毕业设计的技术指标为：输入电压为 50mv；输出功率不小 于 5w；频带宽度为 5010khz；音量连续可调控制、具有高音、低 音控制。输入电压为 50mv 时， 观察前置放大器、音调控制电路、音 量控制电路以及功率放大器的输出波形，频率在 5010khz 之间 变化时，输出波形都有相应的变化。另外，中期检查时，音量控制电 路部分的八位档无显示现象，现在也已经解决，音量控制部分已进 入正常工作状态，能够

42、实现加/减计数功能。 存在的不足之处是：音质还是有一点失真，特别是当音量很大 时失真就更明显，可能是元件的硬件质量不好，或者是电路设计不 太完美。如果再有多一些时间进行调试，也许失真问题可以解决。 本科毕业设计（论文） 22 致 谢 在我的毕业设计中对我帮助最大莫过于我的指导教师温海洋老 师了。 首先感谢导师温海洋老师在毕业设计期间所给予的关心和帮助。 温海洋老师对待工作认真负责、忙里抽闲，在处理公事和授课之余 向我耐心地讲解有关适宜。温老师这种对待工作认真负责、严以律 己的工作态度和宽以待人的崇高品质永远值得我们学习和借鉴。 在完成设计当中，我的导师温海洋老师，他总是不断询问我的 设计情况，

43、包括我的进展情况、在电路当中所遇到的困难情况和应 该怎样解决这些困难。特别是在我遇到困难时，他都会与我一起来 探讨应该怎样去做。当我在电路的调试过程中遇到了很棘手的问题 时，温老师不但向我伸出援助之手，更叫我不要灰心，在精神上给 予我安慰，直到完成设计才松了口气。他为我能够按时完成设计给 了很大的帮助，在我的设计当中起了决定性的作用。 在整个论文的撰写及修改过程，都是在温老师的热心指导下完 成的，在此，向在毕业设计当中给予我提供帮助的温老师说一声“老 师您辛苦了！” 预祝老师在今后的生活及工作中，身体健康、工作 顺利，在电子领域有更大的飞跃。 此外，我还要感谢单老师和实验室的老师们，当我在搭建电路 需要一些元件时，单老师都会给我们提供最大的帮助，有时还与我 们一起讨论造成电路有问题的原因。实验室的老师们都会按时