毕业设计音响放大器

1、摘要绪 论5第1章 主要技术指标及测试方法6测量PO的条件6测量PO的步骤61.2 频率响应6测量步骤71.3 音调控制特性7测低频与高频特性71.4 输入阻抗71.5 输入灵敏度71.6 噪声电压71.7 整机效率8第2章 音响放大器的基本组成92.1 音响放大器的基本组成92.2 各部分电路的作用92.2.1 话筒放大器92.2.2 电子混响器92.2.3 混合前置放大器102.2.4 音调控制器102.2.5 功率放大器11第3章 单元电路设计123.1 设计过程123.2 话筒放大器与混合前置放大器设计123.3 音调控制器（含音量控制）设计13晶体管音调控制电路13集成运放音调控制电

2、路1634 功率放大器25第4章 主要元件数据264.1 集成功放块LA4102264.2 集成功放块LM324274.3 BBD延时器MN3102、MN3207274.4 扬声器的选配28第5章 电路安装与调试技术315.1 合理布局，分级装调315.2 电路调试技术315.2.1 话放级的调试315.2.2 混合前置放大级的调试325.2.3 音调控制级的调试32整机调试步骤：365.2.5 功率放大级的调试365.3 整机功能试听36结 束 语38参 考 文 献40致 谢41附录I 整体电路图42摘 要 音箱是将电信号还原成声音信号的一种装置，还原真实性将作为评价音箱性能的重要标准。有源

3、音箱就是带有功率放大器(即功放)的音箱系统。把功率放大器和扬声器发声系统做成一体，可直接与一般的音源(如随身听、CD机、影碟机、录像机等)搭配，构成一套完整的音响组合。有了有源音箱，就无需另购功率放大器，不再为合理选配功放、音箱而发愁，操作简便，其极高的性能价格比，为工薪阶层所普遍接受。我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，这属于低频范围，对于幅度信号很小的音频比如说驻极体话筒输出的信号只有几mv，我们需要对它进行电压放大和功率放大才能变成我们需要的可以驱动扬声器发出声音的大信号，为了更好的了解这一原理及放大过程，我们进行了此次课程设计，下面首先对电压放大器的概念进行一下说明，因为它是功

4、率放大的基础。电压放大器是应用最为广泛的一种放大器。我们称输入阻抗无限大，输出阻抗无限小，输出电压与输入电压成固定比例的放大器为理想电压放大器，现实中理想电压放大器并不存在，从理论上可以证明满足环路反馈深度无限大，反馈响应速度无限快的放大器是理想电压放大器，这是应该记住的两个重要的条件。由于现实的放大器件都不是理想的线性器件，所以实际应用中采用深度环路负反馈是得到近似理想放大器的重要方法，由运放构成的线性放大器电路就是这种应用的实例。关键词：输入阻抗；噪声电压；混合前置放大器；线性；反馈ABSTRACTSpeaker is the sound signals into electrical s

5、ignals to restore a device to restore the authenticity of the performance as an important criterion for evaluation of speakers. Active Speaker is with a power amplifier (or amp) and speaker system. The power amplifier and speaker sound system, made one, directly with the general source (such as Walk

6、man, CD, DVD player, VCR, etc.) with, constitute a complete set of sound combinations. With active speakers, no need to purchase another power amplifier, no longer a reasonable matching amplifier, speakers and worry about, easy to operate, its high cost performance, as wage-earners are generally acc

7、eptedWe know that the sound spectrum in the range of tens to thousands of hertz, which is a low frequency range, for small amplitude signals such as electret microphone audio signal output only a few mv, we need it for voltage amplification and power We need to enlarge to become De can drive the spe

8、aker sound of the large-signal, in order to better the Lejie this principle and amplification process, we have the Kechengsheji for Le, the following voltage amplifier of the concept of Shouxian some explanation, Yin Wei Ta yes the basis for power amplification. Voltage amplifier is the most widely

9、used of an amplifier. We call an infinite input impedance, output impedance infinitely small, the output voltage with input voltage into a fixed proportion of the amplifier for the ideal voltage amplifier, in reality, the ideal voltage amplifier does not exist, can be shown theoretically infinite de

10、pth to meet the feedback loop, feedback infinitely fast response speed amplifier is the ideal voltage amplifier, it should keep in mind two important conditions. Because the reality of the amplifier parts are not ideal linear device, so the use of the practical application of the depth of the negati

11、ve feedback loop is almost ideal amplifiers are an important way, constituted by the linear amplifier op amp circuit is an instance of this application.Key words：Input impedance；Noise voltage；mixed pre-amplifier；linear； feedback.绪 论我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，这属于低频范围，对于幅度信号很小的音频比如说驻极体话筒输出的信号只有几mv，我们需要对它进行

12、电压放大和功率放大才能变成我们需要的可以驱动扬声器发出声音的大信号，为了更好的了解这一原理及放大过程，我们进行了此次课程设计，下面首先对电压放大器的概念进行一下说明，因为它是功率放大的基础。电压放大器是应用最为广泛的一种放大器。我们称输入阻抗无限大，输出阻抗无限小，输出电压与输入电压成固定比例的放大器为理想电压放大器，现实中理想电压放大器并不存在，从理论上可以证明满足环路反馈深度无限大，反馈响应速度无限快的放大器是理想电压放大器，这是应该记住的两个重要的条件。由于现实的放大器件都不是理想的线性器件，所以实际应用中采用深度环路负反馈是得到近似理想放大器的重要方法，由运放构成的线性放大器电路就是这

13、种应用的实例。音响放大器是一个小型电路系统,安装前要对整机线路进行合理布局,一般按照电路的顺序一级一级地布线,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,否则很容易产生自激。第1章 主要技术指标及测试方法1.1 额定功率对功放来说，额定功率一般指能够连续输出的有效值(RMS)功率；对音箱来说，额定功率通称指音箱能够长期承受这一数值的功率而不致损坏，这不意味着一定需要这么大功率的功放才推得动，音箱的驱动难易主要由其灵敏度和阻抗特性来决定。也不意味着不能配输出功率大于音箱额定功率的功放。正如开汽车一样，驾驶300公里时速的跑车不等于就会发生车祸，你可以不开那么快。同样，只要音量不盲

14、目加大，大功率功放一样可以配小功率音箱音响放大器失真度小于某一数值如<5%）时的最大功率称为额定功率，即Po=Uo²/RL（式1-1）式1-1中：RL额定负载阻抗；UO（有效值）RL两端的最大不失真电压。测量PO的条件 信号发生器输出频率f1=1kHz,输出电压Ui=20mV,音调控制器的两个电位器RP1、RP2置于中间位置，音量控制电位器RP3置于最大值，双踪示波器观测Ui及UO的波形，失真度测量仪监测UO的波形失真。 测量PO的步骤功率放大器的输出端接额定负载电阻RL（代替扬声器），输入端接Ui，逐渐增大输入电压Ui，直到Ui的波形刚好不出现削波失真（或<3%），此时

15、对应的输出电压为最大输出电压，由上式可算出额定功率PO，请注意，最大输出电压测量后应迅速减小Ui，否则会因测量时间太久而损坏功率放大器。1.2 频率响应 频率响应：简称频响，衡量一件器材对高、中、低各频段信号均匀再现的能力。对器材频响的要求有两方面，一是范围尽量宽，即能够重播的频率下限尽量低，上限尽量高；二是频率范围内各点的响应尽量平坦，避免出现过大的波动。 放大器的电压增益相对于中音频fO(1kHz)的电压增益下降3dB时所对应的低音频率fL和高音频率fH称为放大器的频率响应。测量条件同上，调节RP3使输出电压约为最大输出电压的50%。测量步骤 话筒放大器的输入端接Ui=20mV，输出端接音

16、调控制器，使信号发生器的输出频率fi从20Hz-50kHz变化（保持Ui=20mV不变），测出负载电阻RL上对应的输出电压UO,用半对数坐标纸绘出频率响应曲线，并在曲线上标注fL与fH值。 1.3 音调控制特性 Ui(=100mV)从音调控制级输入端耦合电容加入，UO从输出端耦合电容引出。先测1kHz处的电压增益Au（0dB），再分别测低频特性和高频特性。 测低频与高频特性 将RP1的滑臂分别置于最左端和最右端时，频率从20Hz-1kHz变化，记下对应的电压增益。同样，测高频特性是将RP2的滑臂分别置于最左端和最右端，频率从（1-50）kHz变化，记下对应的电压增益。最后绘制音调特性曲线，并标

17、注fL1、fx、fL2、f0(1kHz)、fH1、fH2等频率对应的电压增益。1.4 输入阻抗 从音响放大器输入端（如话筒放大器输入端）看进去的阻抗称为输入阻抗Ri。如果接高阻话筒，Ri应远大于20k。接电唱机，Ri应远大于500k。Ri的测量方法与放大器的输入阻抗测量方法相同。1.5 输入灵敏度对放大器来说，灵敏度一般指达到额定输出功率或电压时输入端所加信号的电压大小，因此也称为输入灵敏度；对音箱来说，灵敏度是指给音箱施加1W的输入功率，在喇叭正前方1米远处能产生多少分贝的声压值。使音响放大器输出额定功率时所需的输入电压（有效值）称为输入灵敏度，测量条件与额定功率的测量相同。测量方法是使Ui

18、从零开始逐渐增大直到UO达到额定功率值时对应的电压值，此时对应的Ui值即为输入灵敏度。1.6 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UN。测量条件同上，测量方法是使输入端对地短路，音量电位器为最大值，用示波器观察输出负载RL的电压波形，用交流电压表测量其有效值。1.7 整机效率 =PO/PC×100（式1-2）式1-2中：PO输入的额定功率；PC输出额定功率时所消耗的电源功率。 第2章 音响放大器的基本组成2.1 音响放大器的基本组成音响放大器的基本组成如图2-1所示话音放大器电子混响器话筒磁带放音机功率放大器混合前置放大器音调控制器扬声器图2-1 音响放大

19、器组成框图2.2 各部分电路的作用 话筒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(亦有低输出阻抗的话筒如20，200等)，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10kHz)，其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。 电子混响器电子混响器的作用是用电路模拟声音的多次反射,产生混响效果,使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。在“卡拉OK” (不需要乐队,利用磁带伴奏歌唱)伴唱机中,都带有电子混响器,其组成框图如图2-2所示。图2-2中,集成电路BBD称为模拟延时器,其内部有由场效应管构成的多级电子开关和高精度存储器。在外加时钟脉冲作用下,这些电子开关不断地接

20、通和断开,对输入信号进行取样。保持并向后级传递,从而使BBD的输出信号相对于输入信号延迟一段时间。BBD的级数越多,时钟脉冲的频率越高,延迟时间越长。BBD配有专用时钟电路,如MN3102时钟电路与MN3200系列的BBD配套。其中两级二阶低通滤波器(MFB)A1、A2滤去4kHz(语音)以上的高频成分,反相器A3用于隔离混响器的输出与输入级间的相互影响。RP1调节混响器的输入电压,RP2调节MN3207的平衡输出以减少失真,RP3控制延时时间,RP4控制混响器的输出电压。缓冲器时钟脉冲产生器二阶低通滤波器BBD延时器二阶低通滤波器输入 输出图2-2 电子混响器组成框图 混合前置放大器混合前置

21、放大器的作用是将磁带放音机输出的音乐信号与电子混响后的声音信号混合放大。其电路如图2-3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：UO=-（RF/R1）U1+（RF/R2）U2 （式2-1） 图2-3 混合前置放大器 音调控制器音调控制电路种类很多，有RC无源调节电路，有源反馈式音质调节电路等。RC无源调节电路，调节范围宽，但中音电平也要衰减，并且在调节过程中整个电路的阻抗也在改变，失真较大。而有源反馈式音质调节电路中，RC调节电路仅作为放大器反馈电路的一部分，用来改变反馈量的频率成分，使调节器的提升或衰减更显著，失真较小，使用的较多。 功率放大器 功率放大器给音响放大器的负载R

22、L（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能大。功率放大器有常见的单电源供电的TTL电路和正负双电源供电的OCL电路。有集成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芯片。在此设计制作中采用LA4102型集成音频功率放大器。音响系统中用来放大音频信号的放大器又叫扩音机，人们习惯地称之为“功放”（有些并不是单纯的功率放大器）。放大器有多种多样的电路结构，但就音质效果而言，广泛使用的晶体管，集成电路放大器要达到电子管放大器同样水平，需要增加多个附属电路和实施多个技术措施。因晶体管功放电路结构简单，工作电压低和集成电路的集

23、成度高，外围电路少，所以仍然是放大器的主流。当然，也有不少人把自己的音响系统和家庭影院中的放大器做成电子管形式的，以充分展示电子管放大器靓丽音质。用晶体管做成的放大器俗称石机，而把电子管做成的放大器称之为胆机。 第3章 单元电路设计3.1 设计过程首先确定整机电路的级数,再根据各级的功能及技术指标要求分配电压增益,然后分别计算各级电路参数,通常从功放级开始向前逐级计算。本设计已给定了电子混响电路模块，需要设计的电路为话筒放大器、混合前置放大器、音调控制器及功率放大器。根据设计要求输入信号为5mV时输出功率的最大值为1W，因此电路系统的输出电压UO为2.83V（根据PO=IO·UO=U

24、O2/RL=1，可算得UO=RLPO2.83V），总的电压增益AU=UO/UI=2.83×1000/5=566（55dB），由于实际电路中会有损耗，故取AU=600（55.6dB），功放级增益AU4由集成功放块决定，取AU4=100(40dB),音调控制级在fO=1kHz时，增益应为1(0dB)，但实际电路有可能产生衰减，取AU3=0.8(-2dB)。话放级与混合级一般采用运算放大器，但会受到增益带宽积的限制，各级增益不宜太大，取AU1=7.5(17.5dB)，AU2=1(0dB)。上述分配方案还可以在实验中适当变动。各级增益分配如图3-1所示：图3-1 各级电压增益分配3.2 话筒

25、放大器与混合前置放大器设计图6所示电路由话筒放大与混合前置放大两级电路组成。其中A1组成同相放大器，具有很高的输入阻抗，能与高阻话筒配接作为话音放大器电路，其放大倍数AU1为：AU1=1+R12/R11=7.8（17.8dB）（式3-1）四运放LM324的频带虽然很窄（增益为1时，带宽为1MHz），但这里放大倍数不高，故能达到10kHz的频响要求。混响前置放大器的电路由运放A2组成，这是一个反向加法器电路，输出电压U02的表达式为U02=-(R22/R21)U01+(R22/R23)Ui2 （式3-2）图3-2 话筒放大器与混合前置放大器电路设计3.3 音调控制器（含音量控制）设计 常用的音调

26、控制电路大致有：晶体管音调控制电路、集成运放音调控制电路、晶体管衰减-反馈式音调控制电路这几种。这几种音调电路各有优缺点，下面就详细的分析一下它们的优劣。晶体管音调控制电路 图3-3晶体管和RC网咯组成的衰减音调控制电路。其中RP2是低音制电位器，当滑动触点位于电位器上端时，C3被短路，低音信号容易通过，该信号经C2、R5、R7被送到VT2的基极。由于C4、R6的分路作用，对高频分量有很大衰减，相对提升了低音。当RP2滑动触点位于电位器下端时，C4被短路，音频信号通过C3、R5、C2、R7送到VT2的基极，由于C2与C3串联，C3容量较小，对低音信号呈现较大的容抗，低音难以通过，因而低音被衰减

27、了。所以RP2对低音起到了控制作用。RP3是高音控制电位器，当RP3的滑动触点位于电位器上端时音频信号经C2与C5串联送到VT2的基极。由于C5的容量很小，对低音的容抗很大，使低音不能顺利通过，而对高音则可顺利通过。还由于RP3与C6串联后阻抗很大，对高音的旁路作用不大，这样就相对地提高了高音。当RP3的滑动点位于电位器的下端时，高音则因受到RP3的衰减及C6的旁路而减弱，这样高音就被衰减。图3-3 晶体管衰减式音调控制电路这种衰减式音调控制器受控频率范围大，不受前后级电路放大倍数的影响。本电路指标为：低音控制范围100hz时为±10dB；高音控制范围5khz时为±10dB

28、。图3-4是由晶体管和RC网咯组成的衰减-反馈式音调控制电路。电路中，RP2是低音控制电位器，RP3是高音控制电位器。当RP2、RP3的滑动点位于左端时，低音受到R4、R6的一次衰减，而中音则受到R4、R6和负反馈的两种衰减，形成高低音提升。当RP2的滑动点由左向右逐渐移动时，低音则受到逐渐增大的RP2的阻抗的进一步衰减，同时低音负反馈也将逐渐起作用并一步步增大。当RP2的滑动点移至右端时，低音受到最大衰减，且反馈达到最深，而中、高音则仍维持原有的衰减量和反馈量不变，这就形成了低音的最大衰减。 图3-4 衰减反馈式音调控制电路当RP3的滑动点由左向右逐渐移动时，高音受到逐渐增大的RP3的阻值的

29、衰减，同时又受到T7支路的逐渐增大的负反馈作用。当RP3移至最右端时，高音受到最大衰减，切负反馈达到最深，这就形成了高音的最大衰减。电路特性：低音30HZ时的控制范围为+-20dB；高音10KHz时的控制范围为+-15dB。该电路控制范围大，失真小，但控制范围特性受VT2放大倍数的影响较大。图3-5是一个可以通过选择开关来改变转折频率的衰减反馈式音调控制实例。RP2做高音控制，RP3作低音控制，SA1、SA2分别用来改变高、低音控制的转折频率。 图3-5 转折频率可变的音调电路在电路中，VT1作共射极输出，放大器的输出信号与输入信号相位相反。这样既满足了反馈式音调控制电路的相位要求，又使电路有

30、低的输出阻抗。由于VT2的输入阻抗较高，VT2的集电极负载电阻可以选较高的阻值（100K ），从而使这个两极放大器具有很高的电压增益，这对音调控制电路来说是有很大余量的，本电路通过分压电路R9与R10将反馈至音调电路的信号分压，使音调控制电路取得3倍左右的中频电压增益。音调控制的高、低频起控频率，可通过SA1、SA2选择不同的电容器来调节。当SA1置于a时，高音控制的起控频率为2.5KHz。SA2置于c时，低音控制的起控频率为500kHz。置于d时则变为250Hz。当电路输入高保真信号或不希望对输入信号进行音调调节时，可将SA1、SA2均置于0位，此时音调控制被取消，放大器可以得到平直的频率响

31、应。集成运放音调控制电路集成运放电路具有电压增益高、输入阻抗高的特点，用它制作音调控制电路，具有电路结构简单、工作稳定的优点。图3-6是由集成运放组成的音调控制电路，现分析如下：低频时，C1、C2可以看作开路，于是有：低频最大提升量：Avb=（R1+Rp1）/R1 低频最大衰减量：Avc=R1/（R1+Rp1）衰减截止频率：11=1/2RP1C1高频时，C1、C2可以看作短路，如图3-7所示，也可等效为图3-8，于是有：高频最大提升量：Av1（R1+R3+2R2）/R3高频最大衰减量：AR3/（R1+R3+2R2）上两式假定：RP2（R1+R3+2R2）高频提升转折频率：Fh1=1/2R3C2

32、图3-6 集成运放音调控制电路图3-7 图3-6的简化及等效电路 图3-8 图3-7的简化及等效电路图3-9是利用上面分析所得的关系式设计计算的音调控制器，其中A1为缓冲放大器，用来降低前级输出的负担。图3-9该电路的低频转折频率为30Hz，高频转折频率为1kHz，控制范围为±20dB。使用运算放大器不仅能设计出具有高低音控制功能的音调电路，而且也能设计出具有高中低音的音调控制电路，实际电路如图3-10图3-10 图3-9电路的控制特性本设计采用反馈式音调控制电路，原理电路如图3-11，图中Rw2为低音调节，Rw1为高音调节。为了使电路得到较满意的效果C1、C2容量要适当，其容抗和有

33、关电阻相比在低频时要足够大，在中、高频时要足够小，而C3的容抗选择是在低、中频时足够大，而在高频时要足够小，就是说C1、C2只让中、高音信号通过不低音信号通过，而C3只让高音信号通过而不让低中音信号通过。为电路讨论问题方便，在电路设计时常设：R1=R2=R3=RRw1=Rw2=9RC1=C2>>C3（式3-3）图3-11 反馈式音调控制电路反馈式音调控制电路工作原理:主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，以达到在不同的频率下有不同的输出要求。电路的幅频特性（a）信号在低频区由于C3的数值较小低频时呈现的阻抗很大，上下两个支路相比R4C3支路相当于开路。设运算放大器为理想元件，则E点

34、与E电位相等且近于零，R3的影响可以忽略。当RW1的滑臂滑动到左端A点时C1被短路。在此电路中信号通过R1加到反相输入端，反馈信号通过R2、RW2、C2也加到反相输入端，对中、高音信号而言，C2相当于短路，反馈支路只有R2，反馈量最大时电路增益很小，输出UO很小。随着频率的降低，C2容抗增大，反馈支路除R2外还有RW2/XC2，既反馈量减小，增益增加，输出UO上升。当频率很低时，C2相当于开路，反馈支路相当于RW2+R2，且由于RW2>>R1，此时反馈量极小，从而获得最大增益，输出UO最大，这就是低频提升。低频提升的数学关系式为 Auf=-ZF/Zf（式3-4）此时 ZF=R2+（

35、RW2/1/jC2） Zf=R1则 Auf=（R2+RW2）/R1·（1+j/L2）/（1+j/L1）（式3-5）其中 L1=2fL1=1/RW1C2L2=2fL2=（RW1+R2）/RW1R2C2根据假设条件 （R2+RW2）/R1=10既 L2=10L1|Auf|=（R2+RW2）/R1（1+/L2）/（1+/L1）（式3-6）当>>L2时（信号频率接近中频时）|Auf|=（R2+RW2）/R1L1/L2=1 20lg|Auf|=0此时调节电路无提升。当=L2时 |Auf|=（R2+RW2）/R1/（1+（L1/L2）2）= 20lg|Auf|=3dB即在此频率上调节

36、电路可提升3dB。当=L1时 |Auf|=（R2+RW2）/R1（1+（L1/L2）2）/27.07 20lg|Auf|=17dB当<<L1时 |Auf|（R2+RW2）/R1=10 20lg|Auf|=20dB（式3-6）从上面几种情况可以看出，当频率分别为>>L2，=L2，=L1，<<L1时，对应的提升量为0dB、3dB、17dB、20dB。两转折频率L1、L2之间按倍频程6dB变化，其曲线示于图3-12，把曲线用折线表示时，fL1、fL2对应折线的拐点。图3-12 幅频特性图 图3-13 等效电路图利用同样的分析方法，当RW2的滑臂滑动到B点时，其等效

37、电路如图3-13。对高、中音信号来说比电路中的C1相当于短路，RW2被短接，放大倍数为1，无衰减也无提升。随着频率降低，C1的容抗增大，输入信号衰减量增大，反馈量也加大，增益下降。图3-13 幅频特性曲线当频率很底时，C1相当于开路，输入信号衰减最大，反馈最深，增益最小，这就是底频衰减。其幅频特性数学表达式为Auf=-R2/（R1+（RW2/1/jC1）=-R2/(RW2+R1)·jRW2C1/(1+jC1R1RW2/(RW2+R1)令 fL1=1/（2RW2C2）=fL1fL2=（RW2+R1）/2RW2R1C1=fL2则 Auf=-R2/（R1+RW2）=（1+j/L1）/（1+

38、j/L2）（式3-6） Auf=R2/（R1+RW2）=（1+（/L1）2）/（1+/L2）（式3-7） 同低频提升电路同样的分析方法，在中频区增益为0dB，在=L2时的增益为-3dB，在=L1时的增益为-17dB，在L1与L2之间为倍频程6dB变化，最大衰减为20dB。L1L2为转折频率。(b)信号在高频区由于频率较高，大电容C1、C2可视为短路，而C3再不能视为开路了，其等效电路如图3-14。为了讨论问题方便，把Y形接法改为形接法，如图3-15图3-14 等效电路图 图3-15 等效电路图其中Ra=R1+R3+R1R3/R2=3RRb=R2+R3+R2R3/R1=3RRc=R1+R2+R1

39、R2/R3=3R （式3-8）从图3-15中看出，通过Rc、Ra反馈到输出端的信号极小，这一支路的反馈信号大部分被信源短路。同样，信号Ui通过Rc、Rb加到反相输入端的也极小，可见Rc对电路的影响相当于开路。另外RW1数值较大，当触点移到C点时经RW1送回的反馈信号相当微弱，D、C间相当开路。当触点移到D点时，由于RW1很大，信号几乎不可能通过RW1送到反相输入端，C、D间相当开路。当触点接到C与D这两个特殊点时其等效电路示于图3-16、3-17。 图3-16 等效电路图 图3-17 等效电路图高频提升Auf=-Rb/Ra·（1+j/H1）/（1+j/H2）（式3-9）|Auf|=R

40、b/Ra·（1+（/H1）2）/（1+（/H2）2）其中 H1=1/（Ra+R4）C3H2=1/R4C3高频衰减 Auf=Rb/Ra·（1+j/H1）/（1+j/H2）（式3-10） |Auf|=Rb/Ra·（1+（/H1）2）/（1+/H2）2式中 H1=H1 H2=H2其规律为：中频区增益为0dB，=H1时增益为±3dB，=H2时增益为±17dB，H1与H2之间为6dB/倍频程变化，最大提升和衰减量为±20dB。通过以上分析可以看出：Rw2控制低音，Rw1控制高音。当Rw2从A向B滑动时，低音信号衰减逐渐加大，反馈逐渐加强，使低音

41、从提升转向衰减，同样道理当Rw1从C向D滑动时高音信号衰减加大，反馈也增强，使高音信号从提升转向衰减，把Rw2、Rw1放在不同位置时，可得到高低音的不同提升或衰减。音调控制电路中音增益Auf=-1不因Rw2、Rw1改变而改变。电路的最大提升量是依靠减少输入信号衰减和减弱负反馈量来达到的，因此电路的放大级必须有足够的开环增益，才能依靠强的负反馈获得较宽的调节量。音调控制器的电路如图3-18。运算放大器选用单电源供电的四运放LM324，其中RP33称为音量控制电位器，其滑臂在最上端时，音响放大器输出最大功率。图3-18 音调控制器设计由前面的分析得到转折频率fL2及fH1fL2=fLx·

42、2x/6=400Hz则 fL1=fL2/10=40HzfH1=fHx·2x/6=2.5kHz fH2=10fH1=25kHz AuL=(RP31+R32)/R3120dB（式3-11）R31、R32、RP31不能取得太大，否则运放漂移电流的影响不可忽略，但也不能太小，否则流过它们的电流将超出运放的输出能力。一般取几千欧至几百千欧，现取RP31=470kW，R31=R32=47kW，则 AuL=（RP31+R32）/R31=1+RP31/R31=11（20.8dB）（式3-12）根据前面的分析可得fL1=1/2RP31C32则 C32=1/2RP31fL1=0.008F 取标称值0.0

43、1F即 C31=C32=0.01F Ra=Rb=Rc=3R1=3R2=3R（式3-13）4则 R34=R31=R32=47k Ra=3R4=141kAuH=(Ra+R3)/R320dBR33=Ra/10=14.1kW 取标称值13kW根据前面的分析可得 fH2=1/2R3C3（式3-14）则 C33=1/2R33fH2=490pF 取标称值510pF取RP32=RP31=470kW，RP33=10kW，级间耦合与隔直电容C34=C35=10mF。34 功率放大器 由于采用集成功率放大器，电路设计变得十分简单，只要查阅手册便可得到功放块外围电路的元件值。功放级增益AU4=1+R11/Rf20K/

44、Rf=100，所以Rf=20K/100=200CB为相位补偿，CB减小，频带增加，可消除高频自激，CB一般取几十至几百皮法。CC为OTL电路的输出端电容，两端的充电电压为VCC/2，一般取耐压大于VCC/2的几百微法的电容。CD为反馈电容，消除自激振荡，CD一般取几十皮法。CH为自举电容，CH与电路中的R10组成自举电路。使复合管T12、T13的导通电流不随输出电压的升高而减小。C42是电源退耦滤波，可消除低频自激。C43、C44消除纹波，一般取几十至几百微法。以上单元电路的设计值还需要通过实验调整和修改，特别是在进行整机调试时，由于各级之间的相互影响，有些参数可能要进行较大变动，待整机调试完

45、后，再画出整机电路图。第4章 主要元件数据4.1 集成功放块LA4102LA4100-LA4102集成功放的内部电路如图4-1，LA4100-LA4102集成功放电路具有集成功放典型电路的结构,它由输入级、中间级和输出级三部分所组成。其中T1、T2为差动输入级。T3、R4、R5及T5组成分压网络，一方面为T1提供静态偏置电压，另一方面为T5、T6组成的镜像恒流源提供参考电流。T4、T7组成两级电压放大器，具有较高的电压增益。T8、T14组成的PNP型复合管与T12、T13组成的NPN型复合管共同构成互补对称推挽输出电路。R9、T9-T11为电平移动电路，给末级功放提供合适的静态偏置。R11接于

46、输出端和T2的基极之间，构成很深的直流负反馈，可以稳定静态工作点，提高共模抑制比。此集成功放采用单电源供电方式接成OTL电路形式，也可以采用正负双电源供电方式（脚接负电源）接成OCL电路形式。图4-1 LA4100-LA4102集成功放内部电路LA4100-LA4102功率集成外电路引线图如图4-2。LA4100-LA4102为双列直插式结构，它共有14个外引线，每边有7个。靠近散热片一端有圆槽指示的为1端，1端为输出端，3端为公共端，4、5端接消振电容，6脚为放大器的反相输入端，在应用电路中与输出端连成反馈电路，9脚为放大器的同相输入端，在应用电路中为信号输入端，10脚为纹波抑制，应用电路中

47、接有大电容，12脚向外提供电源端，13脚为自举电路的端点，14脚为电源。图4-2 LA4100-LA4102外引线图4.2 集成功放块LM324LM324是四运放集成电路，内部电路如图4-3所示。它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。每一组运算放大器可用图4-4所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“U+”、“U-”为正、负电源端，“UO”为输出端。两个信号输入端中，Ui

48、-为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Ui+为同相输入端，表示运放输出端UO的信号与该输入端的相位相同。 图4-3 LM324集成功放内部电路 图4-4 运算放大器4.3 BBD延时器MN3102、MN3207MN3102低压BBD用时钟发生/驱动电路。MN3102是驱动低电压BBD所必须的低输出阻抗CMOS两相时钟发生电路，内部包含BBD所需VGG的产生电路。MN3102外接R、C元件可自行振荡，亦可用外时钟输入以输出所需的时钟脉冲，输出脉冲的频率是振荡(或输入)脉冲频率的1/2。MN3102K可作为低电压BBD用CMOS时钟发生/驱动电路，与比例207等低电压BBD

49、器件配套。特点：可直接驱动相当于4096段的低电压BBD； 可自行振荡，亦可用外时钟输入来进行工作； 两相时钟(占空比=1/2)； 内含低电压BBD工作所需的VGG电压发生电路； 单一电源(4-10V)。 3207是1024段低电压工作的低噪声BDD电路，适于音频范围使用。调整时钟频率可以改变延迟时间。工作电压为+5V，可提供最大为51.2ms的模拟信号的延迟量。MN3207外引线图如图4-5。图4-5 MN3207外引线图4.4 扬声器的选配 在选配扬声器以前，应首先确定组合音响的参数,其中应包括额定功率,额定阻抗,灵敏度,额定频率范围 ,指向性,失真,分频方式(二分频,三分频或多分频),助

50、声箱的大致尺寸和形式(大型落地式或小型书架式等),以上参数确定后,即可按以下方法选择扬声器。 1. 低声扬声器的选择 选择低声扬声器时应注意以下几个方面 (1) 功率容量 在组合扬声器系统中,通常低音承受的功率最大(约占组合音箱总功率的50%-90%),因而往往将组合音箱系统所有需的额定功率定为低音扬声器的额定功率. (2) 阻抗 低音扬声器的阻抗通常应等于组合音箱系统要求的阻抗. (3) 频响范围 扬声器的 有效频响范围通常应大于它在系统中担负的放声频带的宽度,其上限频率应大于分频点频率,从高保真角度来讲,至少应大于分频点1-2倍频程,分频点若为800Hz,则上限频率至少为1600-2400

51、Hz,因为靠近上限频率的区域已经是扬声器的分割振动区,我们应尽可能避开这一区域,而利用扬声器的活塞振动区.扬声器的下限频率(通常为共振频率fo)则和所要设计的音箱以及系统所要求的下限频率有关。 (4) 指向性要求.扬声器在放声波长接近其振膜尺寸时,开始出现指向性变差,而且随着放声波长的进一步减小,指向性会越来越窄,在前面有关指向特性的部分已经指出,家用高保真扬声器系统要求指向性以能够达到水平.为满足这一要求,在选择扬声器的时候应对扬声器的口径,分频点和功率加以综合考虑,尤其对两分频系统,这一点特别重要,因为许多两分频系统在选择分频点时往往仅考虑到高频扬声器的功率容量,因而将分频点取的很高,即忽

52、略了对指向性的要求,这种系统往往仅在音箱正面轴向具有良好的频率响应,而在偏离正面轴向后,频响变得很差,这对重放声场的宽度及声像定位都是不利的。 一般来说,低音扬声器的口径越大分频点应取得越低,如果达到在偏离正面轴向60的方向上的响应特性与正面轴向的响应特性相比下降不超过6dB,则分频频率f与扬声器音盆等效半径a之间满足如下关系统:f140/a,式中a-等效半径(m);f-分频点频率(Hz)。 (5) 灵敏度,高保真重放要求系统最大能达到110dB的输出声压级,这就要求扬声器必须具有较高的灵敏度和一定的功率容量,一般来说,低声扬声器的灵敏度至少应大于88dB,最好能大于91dB。 选择灵敏度高的

53、扬声器至少有两方面的好处:其一是对功放的功率容量和扬声器的功率容量要求较低,从而降低了功放和扬声器的成本,对于灵敏度88dB的扬声器,要达到110dB的声压器,则功放和扬声器的功率至少要达到160W,扬声器的功率同样要160W,而对于灵敏度为91dB的扬声器,则功放和扬声器的功率只需80W就行了,扬声器的灵敏度每升高3dB,所需功放的功率就下降一倍,扬声器所需功率也同样下降一倍;其二是可以减小失真,低灵敏度的扬声器要达到与高灵敏度的扬声器同样的输出声低级,需要输入更大的功率,因而扬声器的振幅也就要求更大,随着输入功率和振幅的增加,非线性失真也会随之增加,而且,扬声器的使用寿命也会减少,所以选购扬声器时,不仅要看功率,而且还应注意灵敏度。 2. 中音扬声器的选择 (1) 功率余量.,中音扬声器承受的功率与分频点有关,通常小于系统总功率的50%,分频点越高,中音所承受的功率越小,为保险起见,可选为低音扬声器功率的1/2. (2) 阻抗.中音扬声器的阻抗通常与低音一致,但有时候为了平衡系统的灵敏度,也使中音的阻抗低于或高于低音的阻抗(一倍),前一种做法主要是针对中音灵敏度低于低音灵敏度,因而通过降低阻抗,提高实际输