扩音机电路的综合测试实验报告

1、刖尸/梦实验报告专业：自动化（电气）姓名：冷嘉昱学号：3140100926日期:2016.5.11&5.18地点：东三211桌号F-2编辑版word课程名称：电路与电子技术实验H指导老师：张德华成绩：实验名称：扩音机电路的综合测试实验类型：模拟电路实验一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1 .熟悉集成功放的基本特点；2 .了解放大电路的频率特性及音调控制原理；3 .学习扩音机电路的测试方法，测试各项指标及电路的音调控制特性；4 .学习手工焊接和电

2、路布局、布线、组装方法；5 .提高电子电路的综合调试能力。二、实验内容和原理实验内容：1 .测量各级电路的静态工作点；2 .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；3 .测量各项指标：最大不失真输出电压Vomax；输入灵敏度Vimax；最大输出功率Po；4 .整机电路的频率响应；5 .整机高低音控制特性；6 .噪声电压Vn;7 .听音实验。实验原理:1.整机电路原理图:R+VIC15匚1K4OO7*音谓节中汾M邛2nz：IS音M节CI510Du+nDICl1-0+15VD31K40070-15Vlu恻山的m:历r0：uR351OK.CtOWQnC210Prj，相-V»

3、131201141C3,OurnP.21实验名称：扩音机电路的综合测试2前置级电路：编辑版word由Ai组成的前置放大电路是一个同相输入比例放大器，电路的闭环特性如下:理想闭环电压增益:输入电阻Rf=R,输出电阻Rof=0扩音机电路的增益是很高的，而扩音机的噪声主要取决于前置放大器的性能。为了减小前置级放大器的噪声，第一级要选用低噪声的运放。另外，如输入线的屏蔽情况，地线的安装等等都对噪声有很大影响。3音调控制级电路：.VALIE：22W _WvPjFR12 5ET=05vccC8RIB 12C-rWrC9T 10OUDifwuB a t- -rDT . 电 = V.常用的音调控制电路有三种形

4、式，一是衰减式RC音调控制电路，其调节范围宽，但容易产生失真；另一种是反馈型音调控制电路，其调节范围小一些，但失真小；第三种是混合式音调控制电路，其电路复杂，多用于高级收录机。为使电路简单而失真又小，本音调控制电路中采用了由阻容网络组成的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，从而达到音调控制的目的。实验名称：扩音机电路的综合测试4.功率输出级电路:*MvaCIE10DURT3PCI SET=OAt=»VVAI ILM12CLhvAMPL-lOhVFREO-lkia寸0RBRIDWV22k0D3VtC肛 1 12D-AV

5、t-C2DinCI4monCISiDnJ IBD1N4MB <,DBDlNd MAf71口OUIITDA2030A功率集成电路的内部电路包含由恒流源差动放大电路构成的输入级、D5u-csv中间电压放大级，复合互补对称式OCL电路构成的输出级；启动和偏置电路以及短路、过热保护电路等。TDA2030A的电源电压为+6让22V静态电流为50mA（典型值）；1脚的输入阻抗为5Ml1型值），当电压增益为26dB、Rl=4Q时，输出功率Po=15Wo频带宽为100kHz。电源为±14V、负载电阻为4Q时，输出功率8W。为了提高电路稳定性，减小输出波形失真，功放级通过R10,R9,C9引入了

6、深度交直流电压串联负反馈。由于接入a,直流反馈系数F-1o对于交流信号而言，因为C9足够大，在通频带内可视为短路，因而该电路的电压增益由电阻R9、R1映定。电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为保护二极管。Ri、C10为输出端校正网络以补偿电感性负载，避免自激和过电压。5.扩音机电路的一些主要技术指标：额定输出功率Po在满足规定的失真系数和整机频率特性指标以内，功率放大器所输出的最大功率：Uo亦称额定输出电压；静态功耗Pq指放大器处于静态情况下所消耗的电源功率;效率放大器在达到额定输出功率时，输出功率Po对电源功率降的百分比，用族示：Potj-x10Q?6Pe频率响应（频带宽度）在输入信

7、号不变的情况下，输出幅度随频率的变化下降至中频时输出幅度的0.707宫时所对应的频率范围；音调控制范围为了改善放大器的频率响应，常对高、低频增益进行控制，如提升或衰减若干分贝，而对中频增益不产生影响。若未控制的输出幅度为Uo,而控制后的输出幅度为Uo1,则音调控制范围为Uo实验名称：扩音机电路的综合测试非线性失真T*在规定的频带内和额定输出功率状态下，输出信号中谐波电压有效值的总和与基波电压有效值之比：j式中：Ui为输出电压基波分量有效值；U2、U3Un分别为二次、三次次谐波分量有效值。丫可由失真度测量仪测得;：噪声电压VnI扩音机输入信号为零时，在输出端负载上测得的电压有效值为噪声电压Vn,

8、噪声电压是扩音机机内各种噪声经放大后的总和；F输入灵敏度Uimax:保证扩音机在额定的输出功率时所需的输入信号。;三、主要仪器设备；1.TDS1002C-EDU型数字示波器；装2.DG1022U信号发生器；3.万用表；订4.直流稳压电源；5扩音机电路焊装组件。线四、操作方法和实验步骤1 .测量各级电路的静态工作点：将电路三级拆开，分别上电测试运放各引脚电压值，注意万用表绝不可同时触碰到多个引脚，否则将造成运放短路，损坏器件。2 .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：在下列条件下测试：音量电位器RP3置于最大位置；音调控制电位器置中心位置；扩音机的输出在额定输出功率以内，并保

9、证输出波形不产生失真；输入信号频率为1KHz的正弦波。3 .测量各项指标：最大不失真输出电压Vomax（或Vopp）;输入灵敏度Vimax；最大输出功率P。；8。功名在测这三项内容时，可一次测得相关数据，经计算后得出各指标。具体做法是在输出端加接额定负载（，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，用交流毫伏表（改用示波器）测出输入RMS和输出电压。此时的输入电压就是最大输入灵敏度Vimax（Vimax<100mV）；输出电压就是最大不失真输出电压Vomax同时可得最大输出功率：Po-应实验名称：扩音机电路的综合测试4 .整机电路的频率响应：在高低音不

10、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（f=1kHz）输出电压Vo的0.707吾时，所对应的频率fL和fH。一般要求频带不小于50Hz20kHz。5 .整机高低音控制特性：先将Rpi、©2电位器旋至中间位置，减小输入信号幅度（f=1kHz）,使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=1kHz）时的Av;f=100Hz时的音调控制特性使电位器Rp1旋至二个极端位置A和B,依次测出Ava和Avb（即测出Voa和Vob）,并由此计算出Voa/V

11、OB;f=10kHz时的音调控制特性使电位器RP2旋至二个极端位置C和D,依次测出Avc和Avd（即测出Voc和Vod），并由此计算出Voc/Vod。6 .噪声电压Vn: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Vn。7 .听音实验：将信号送入扩音机电路，逐一改变音调电位器RP1和RP2,试听喇叭发音情况。五、实验数据记录和处理1.测量各级电路的静态工作点：引脚mA741AiA27+14.91V+14.91V4-14.91V-14.91V200300600引脚TDA20305+14.39V3-14.39V201040Ai仿真电路图:实验名称：扩音机电路的综合测试A

12、i仿真结果:WODEVOLTAGENOBEVOLTJWENODEVOLTAGECVCC)14.40(YEE)-14,184。CVIW)A2仿真电路图:5C11匚占L-J温一A的3WOFF=g,EM1曲里旺C13,VftgMODEVOLTAGE0.0000(TO1)G9inn,-.0078RIBD1飞押id例ID则T*iw门8+5显什T赢2o1的-15¥A2仿真结果:JIODEVOLTAGEMODEVOLTAGENT0DETOLTACEMDEVOLTAGE¥+)-ie.9eE+06(V-)-ia.98E-HaCVCC)14.1840(VEE)-14.1840(V01)JOOD

13、V02).oooo(+IEV>15.0000(-1EV)15.0000A3仿真电路图:-fl口仆HImDni4+i44CiiHI-gPL11me。mC=1*y>-:LIHKUKRWA3仿真结果:NODENODEVOLTAGIMODIVOLMENOLEVOLTAGE(VCC)1氏0000(VEE)-15.0000(VC公0.0000(VO3)0027(+1BV)15.0000(-15V)-15.DOOO(IJ05710)0,0000(N05721)0.0000实验名称：扩音机电路的综合测试2 .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：前置级音调控制级功率放大级整机Vi

14、l100mVVi230mVVi3100mVVi100mVVol624mVVo217.0VVo33.46VVo16.8VAvi6.24AV2566.7AV334.6Av168左图为前置级输出电压，右图为音调控制级输出电压;HIM9r丽丁丽y11-Mar-111S3SLDOMlfcHt左图为功率放大级输出电压，右图为整机输出电压;前置级仿真波形:实验名称：扩音机电路的综合测试数据测量：1TraceColarTraceNameY171-Y2Y1(Cunorl)'-Y1(XValues243.10兆0.000243103UY1-Y1Cursor!)Y2.-CURSOR1rZVCVn)9.隼37

15、61SKflrn0.0000.00MHvcvo!)52.906m-7793fim60.700m42.918m-7.0;4"<>音调控制级仿真波形:订线数据测量:IIITraceColcrTraceNameY1Y1-Y2Yl(Curwr1)-YZ(CurXValues256S97U0.000256697Un-YMCursorl)Y2-Y2CURSOR1rZV(Vo1)9.M1mQ.O009.M1m00000.000”(V叨-9979mO.O'OO-19.97Crn0.000<l"I功率放大级仿真波形:实验名称：扩音机电路的综合测试数据测量：1Trac

16、eColarTraceNameY1Y1-Y2Y1(Cursor1HVZ(XValues237547ruq.ooq237.M7UY1-Y1(CuFSDr1>YE-CURSOR1.Z“CV皿9.957m3f09iu9.919m0.0000.01MHVCVoS)g5节2amq&925m32S.21&T315.569m-274HlJ整机仿真电路图：整机仿真波形:数据测量:1ITraceColorTracNameY1yi-yaY1(Guriorl)-Y2(4XValues237788u0.000237788u¥1¥1(Cursorl)Y2-CURSOR7ZNS.

17、骗7m1段居加9.&48m&.COCC.00一V£Vout)-14544-2.7031mJ.M17-20044-5.7：实验名称：扩音机电路的综合测试3 .测量各项指正最大不失真输出电压Vomax（或Vopp）；输入灵敏度Vimax；最大不失真输出电压Vomax仿真波形:数据测量:输入灵敏度Vimax此时输入电压为50.5mV。实验名称：扩音机电路的综合测试4 .整机电路的频率响应：1kHz参考波形KJtSJJREcm悔蝇道15时CH*期率cmAMS?IllnW嵯-幢值MSX&WCHI/WhhyW1MH4T47V>ii左图为fL=47.9765Hz,右图

18、为fH=20kHz仿真波形:数据测量:1八TraceColorTraceMameY1T£Y1-Y2Y1(Cursor1)-Y2(CiXValues10,000239SJK-23J23KY1-¥1(CLir«or1)Y2-VCURSOR1,3V(Vin)1.C&CO1.0000fl.0000.000o.ocoMMVf/out)143.63?143.3邪234.a0Qfn143阻144.疣1VB1一"II>实验名称：扩音机电路的综合测试5 .整机高低音控制特性：f=100Hz时的音调控制特性使电位器RP1旋至二个极端位置A和B,依次测出Ava和

19、Avb（即测出VOA和VOB）,并由此计算出Voa/VOB；Voa/Vob=10；仿真波形：数据测量:八XValues117C5m3.6632m-23771TlY1-¥1(Cursor1)Y；CURSORVQAn)3.3444m16919m-347£0DuD.000013,§35rTii-M7.500J1.600Ou14V(Yobt-2452&4mB3-320.656m-24S.54Sm7日ViVobtlL-1.4137-4.通82.9711-L417QJyaL_IIIf=10kHz时的音调控制特性使电位器RP2旋至二个极端位置C和D,依次测出Avc和Av

20、d（即测出Voc和Vod），并由此计算出Voc/VOD；实验名称：扩音机电路的综合测试Voc/Vod=16.095。仿真波形:数据测量:因波形陷入自激振荡，经调试无法解决，故无法测量数据。6.噪声电压Vn :VN=39.2mV仿真波形：实验名称：扩音机电路的综合测试数据测量：JI.入TraceColorTraceNameY1Y1-Y2Yl(Cursorl)Y?(CXValues13954m0.0001Yl-YI(Cursorl)Y2-1CURSOR)0.0000.000O.GDOO.ODC0.000-269e5m6925mQ。叫-Z.&SZE.m-2中3.jL_III_L>六、实验结果与分析1.测量各级电路的静态工作点:引脚g741AiA2实测值仿真值实测值仿真值7+14.91V+14.1840V+14.91V+14.1840V4-14.91V-14.1840V-14.91V-14.1840V200003