音响放大器设计东南大学

东南大学电工电子试验中心课程名称： 电子电路实践第次试验试验名称： 院〔系： 专 业：姓 名： 学 号：实验室: 试验组别：同组人员： 批阅教师：【试验内容】设计一个音响放大器，性能指标要求为：功能要求 话筒扩音、音量掌握、混音功能、音调可调(选作)额定功率 ≥0.5W(失真度THD≤10%)负载阻抗 10ΩL 频率响应 f≤50Hz f≥L 输入阻抗 ≥20kΩ话音输入灵敏度 ≤5mV音调掌握特性(扩展) 1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有±12dB的调整范围根本要求功能要求 话筒扩音、音量掌握、混音功能额定功率 ≥0.5W(失真度THD≤10%)负载阻抗 10ΩL 频率响应 f≤50Hz f≥L 输入阻抗 ≥20kΩ话音输入灵敏度 ≤5mV提高要求音调掌握特性 1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有±12dB的调整范围。发挥局部可自行设计实现一些附加功能【试验目的】了解试验过程：学习、设计、实现、分析、总结。multisim通过设计、调试等环节，增加独立分析与解决问题的力量。【报告要求】试验要求：理，计算元件参数。话音放大器：由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗可能高到达20k。所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率到达20kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出47uF5mV左右，而输出阻抗到达20kΩ〔也有低输出阻抗的话筒，如2Ω20Ω等，所以话筒放大器的作用是不失真地放大声音信号〔取频率lkHz其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。话筒放大器由如下图电路组成，即由A1组成的同相放大器，具有很高的输入阻抗，能与高阻话筒配接作为话筒放大器电路。满足：Uo=〔1+R4/R1〕Ui,RF=100KΩ,R1=20KΩAV1为：AV1=1+RF/R1=6电路中的电容均用来滤波。混合前置放大器：混合前置放大器的作用是将mp3输出的声音信号与话音信号混合放大，其电路如以下图所示。v

Rfv

Rfv

o R i11

R i2 i12为话筒放大器的输出信号，v 为放音机的输出信号。在试验过程中可调整电位器R1和R2i2以调整增益。音调掌握器：a.音调掌握曲线a折线所示。由图可见，音调掌握器只对低音频或高音频的增益进展提升或衰减，中音频增益保持不变。所以音调掌握器的电路由低通滤波器与高通滤波器共同组成。2 3 4 4 2 C=C>>C,所以在中、低音频区，C可视为开路，而在中、高音频区，C、C2 3 4 4 2 低音调整时，当Rp1C2C3低音信号经过R1、R3直接输入运放，输入量最大；而低音输出经过R2、Rp1、R3负反响输入运放，负反响量最小，因而低音提升最大；当Rp1滑到最右边时，与上述情形相反，因而C 低音衰减最大。不管RpC 2 3影响。高音调整时，当Rp2C4R5、C4放，输入量最大；而高音输出则经过Rp2，R5负反响送入运放，负反响量最小，因而高音提升最大；当Rp2Rp2动，由于C4时，期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成的功率放大器，也有专用集成电路功率放大器。此处承受OCL功率放大器电路。A

V o

PRo L

RR3 P1V V V Ri i 22 3 P1 3 假设取R=1kΩ，则R+R =19kΩ.现取R=10kΩ,R =100k2 3 P1 3 假设功放级前级是音量掌握电位器〔设7kΩ，则取1=Ω以保证功放级的输入阻抗远大于前级的输出阻抗。Io=1mAVo=0，故可得I V I CC D

〔RP

=0〕O R RP R 24 2 44则 R=11.3kΩ取标称值11kΩ。其他元件参数的取值如下图。4利用EDA〔对仿真结果进展分析。话音放大器：Ui Ui=10mV，Uo=59.9mVAu=6Uo分析：电压增益为6，与理论是全都的。混音放大器： 话放输入Ui1Mp3输入Ui2 话放输入Ui1=100mVMp3Ui2=100mV混合放大输出Uo分析：通过观看输入和输出的峰峰值可知，满足v

Rfv

Rfv

，与理论音调掌握器：f=1K

o R i11

R 2Ui=100mvUo=100mV分析：当频率为1K时，增益为0db，到达要求。A：放大：Ui=100mvUo=248mVB：衰减：Ui=100mvUo=248mV分析：放大时：Au=20log〔248/100〕=8db，12db，衰减时：Au=20log〔40/100〕=-8db,大于要求的-12db，这是由于自己在音调电路中R1R2A：放大Ui=100mvUo=373mVB：衰减Ui=100mvUo=27.2mV12db衰减时：Au=20log〔27.2/100〕=-11.3,根本到达要求的-12db功率放大器：Ui=100mvUo=5.2V分析：Au=52，通过调整电位器Rp1可以实现增益的调整实际搭试所设计电路，使之到达设计要求〔实物图要有图片。话放电路 混放电路音调掌握功放电路指标。①额定功率：Ui〔峰峰值〕=30mv最大不失真电压Uo〔峰峰值〕=13.2V4.67VPo=Vo2/RL=4.672/10=2.2W0.5W，说明设计合理。②频率响应：法为先测量中频区的输出电压，接着在不转变输入电压的状况下，调整频率，0.707倍，这样便可测得上限频率和下限频率。中频区〔取频率：Ui〔峰峰值〕=5mVUo〔峰峰值〕=2.64V下限截止频率：保持输入Ui=5mv，降低输入的频率，使得输出Uo=0.707*2.64=2.12VUi〔峰峰值〕=5mVUo〔峰峰值〕=2.12V此时的频率即为下限频率：fL=10Hz50Hz，说明设计合理。Ui=5mvUo=0.707*2.64=2.12V注：输入的波形遗忘显示，望教师见谅Uo〔峰峰值〕=2.12V此时的频率即为上限截止频率：fH=25K，大于要求的20K，说明设计合理。③输入阻抗：50KΩRs,Us=7.5mV,Ui=5mV100kΩ，20kΩ，说明设计合理。④输入灵敏度：V 测量方法将音调掌握器的两个电位器调整到中间位置音量掌握电位器调到最大值，使V i o输入灵敏度。Ui〔峰峰值〕=4mVUo〔峰峰值〕=13.2V分析：输入灵敏度为〔峰峰值，小于题目的要求。故设计合理。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，用沟通毫伏表测量其有效值。通过沟通毫伏表测得有效值为9mV，⑥整机效率：在输出额定功率的状况下，将电流表串入VCC支路中，测得总电流I=0.5A，又Vcc=7.5V。P故VCC

o =2.2/(0.5*7.5)=58.6%.I⑦谐波失真度：由于试验器材限制，故此项没有测，望教师见谅。⑧音调掌握特性〔扩展：双踪显示，但已事先跟教师说明，望教师见谅。说明：音调全部的输入均为100mV〔峰峰值〕1KHz时：Uo=107mv分析：Au=20log〔107/100〕=0.58db,略大于要求的0db，但根本到达要求。125Hz时：A：放大时Uo=258mvB:衰减时Uo=48mv:：Au=20log〔258/100〕=8.23db，12db，衰减时：Au=20log〔48/100〕=-6.4db,大于要求的-12db，正如仿真所说的，这是由3f=8KA：放大时Uo=374mvUo=36mv分析:放大时：Au=20log〔374/100〕=11.45db，略小于要求的12db，衰减大于要求的-12db，放大区与仿真结果全都，但衰减区与仿真存在肯定误差。但是对于低频或高频增益的提升或衰减的范围与要求的正负12db存在肯定误差，尤其是低频段，说明白自己在参数选择上仍存在缺乏。综合分析 ：此次试验根本到达了试验要求：额定功率负载阻抗

≥0.5W(THD≤10%)10ΩL 频率响应 f≤50Hz f≥L 输入阻抗 ≥20kΩ话音输入灵敏度 ≤5mV仅在音调调整局部略有缺乏整机信号试听效果：①话音扩音：声音清楚，音量大小也可以调整.②Mp3音乐试听：各种音乐播放效果都相当不错，且实现了音量和音调的可调。③混音功能：不会完全盖过音乐，两个信号大小调整较好，又很清楚。④音调掌握〔提高：这是由于高频局部的增益调整范围明显大于低频区的调整范围。试验经过与体会1、设计过程：图时能事半功倍。充分到，如消振，以及对电路的保护等。故最终选择承受教师去年供给的功放电路图。2、调试过程：A、由于事先对于电路有了很好的规划，将整个面包板分成三层〔可结合前面拍的实物图;第三层为功放电路。整个3但由于当时没有话筒，只得等到其次天才能检测话放效果和混音效果Bmp3的音乐也听不到，但是缘由始终找不到，原来话筒是坏的，这是在自己更换了话筒后才觉察，但此时却觉察有啸音，这可能是由于自己虽然布局合理，但是由于自己在布线上，长短不一，有的地方突起明显，存在分布电容，导致自激产生。于是乎，只得转变局部连线，使之更为mp3的音效也大不如前，经过分析mp3的音质还是话音扩音以及混音效果都格外明显。3、体会：我们对运放的使用，同时对于滤波电路也进展了考察，最重要的是对于三极管的使用，电路不同的是，此时音响放大电路对于布局和布线的要求更加严格，这也是为什么很多人一旦将话筒接上后便发生了自激，混音效果不