音响功率放大器

1 1 1 1 2 22.2音响放大电路输入输出的阻抗匹配 2 3 33.2音调控制电路 43.3功率放大电路设计 11.1音响放大器的组成音响放大器包括：音频信号放大器，音调混响控制器，功率放大三个组成部分。图1.11.2综合设计任务用给定元器件设计一个能对外接收高阻话筒信号、能进行音调控制调节、能对外接8Q扬声器输出功率达1W的音响放大器。1.3设计音响放大器性能要求1)输出功率：P≥1W扬声器阻抗Z=8Q采用单电源电压2)输入阻抗R>20kQ22.1音响放大器各级增益的分配根据设计实验要求，音响放大整机电路可分为话放与混放级、音调控制级与功放级。根据各级的功能及性能指标要求分配电压增益如下两种方案：功放级功放级Au4=1籍Au2=1暗音调级扬声器话筒图2.1音响放大电路增益分配方案1的特点是：各级增益大体均分，话放级增益5dB较小，主要任务解决输入信号的阻抗匹配。音调控制级主要任务是音调调节，虽然在电位器居中时增益为零，但在增益衰减调节时为-20dB;在增益提升调节时为20dB。由于普通运放的上限频率较低，增益较高则上限频率更低，因此采用运放驱动大功率管电路可采用此增益分配。混放级混放级图2.2话放级功放级音调级扬声器话筒音响放大电路增益分配方案2的特点是：功放级电压增益较大，比较适用于集成功放电路及采用三极管驱动大功率管的功放32.2音响放大电路输入输出的阻抗匹配因为音响的负载是8Q的扬声器，在采用单电源时电源在三、单元电路设计与参数计算音响设计参考单元电路分析3.1话筒信号放大电路由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20k2,vff2R=R4反馈支路的隔直电容C.一般取几微法。本设计中采用LM324四集成运算放大电路。LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。它有5个引出脚，其中“+”、“-”为输出端。两个信号输入端中，Vi-(-)为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+(+)为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。管脚连接图如下图管脚连接图管脚连接图9(俯视图)232846575音响放大器的主要特性体现在音调控制电路上，这也是其与通用放大器的区别。音调控制主要是控制预调音响放大器的幅频特性。调控制器的电路图如图3所示。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。音调控制器的作用是控制、调节音响放大器输出频率的高低，控制曲线如图3.3中折线所示。由图可见，音调控制器只对低音频或高音频的增益进行提升或衰减，中音频增益保持不变。所以音调控制器的电路由低通滤波器与高通滤波器共同组成。常见电路有专用集成电路，如五段音调均衡器LA3600,外接发光二级管频段显示器后，可以看见各个频段的增益提升与衰减变化。在高中档收录机、汽车音响等设6调控制器，如图3.4所示。这种电路调节方便，元器件较少，在①当f<f0时，音调控制器的低频等效电路如图3.5所示，为7此时，电压增益相对于A下降了3dB。时，由式(2)得模此时电压增益相对A下降17dB。A的范围内，电压增益的的衰减速率为20dB/10倍频同理可以得出图(b)所示电路的相应表达式，其增益相对于中步为衰减量。音调控制器低频时的幅频持性如图.3中左半部分的虚线所示。图3.7,图3.6的等8②f>f时，音调控制器的高频等效电路如图3.6所示，由三角形连接后的电路如图9所示，电阻的关系式为图3.7的高频等到效电路如图3.8所示，其中(a)为RP2的滑臂在端时，对应于高频衰减最大的情况。分析表明，图(a)所示电路为一阶有源高通滤波器，其传输函数的表达式为91f=f时，Av4=AvoA=(Ra+R)/R实际应用中，通常是给出低频区f和高频区f处的提升量Lxx1A=(RP+R)/R=11(20.8dB)vL313231L13132则C=1/(2πRPfL1)=0.008μF,取标称值0.01μF,即由式(9)得Ra=Rb=Rc=3R3R=23R4由式(12)得AVH=(Ra+R3)/R3≥20db由式(12)得级间耦合与隔直电容本设计中也采用用集成运算放大电路LM3243.3功率放大电路设计功率放大器(简称功放)的作用是给音响放大器的负载RL(扬声器自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。输入端以地位参考，它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的图3.10图3.114.1音响放大器元器件列表音响放大器元器件列表序号型号数量序号型号数量1集成运放1片5电位器2支1支2集成功放1块3支3大功率电阻1支6电解电容2支4电阻1支2支1支6支3支7瓷片电容2支2支1支1支1支7支8话筒1支1支9话筒插孔1支1支喇叭1支要合理利用导线的不同颜色区分连线的功能。例源正极、黑色线接地、绿色线接电路的直流回路根据设计要求调节电压源的电压至规定值，一切正常后才能O极管是否接烦？最后检查复合管的基极偏置电位器是否调得过音响的额定功率：音响放大器输出失真度小于某定值时的最大功频率响应：放大器的电压增益相对中频(1kHz)的电压增益下降3dB时(uo’=0.70o),对应的高音频/低音频频率(fh/fL).记录频率特性测量数据，作出频率特性曲线。输入灵敏度：音响放大器输出额定功率时的输入电压有效值测量方法可参考测量额定功率P时，测量输入信号电压的方法。噪声电压：在输入电压ui=ö且输入端接地时，用毫伏表或示波器采用交流耦合方式测量输出电压io值。其中Po:输出额定功率；Pc:输出额定功率时的输入电源功率。6.1音响放大器的主要参数测试①话放电路与混放电路的测试：然后将信号源输出的频率f=1KHz电压uopp=50mv正弦信号接入输入端，测量前置放大电路的电压增益。填入表-1中。表-1前置放大电路测试表静态值动态测试②集成功率放大电路的测试6.2音调电路性能及音调控制特性的测量：音调控制特性及其测量方法：1)输入信号u(=100mV)从音调控制级输入端的