音响电路实验报告

P．装装订线装装订线实验报告课程名称：电路与电子技术实验指导老师：成绩：实验名称：扩音机电路实验类型：电子电路实验同组学生姓名：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、实验数据记录和处理 五、思考题及心得实验目的和要求1．常用电子元器件的识别与选择；2．了解复杂电子电路的设计方法；3．了解集成功率放大器的基本特点；4．了解放大电路的频率特性及音调控制原理；5．学习复杂电子电路的分模块调试方法；6．学习扩音机电路的特性参数的测试方法；实验内容1．组装焊接由三级运放组成的扩音机电路。并仔细复查整机电路的接线是否正确无误；2．分别测量各级电路的静态工作点；3．测量前置级的增益；4．测量音调级低音和高音增益调节范围；5．测量功率放大级的增益；6．测量功率放大级最大不失真输出和最大功率(带载)；7．测试整机增益；8．测量频率特性；9．测量其它各项指标；10．听音试验主要仪器设备扩音机电路实验板；扩音机电路实验所需的电子元器件；MS8200G型数字多用表；XJ4318型双踪示波器；XJ1631数字函数信号发生器；DF2172B型交流电压表；HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源等实验数据记录和处理1.常用元器件的识别与选择（一）电阻器扩音机电路中电阻器件，如R1，元器件清单标示阻值100kΩ，色环法【棕、黑、黄、金】，则得R1=10×104=100KΩ，允许误差±5%。实验时用万用表200kΩ档测得再如R9，元器件清单标示阻值680Ω，色环法【蓝、灰、棕、金】，则得R9=68×10=680Ω，允许误差±5%。而实验时用万用表2k档测得其阻值R9=673Ω。很显然该电阻的阻值也在误差允许范围内。（二）电位器扩音机电路中的电位器有220kΩ和47kΩ两种。对于47kΩ的电位器，首先用万用表200k档测电位器两个外引脚之间的阻值，同时转动电位器转角，发现其阻值一直稳定在46.7kΩ。再测该电位器中间引脚与一个外引脚之间的阻值，同时转动转角，发现其阻值可以从0Ω变化到46.7kΩ，从而说明中间引脚对应的是动接点。（三）电容器测量电容前需先对电容短接放点处理。A.扩音机电路中较大的电容，如标示值为22μF，100μF的电容，超过万用表电容档你的最大量程，无法用万用表测量。且这两种电容的耐压都是50V。B.对于电容标示值为10nF的电容，用万用表20n档测得其电容值为9.23Nf,耐压同样是50V。C．对于电容上标示为223（22×103=22000pF=22nF），102（10×102=1000pF=1nF），103（10×103扩音机里所用的电容均未标出精度等级，一般都为20%的允许误差。（四）二极管A.利用万用表欧姆档20M量程测量二极管正向与反向电阻，发现正向万用表无法显示示数，而反向则为5.11MΩ，可以认为为短路。B.利用万用表蜂鸣档测二极管正向，发现万用表不会凤鸣，显示0.576，即该二极管的正向压降为0.576V。2.扩音机电路的测量与调试（一）前置级前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。由A1组成的前置放大电路是一个同相输入比例放大器，具有较大的输入电阻。如上图所示的理想闭环电压放大倍数；输入电阻Rif=R1=100kΩ。输出电阻Rof【前置级仿真】前置级仿真电路图前置级静态工作点电压电流仿真前置级瞬态扫描仿真波形前置级AC扫描仿真波形【前置级实验】静态工作点的测量前置级电压增益测量 输入信号vs(V)输出电压vo(V)放大倍数相位关系波形峰峰值波形峰峰值Avf=V同相正弦177.5mV正弦1.068分析比较：（二）音调控制电路：【音调控制电路仿真】前置级仿真电路图音调控制级瞬态扫描仿真波形(1kHz)音调控制级AC扫描仿真波形(1kHz)音调控制级低音提升与衰减仿真电路音调控制电路低音提升和衰减AC扫描仿真波形(100Hz)音调控制级高音提升与衰减仿真电路音调控制电路高音提升和衰减AC扫描仿真波形（10kHz）【音调控制电路实验】静态工作点的测量前置级电压增益测量（一）中频特性（f=1kHz） 输入信号vs(V)输出电压vo(V)放大倍数相位关系波形峰峰值波形峰峰值Avf=V反相正弦176.5mV正弦171.4mV（二）低频特性（f=100Hz）极端位置A时的输人电压V1(V)极端位置A时的输出电压V2(V)音调控制范围波形峰峰值波形峰峰值20lgV1正弦171.1mV正弦475mV极端位置B时的输人电压V1(V)极端位置B时的输出电压V2(V)音调控制范围波形峰峰值波形峰峰值20lgV1正弦244mV正弦70mV（三）高频特性（f=10kHz）极端位置C时的输人电压V3(V)极端位置C时的输出电压V4(V)音调控制范围波形峰峰值波形峰峰值20lgV3正弦241正弦236mV极端位置D时的输人电压V3(V)极端位置D时的输出电压V4(V)音调控制范围波形峰峰值波形峰峰值20lgV3正弦237正弦134mV分析比较：（四）功率放大级电路对于功率放大器，除了要求输出功率满足指标外，还要求效率高，非线性失真小、输入与音调控制放大器与输出与音箱负载匹配等，否则将会影响放音效果。通用的集成功率放大器有OTL和OCL两种电路结构形式。为提高效率，一般工作于接近乙类。由于OTL电路可用单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。本次实验采用TDA2030A集成功放连成OCL电路输出形式。【功放级仿真电路仿真】功放级仿真电路图功放级静态工作点仿真功放级瞬态扫描仿真波形功放级AC扫描分析波形【功放级电路实验】静态工作点的测量功放级电压增益测量由电路可知：Auf同时由示波器测得： 输入信号vs(V)输出电压vo(V)放大倍数相位关系波形峰峰值波形峰峰值Avf=V同相0.1785.93最大不失真输出和最大功率调节输入幅度，测出带8欧负载最大不失真输出及放大倍数输入信号vs(V)输出电压vo(V)放大倍数相位关系波形峰峰值波形峰峰值Avf=V同相0.3148.63此时的输出功率P0=分析比较：（五）整机电路【整机电路仿真】整机电路图整机静态工作点仿真整机瞬态扫描仿真波形整机AC扫描分析波形负载RL的分析波形(Vi=70mV时)【整机电路实验】①在下列条件下测试前置级、音调控制级、功率放大级的电压增益和整机增益：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，并保证输出波形不产生失真；输入信号频率为1KHz的正弦波；前置级音调控制级功率放大级整机VVVV0.071VVVV17.15AAAA241.5②输出端加接额定负载(4Ω功率电阻)，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，用交流毫伏表测出输入和输出电压。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a）最大不失真输出电压Vomax=5.19Vb）输入灵敏度Vimax=43.1mVc）最大输出功率P0=V③噪声电压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。11.4mv机电路的频率响应在高低音不提升、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倍时，所对应的频率fL=24.4Hz和fH=30.5KHz。⑤整机高低音控制特性先将RP1、RP2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，计算中频(f=1kHz)时的AV。Vi=3.48mvVo=588mvf=100Hz时的音调控制特性在使电位器RP1旋至二个极端位置A和B，依次测出AVA和AVB，并由此计算出净提升量和净衰减量，用分贝表示。20lgAVAf=10kHz时的音调控制特性在使电位器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),并由此计算出净提升量和净衰减量，20lgAVCAV=52思考题及心得【思考题】1. 引起噪声、自激、失真现象的原因是什么？

答：噪声的产生：1.由于恒流电源的电压不一定是恒定值，会有小幅的波动，而这个波动可以经过傅里叶变换后以高次谐波的形式作为噪声信号耦合进入音响放大电路；2.除了电源的噪声外电子元件在正常工作状态下必然会产生属于元件自身特有的“噪声”，也就是常说的热噪声。热噪声属广谱热噪声，主要集中在中高频，反映在听感上一般多是高音单元中发出的“嘶嘶”声；3.外界的干扰，由于电路对于外界的变化较敏感，比如桌子的震动，示波器及信号源的干扰，及人的干扰；4.有时接地不好也会引入噪声，音响电路系统中必须要求整个系统有很良好的接地，如果接地线发生虚焊就会使得接地电阻增大，音响