电路实验报告10 扩音机电路的综合测试

专业：电子信息工程专业：电子信息工程姓名：彭嘉乔学号：3130104084日期：2015.05.20地点：东3-211课程名称：电路与电子技术实验II指导老师：沈连丰成绩：__________________实验名称：扩音机电路的综合测试实验类型：________________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、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、实验内容和原理扩音机的整机电路如下图所示，按其构成，可分为前置放大级，音调控制级和功率放大级三部分。1、功率放大级TDA2030A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、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±6V—±22V，静态电流为50mA（典型值）；1脚的输入阻抗为5MΩ（典型值），当电压增益为26dB、RL=4Ω时，输出功率Po=15W。频带宽为100kHz。电源为±14V、负载电阻为4Ω时，输出功率达18W。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引入了深度交直流电压串联负反馈。由于接入C9，直流反馈系数F≈1。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、R10决定。电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为保护二极管。R11、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。2、音调控制电路（A2）常用的音调控制电路有三种形式，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。3、前置放大电路（A1）由A1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Rif=R1，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。4、扩音机电路的一些主要技术指标a)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。b)静态功耗PQ指放大器处于静态情况下所消耗的电源功率。c)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PE的百分比，用η表示:d)频率响应（频带宽度）在输入信号不变的情况下，输出幅度随频率的变化下降至中频时输出幅度的0.707倍时所对应的频率范围。e)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(即)f)非线性失真γ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：式中：U1为输出电压基波分量有效值；U2、U3…Un分别为二次、三次…n次谐波分量有效值。γ可由失真度测量仪测得。g)噪声电压UN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UN，噪声电压是扩音机机内各种噪声经放大后的总和。h)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、实验器材 运算放大器LM741、功率集成电路TDA2030A、二极管、电容电阻导线若干、印刷电路板、直流工作电源、信号发生器、示波器、万用表、电烙铁、吸焊枪等。四、操作方法和实验步骤1、安装前置放大级A1、音调控制级A2及集成功放电路，如上页电路原理图所示。并仔细复查整机电路的接线是否正确无误；2、测量各级电路的静态工作点；注意：测量集成运放各脚的电压，注意在测试时，一般将万用表测试棒搭接在与运放引脚直接相连的其他连接点上，以免万用表测试棒将运放的引脚互相短路，造成运放损坏。3、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，并将结果记入表中。a)音量电位器RP3置于最大位置。b)音调控制电位器置中心位置。c)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。d)输入信号频率为1kHz的正弦波。4、测量各项指标。a)最大不失真输出电压Vomax(或Vopp)b)输入灵敏度Vimaxc)最大输出功率Po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（8Ω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（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。d)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。e)整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，而改变输入信号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）输出电压幅度的0.707倍时，所对应的频率fL和fH。一般要求频带不小于50Hz～20kHz。f)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，算出中频（f=1kHz）时的AV。(1)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）,并由此计算出净提升量和净衰减量，用分贝表示。即和。(2)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，由此计算出净提升量和净衰减量，用分贝表示。即和。g)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2、测量各级电路的静态工作点uA741各管脚静态电压：7脚：＋14.02V4脚：－14.03V2、3、6脚：＋0.04VTDA2030各脚静态电压：5脚：＋14.21V3脚：－14.22V2、1、4脚：0.04V3、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，并将结果记入表中。输入正弦波的峰峰值为40mV。4、测量各项指标。a)最大不失真输出电压VomaxVomax=7.15V。b)输入灵敏度VimaxVimax=63.3mV。c)最大输出功率PoPo=6.39W。d)噪声电压VN如下图，VN=63.7mV。e)整机电路的频率响应如下图，其中CH1是输出信号，CH2是输入信号。fL=10Hz，fH=23kHz。f)整机高低音控制特性如下图，中频时AV=112.09。(1)f=100Hz时的音调控制特性如下图，AVA=220.15，AVB=49.23。净提升量为净衰减量为(2)f=10kHz时的音调控制特性如下图，AVC=190.65，AVD=46.21。净提升量为净衰减量为六、实验结果与分析2、测量各级电路的静态工作点uA741各管脚静态电压（近似值）：7脚：＋14.0V，4脚：－14.0V，2、3、6脚：0V实测值与理论值相对误差分别为0.14%、0.21%、无法计算。TDA2030各脚静态电压（近似值）：5脚：＋14.3V，3脚：－14.3V，2、1、4脚：0V实测值与理论值相对误差分别为0.63%、0.56%、无法计算。3、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整机增益理论值，实测值与理论值相对误差为1.41%。4、测量各项指标f)整机高低音控制特性放大倍