1w扩音机设计通信电子电子设计通信电子电子设计.pdf

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1、1W扩音机设计与调试 一、绪论 扩音机不仅仅是音响设备，这类放大器还广泛用于控制系统和测量系统中。扩音器的主要功能是对弱信号进行电压放大和功率放大，推动负载工作，同时需 要对音调进行调节。就是用电子原件，通过一定的组合，把微信号放大，就是扩 音器的原理。是把接收进来的信号，经过电子元件的组合，把信号放大。其动作 原理是把电讯号转换为声音讯号的转换器。性能优质的音频放大器则有优质的音 频信号和较大的功率，使其有足够的功率去推动扬声器系统发声。因此研究和设 计功率放大器对音频技术的发展和应用有着重要的意义。本实验课题介绍了一种 具有收音、拾音等输入的功率扩音机的设计。通过完成本课题，要求掌握音响电

2、 路的前置级，音级集成分立元件功放的设计与主要性能参数的测试方法，并掌握 小型电子电的装调技术。1.课题的意义：通过设计和实践，培养学生综合运用所学的理论知识、实践操作及独立解决 实际问题的能力。2目的：使学生灵活的牢固掌握课堂中的电子线路的工作原理、分析方法和设计方 法。学会电路的一般设计方法和设计流程，并应用这些方法进行一个实际的电子 线路的系统设计。3.指标要求（1）额定输出功率 P。1W；（2）负载阻抗 RL=4；（3）频率响应：在无高低音提升或衰减时 f=50Hz 20kHz（3dB）；（4）音调控制范围：低音 100 Hz12 dB；高音：10kHz12 dB；（5）失真度 10%

3、；（6）输入灵敏度 UiC3 Zf Z1 是由 RC组成的网络，放大单元为 1 4 LM324即 AVf Vo Vi Zf Ri 频区，时，则|Zf|R2 jWC1|所以低音得到提升。Z1 R1 1 jWC3 AVf R2 Z1，因此高音可以得到提升。AVf 能是对弱信号进行电压放大和功率放大推动负载工作同时需要对音调进行调节就是用电子原件通过一定的组合把微信号放大就是扩音器的原理是把接收进来的信号经过电子元件的组合把信号放大其动作原理是把电讯号转换为声音讯此研究和设计功率放大器对音频技术的发展和应用有着重要的意义本实验课题介绍了一种具有收音拾音等输入的功率扩音机的设计通过完成本课题要求掌音响

4、电路的前置级音级集成分立元件功放的设计与主要性能参数的测试方法并问题的能力目的使学生灵活的牢固掌课堂中的电子线路的工作原理分析方法和设计方法学会电路的一般设计方法和设计流程并应用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计指标要求额定输出功率负载阻抗频率响应在无高低音提（1）信号在低频区 C3很小，C3、C4支路可视为开路，反馈网络 主要由上半边起作用，又因为 F007 开环增益很高，放大器输入阻抗又很高 VE VE 0（虚地）因此 R3的影响可以忽略 当电位器 W2的滑动端移到 A点时，C1被短路，其等效电路如下所示，与图 3 很相似，可以得到低频提升。（2）信号在高频区 C1和C3对高频可视为

5、短路，此时 C3和C4 支路已起作用。为分析方便电 路中 Y型接法的 R1、R2和 R3变换成型接法的 Ra、Rb、Rc。其中 Ra R1 R3 R1R3 3R(R1 R2 R3 R)a 1 3 R2 1 2 3 R2R3 R1R2 Rb R2 R3 2 3 3R Rc R1 R2 1 2 3R b 2 3 R1 c 1 2 R3 因为前级输出电阻很小（500）输出信号 Vo通过 Rc反馈到输入端的级输出电路所旁路。Rc的影响可忽略。视为开路。当W1滑到端至 C和D点时，等效电路可以画成如下电路形式，其中 W1 数值很大视开路。本设计的音调控制电路选用反馈型电路。虽然调节范围较小，但其失真小。

6、调节 W1、W2即可控制高音、低音的提升和衰减。4功率放大 采用 TBA820M功放集成电路。该电路由差分输入级，中间推动级，互补推挽 功率放大输出级，恒流源偏置电路等组成，集成电路具有工作电压范围宽（Vcc 3-16V）静态电流小（典型值为 9V、4mA）。外接元件少。电源纹波抑制比高的特 点。TBA820M是单片集成的音频放大器,8 引线双列直插式塑料封装。电源电压范 围：3V-16V；主要特点是：最低工作电源电压为 3V，低静态电流，无交叉失真，低功率消耗。在 9V 时的输出功率为 1.2W。能是对弱信号进行电压放大和功率放大推动负载工作同时需要对音调进行调节就是用电子原件通过一定的组合

7、把微信号放大就是扩音器的原理是把接收进来的信号经过电子元件的组合把信号放大其动作原理是把电讯号转换为声音讯此研究和设计功率放大器对音频技术的发展和应用有着重要的意义本实验课题介绍了一种具有收音拾音等输入的功率扩音机的设计通过完成本课题要求掌音响电路的前置级音级集成分立元件功放的设计与主要性能参数的测试方法并问题的能力目的使学生灵活的牢固掌课堂中的电子线路的工作原理分析方法和设计方法学会电路的一般设计方法和设计流程并应用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计指标要求额定输出功率负载阻抗频率响应在无高低音提各管脚功能为：补偿、反馈、输入、接地、输出、电源、自 能是对弱信号进行电压放大和功率放大推

8、动负载工作同时需要对音调进行调节就是用电子原件通过一定的组合把微信号放大就是扩音器的原理是把接收进来的信号经过电子元件的组合把信号放大其动作原理是把电讯号转换为声音讯此研究和设计功率放大器对音频技术的发展和应用有着重要的意义本实验课题介绍了一种具有收音拾音等输入的功率扩音机的设计通过完成本课题要求掌音响电路的前置级音级集成分立元件功放的设计与主要性能参数的测试方法并问题的能力目的使学生灵活的牢固掌课堂中的电子线路的工作原理分析方法和设计方法学会电路的一般设计方法和设计流程并应用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计指标要求额定输出功率负载阻抗频率响应在无高低音提举、滤波。四、使用的元器件 1

9、各级所采用的集成运放 前置级：LM324集成运放采用 14 脚双列直插塑料封装，内部包含四组形式 完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运算放大器相互独立。它有 5 个引 出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端口中，Vi-（-）为反相输入端，表示输出端 Vo 的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示输出端 Vo的信号与该 输入端的相位相同。其外形符号如图 4 所示，引脚排列如图 5 所示。由于第一级和第二级的运放都用 LM324，第二级用了 4、5、6、7、11脚，则 第一级只能采用前面三个运放的任意一个。

10、2.器件（1）导线、焊锡若干，1个集成运放 LM324和1个集成运放 TBA820M，1个三极 管，2个电位器150K、1个电位器50K，2个插槽，电容、电阻若干。（2）工具 电烙铁（支架）、尖嘴钳、镊子及其他工具。（3）使用的主要仪器和仪表 万用表、直流稳压电源、示波器、函数信号发生器、交流毫伏表等。五、数据分析 1音量电位器 W3置于最大位置 条件：（1）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。（2）输入信号频率为 1KHZ 的正弦波。图 5 LM324 的引脚排列 能是对弱信号进行电压放大和功率放大推动负载工作同时需要对音调进行调节就是用电子原件通过一定的组合把微信号放

11、大就是扩音器的原理是把接收进来的信号经过电子元件的组合把信号放大其动作原理是把电讯号转换为声音讯此研究和设计功率放大器对音频技术的发展和应用有着重要的意义本实验课题介绍了一种具有收音拾音等输入的功率扩音机的设计通过完成本课题要求掌音响电路的前置级音级集成分立元件功放的设计与主要性能参数的测试方法并问题的能力目的使学生灵活的牢固掌课堂中的电子线路的工作原理分析方法和设计方法学会电路的一般设计方法和设计流程并应用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计指标要求额定输出功率负载阻抗频率响应在无高低音提表 1 放大参数表 前置级 音调控制级 功率放大级 整机 Vi1 10mV Vi2 61mV Vi3

12、 50mV Vi 10mV Vo1 61mV Vo2 50mV Vo3 1.7V Vo 1.7 V AV1 6.1 AV2 0.82 AV3 34 AV 170 2.测量各项指标（1）最大不失真输出电压 Vomax=1.9V（2）输入灵敏度 Vimax=10.3mV 2（3）最大输出功率 Po=Vo2max/RL=0.91W 3实测值跟理论估算值的比较及分析 通过计算理论估算值得出整机的放大倍数约为 200倍，实测值为 212 倍比理 论值大一些，由于电阻、滑动变阻器的阻值以及电容、焊点的焊接、导线的使用 等都有一定的误差，以至于实测值的放大倍数比理论值来的大。当负载阻值小于 内阻时放大器大部

13、分功率将消耗在内阻上，不仅不会增加输出功率，反而会降低 放大器的效率，增加电源消耗。所以在第三极电路出端要加一个 4电阻以保证 电路的正常输出功率，增强电路的可用性以及耐用性。六、整体电路图 图 6（a）输入级能是对弱信号进行电压放大和功率放大推动负载工作同时需要对音调进行调节就是用电子原件通过一定的组合把微信号放大就是扩音器的原理是把接收进来的信号经过电子元件的组合把信号放大其动作原理是把电讯号转换为声音讯此研究和设计功率放大器对音频技术的发展和应用有着重要的意义本实验课题介绍了一种具有收音拾音等输入的功率扩音机的设计通过完成本课题要求掌音响电路的前置级音级集成分立元件功放的设计与主要性能参

14、数的测试方法并问题的能力目的使学生灵活的牢固掌课堂中的电子线路的工作原理分析方法和设计方法学会电路的一般设计方法和设计流程并应用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计指标要求额定输出功率负载阻抗频率响应在无高低音提 图 6（b）音调控制 图 6（c）功放输出 能是对弱信号进行电压放大和功率放大推动负载工作同时需要对音调进行调节就是用电子原件通过一定的组合把微信号放大就是扩音器的原理是把接收进来的信号经过电子元件的组合把信号放大其动作原理是把电讯号转换为声音讯此研究和设计功率放大器对音频技术的发展和应用有着重要的意义本实验课题介绍了一种具有收音拾音等输入的功率扩音机的设计通过完成本课题要求掌音

15、响电路的前置级音级集成分立元件功放的设计与主要性能参数的测试方法并问题的能力目的使学生灵活的牢固掌课堂中的电子线路的工作原理分析方法和设计方法学会电路的一般设计方法和设计流程并应用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计指标要求额定输出功率负载阻抗频率响应在无高低音提七、结论 通过此次的课程设计，从理论的学习到实践操作，再将实践结合理论，从中 我能够体会到许多乐趣。首先，能够进一步地加深我们对课本上的理论知识的理 解，坚定了我对课本知识的巩固的决心。其次，在将理论知识转化为实物的实践 操作中，体会到了我们生活中的许多东西就是需要将我们所学的基础知识联系到 实践中去。最后，在比较圆满地完成此次课

16、程设计中，我通过自己的动手将 1W 扩音电路做出来了，感觉到了劳动创造美好。合理布局，分级装调。由于模电相对于数电会有很多的因素干扰，所以要一 级焊完，要先测试一下看是否可行。如果不行直到行为止，再接着焊接下一级，直到焊完。但是我确实全部焊接完成之后才进行测试的，这是对自己焊功的自信，认为只要焊出来就不会出错。可是第一次测却发现连一级都没有反应，一开始以 为是三极管烧坏了，就去换了一个三极管，可是结果还是一样。后来回去就对着 电路图看，看一下有没有焊接错的地方。经过我再三检查可以确定的是电路没有 焊接错误，于是我萌生了重新焊过的想法。但是同学提醒我说就看一下芯片有没 有坏，我一想也对，线路都对

17、只剩下这个没有查过。第二周上课我就找同学借了 两个有用的芯片去测试。测试结果证明的确是芯片的问题，换过一个有用的芯片 就可以了。所以我的焊功还是没有问题的。这一次模电课设就到此完美结束了。通过此次课程设计，一方面锻炼了我们的焊接动手能力，另一方面也让我们 加深对电路设计和电路测试和电路排错的理解。元件合理布局和走线。电路焊接时得先对元件进行排版，排版时还要兼顾整 体布局，是否恰当。在最初拿到器件时，由于我的心急，没有排好板就直接焊上 去，虽然只用了三分之一的板，但也不得不的用了两根导线，使得电路没有更好 的完善。通过这次的教训，使我知道了排版的重要性，相信我以后会做得更好的。总之本次课程设计和

18、实践，让我们把模电理论知识学以致用，更让我们牢固 掌握课堂中学到的电子线路的工作原理、分析方法和设计方法。学会电路的一般 设计方法和设计流程，并应用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计。参考文献 1 童诗白.华成英 模拟电子技术基础（第四版）.北京：高等教育出版社,2006.200-250.2 康华光.电子技术基础（模拟部分）.北京：高教出版社,1999.70-110.3 模拟电路课程设计指导书.福州大学阳光学院出版 2014.1-11 能是对弱信号进行电压放大和功率放大推动负载工作同时需要对音调进行调节就是用电子原件通过一定的组合把微信号放大就是扩音器的原理是把接收进来的信号经过电子元件的组合把信号放大其动作原理是把电讯号转换为声音讯此研究和设计功率放大器对音频技术的发展和应用有着重要的意义本实验课题介绍了一种具有收音拾音等输入的功率扩音机的设计通过完成本课题要求掌音响电路的前置级音级集成分立元件功放的设计与主要性能参数的测试方法并问题的能力目的使学生灵活的牢固掌课堂中的电子线路的工作原理分析方法和设计方法学会电路的一般设计方法和设计流程并应用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计指标要求额定输出功率负载阻抗频率响应在无高低音提