电子电工课程设计-音响放大电路设计

1电子电工课程设计班级05环工（2）班学号姓名指导老师2目录1、明确设计任务11音响放大器的设计12主要技术指标2、总电路图及原理3、音响放大器的基本组成框图4、音响放大器各部分的作用41话筒放大器42电子混响器43功率放大器5、设计过程6、电路调试技术611静态值的调试612电压放大倍数的测量613测量输入电阻RF62混合前置放大级的调试621测量静态值UP、UN、UO的值（45V左右）622电压放大倍数的测量623级联调试63音调控制级的测试631测量静态值UP、UN、UO的值（45V左右）632测量音调控制级的特性64功放级的调试3641测量静态值UP、UN、UO的值（45V左右）642电压放大倍数的测量643测量输出功率7、整机功能试听电工电子技术课程设计任务书姓名刘衍斌班级05环境工程（2）指导老师徐琼琼题目音响放大器电路的设计课题的任务和要求用前置放大器、音调控制器、功率放大器、扬声器以及电源来构成音响放大器电路，以上电路由集成块、电阻、电容、三极管及二极管组成。要求1、放大器采用20电流，此电源是15交流电经过整流而得到。2、放大器输出功率为22，负载阻抗为8欧姆。3、前置放大器采用328双前置集成放大器，功率放大器采用13204双集成功率放大器。设计步骤1、阅读相关材料；2、进行总体方案设计与论证，画框图；3、进行单元电路的设计；4、元器件选择与参数计算；5、用四号图纸绘制原理图；6、撰写设计说明书，字数不得少与2000字；7、参考文献。参考1、曾建堂、谢荣祖主编电工电子基础实践教程。北京机械工业出版社。20022、师弈兵、李玉柏主编实用电工电器全书。成都电子科技大学出版社。1202073、郭永贞主编电子实习教程。北京机械工业出版社。12020204文献教研室主任时间1、明确设计任务11音响放大器的设计要求具有电子混响延时，音调输控制，卡拉伴唱，对话筒与录音机的输出信号进行扩音。已知条件VCC20V,话筒（低阻20欧）输出电压至5MV，录音机的输出信号100MV。电子混响延时模块一个，集成功放块13204双OTL一块，8欧/2W负载电阻RL一只，8欧/4W扬声器一只，集成运放BA328一块。12主要技术指标额定功率PCMAX1W负载阻抗RL8欧输入阻抗RL20K欧频率响应FLFH40HZ10KHZ音响控制特性1KHZ处的增益为0DB,100HZ和10KHZ处有20DB的调节范围AVLAVH20DB2、总电路图及原理5功放级的增益所以RF20K/100200欧，CB为相位补偿，CB减小，频带增加，可消除高频自激。CB一般取几十至几百皮法。CC为OTL电路的输出端电容，两端的充电电压为VCC/2,一般取耐压大于VCC/2的几百微法电容。CD为反馈电容，消除自激振荡，CD一般取几十皮法。CH为自举电容，CH与电路中的R10组成自举电路。使复合管T12,T13的导通电流不随输出电压的升高而减小。C43,C44消除纹波，一般取几十至几百微法。C42是电源退耦滤波，可消除低频自激。以上单元电路的设计值还需要通过实验调整和修改，特别是在进行整机调试时，由于各级之间的相互影响，有些参数可能要进行较大变动。3、音响放大器的基本组成框图（如图所示）64、音响放大器各部分的作用41话筒放大器由于话筒的输出信号一般只有5MV左右，所以话筒放大的作用是不失真地放大声音信号（最高频率达10KHZ）其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。42电子混响器用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有一定的深度和空间立体感，在卡拉OK伴唱机中，都带有电子混响器。电子混响器的组成框图如下图所示图中BBD器件称为模拟延时集成电路，内部由场效应管构成多级电子开关和高精度存储器。在外加时钟脉冲的作用下，这些电子开关不断的接通和断开，对输入信号进行取样，保持并向后级传递，从而使BBD的输出信号相对于输入信号延迟了一段时间。BBD的级数越多，时钟脉冲的频率越多，延迟时间就越长。43功率放大器给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能大。功率放大器有常见的单电源供电的TTL电路和正负双电源供电的OCL电路。有集成运放和晶体管组成的功率放大器，也有专用集成电路功率放大器芯片。在此设计制作中采用13204双OTL型集成音频功率放大器。5、设计过程首先确定整机电路的级数，再根据各级的功能及技术指标要求分配电压增益，然后分别计算各级电路参数，通常从功放级开始向前逐级计算。本设计已给定7了电子混响器电路模块，需要设计的电路为话筒放大器，混合前置放大器、音调控制器及功率放大器。根据题意要求，输入信号为5MV时输出功率的最大值为1W，因此电路系统的输出电压UO为283V（根POIOUOUO2/R1,可算得）总的电压增益，由于实际电路中会有损耗，故取AU600,各级增益分配如下图所示功放级增益AU4由集成功放块决定，取值为100，音调控制级在F1KHZ时，应为1（0DB），但实际电路有可能产生衰减，取AU308。话放级与混合级一般采用运算放大器，但会受到增益带宽积的限制，各级增益不宜太长，取AU175，AU21。当然上述分配可在设计中适当变动。6、电路调试技术电路调试过程一般是先分级调试，再级联调试，最后整机调试与性能指标测试。分级调试又分为静态调试与动态调试。静态调试将输入端对地短路。用万用表测该级输出端对地的直流电压。话筒级、混和级、音调级都是由运放组成的，其静态直流电压均为VCC/2,功放级（OTL电路）也为VCC/2,且输出电容CC两端充电电压也应为VCC/2。动态测试是指输入端接入规定的信号，用示波器观测该级输出波形，并测量各项性能指标是否满足题目要求，如果相差很大，应检查电路是否接错，元器件数值是否合乎要求，否则是不会出现很大偏差的，因为集成运放内部电路已经确定，主要是外部元件参数的影响。单级电路调试时的技术指标较容易达到，但进行级联时，由于级间相互影响，可能使单级的技术指标发生很大的变化，甚至两级不能进行级联。产生的主要原因是布线不太合理，连接线太长，使级间影响较大，阻抗不匹配。如果重新布线还有影响，可在每一级的电源间接入RC去耦滤波电路，电阻一般取几十欧，电容一般取几百皮法。特别是与功放级进行级联时，由于功放级输入功率较大，对前级容易产生影响，产生自激。产生的主要原因是集成块内部电路引起的正反馈，可以加强外部电路的负反馈予以抵消，如功放级5脚与1脚之间接入几百皮法的电容，形成电压并联负反馈，可消除迭加的高频毛刺。常见的低频自激振荡现象是电源电流表有规则地左右摆动，或示波器上的输出波形上下抖动。常见的主要原因是输出信号通过电源及地线产生了正反馈。可以接入RC去耦滤波电路消除。为了满足整机电路指标要求，可以适当修改单元电路的技术指标。61话放级的调试611静态值的调试接通直流电源后，用直流电压表测量UP,UN,UO的值。（应为VCC/2左右）612电压放大倍数的测量在输入端加上F1KHZ、有效值U1100MV的正弦交流信号。用电子毫伏表测量输出电压的有效值UO，则AUUO/U1,与理论值进行比较，看是否满足要求，同时用示波器观察UO的波形。631测量输入电阻4B输入电阻的测试方法与放大器输入电阻的测试方8法相同。62混合前置放大级的调试621测量静态值UP,UN,UO的值（45V左右）622电压放大倍数的测量分别在两输入端加上F1KHZ,有效值U1200MV的正弦交流信号，测出UO。计算AS并与理论值进行比较，同时用示波器观察UO的波形。623级联调试把话放级的输出加到混合级的输入端，在话放级端加入F1KHZ,U150MV正弦交流信号，测量混合级的输出UO，计算AS。并与理论值相比较，同时用示波器观察UO的波形，看是否失真63音调控制级的测试631测量静态值UP,UN,UO的值（45V左右）632测量音调控制级的特性64功放级的调试641测量静态值UP,UN,UO的值（45V左右）642电压放大倍数的测量分别在输入端加上F1KHZ有效值U120MV的正弦交流信号，测出UO。计算AUUO/U1并与理论值进行比较。注意用示波器观察的波形，看是否失真若产生失真，可适当减小输入信号的幅值。643测量输出功率7、整机功能试听用8欧/4瓦的扬声器代替负载电阻RL，进行以下功能试听话筒打扩音将低阴话筒接话筒放大器的输入端。应注意扬声器的方向与话筒方向相反，否则扬声器的输出声音经话筒输入后，会产生自激啸叫。讲话时扬声器发出的声音应清晰，改变音量电位器，可控制声音大小。电子混响效果将最子混响模块接话筒放大器的输出，用手轻拍