扩音器实验报告.doc

扩音器实验报 告班级：姓名：学号: 指导老师：丘社权一、 课题名称扩音机电路的设计与实现二、 课题摘要扩音设备的作用是把从话筒、录音卡座、CD机送出的微弱信号放大成能推动扬声器发声的大功率信号，主要采用运算放大器和集成音频功率放大电路来构成扩音机电路。本实验设计电路主要包括三级电路，分别的作用是前置放大、音调控制和功率放大。三、 关键字LF353、TDA2030A、音调控制、前置放大、功率放大四、 设计任务要求设计实现一个对话筒输出信号具有放大能力的扩音电路，在面包板上实际搭建并调试测试，用PROTEL绘制原理图。要求指标如下：1、 最大输出功率0.5W2、 负载阻抗为8欧姆。3、 具有音调控制功能，用两个电位器分别调节高音和低音。4、 输出功率大小连续可调，即用电位器可调节音量大小。5、 频率响应具有6KHZ的带宽。6、 输入端短路时，躁声输出电压有效值不超过10mV，直流输出电压不超过50mV，静态电源电流不超过100mA。五、 设计思路1、 总体框图及设计前置放大主要完成小信号的放大，一般要求输入阻抗高，输出阻抗低，频带宽，躁声小。音调控制主要实现对输入信号高、低音的提升和衰减。功率放大决定了整机的输出功率，非线性失真系数等指标，要求效率高，失真小，输出功率大。根据设计指标，扩音机各级增益的分配为：前置放大电压100倍，音调控制中频电压放大1倍，功率放大级电压放大4倍。2、 前置放大器的设计前置放大器选用集成运算放大器LF353，一种双路运算放大器，属于高输入阻抗、低噪声的集成器件。前置放大电路包括两级。第一级放大电路的增益Au1=1+R3/R2=10，因此选取R2=10K，R3=100K。第二级放大电路的增益Au2=10，同样选取R5=10K，R6=100K。C1=C3=C5=10uf，C2=150pf，C4=100uf。3、 音调控制器的设计音调控制只对低音和高音的增益进行提升或衰减，对中频信号的增益保持不变。音调控制的关键是电阻电容网络的选频作用。如图所示，输入信号分成两个支路送到放大器的输入端。一条是经R8、RP1、C6、R11到输入端，并经过C7、R9到输出端形成负反馈。另一条是经过RP2、R10、C8到输入端。这两条支路电容容量相差很大，取C6=C7=0.01uf对低频信号影响大，C8=330pf对高频信号影响大。中频段：C6、C7视为短路，C8视为开路，等效电路如图所示，增益Au=-R9/R8=-1，取R8=R9=51K。低频段：C8视为开路，调节RP1能改变低音的放大倍数，产生低音的提升和衰减。高频段：C6、C7视为开路，调节RP2能改变高音的放大倍数，产生高音的提升和衰减。综上，选取R10=18K，R11=51K，RP1和RP2的阻值要远大于R8、R9、R10、R11。4、 功率放大器的设计选用TDA2030A型单片集成功率放大电路，其主要特点是：a上升随率高、瞬态互调失真小；b输出功率大，可达18W；c外围电路简单，使用方便；d采用5脚单列直插的封装形式，体积小；e内含保护电路，安全可靠。六、 实现功能及测试数据1、 最大输出功率Pmax=Umax*Umax/R=1.125W。测量方法：调节信号发生器输入信号的电压值，用示波器观察输出波形，直至发生明显失真，此时电压输出为最大值。2、 负载阻抗为8欧。3、 具有音调控制功能，用两个电位器分别调节高音和低音。输入1KHz，峰值为75mv的正弦信号时，输出正弦信号峰值为5V；输入10KHz，峰值75mv的正弦信号，输出功率-41dB-72dB；输入100Hz，峰值75mv的正弦信号，输出功率-60dB-83dB。测试方法：分别输入高、低频信号，调节RP1和RP2，观察输出波形，出现明显失真时的输出电压即为上下限。4、 频率响应：BW=10 KHz。测试方法：调节输入信号的频率，观察输出波形，找出输出幅度不变的一段对应的频率差即为频宽。5、 输入端短路，噪声输出电压有效值1.8mV，直流输出电压0V，静态电源电流50mA。测试方法：输入端短路，交流毫伏表测输出电压即为噪声输出电压有效值，万用表测输出电压即为直流输出电压，万用表测静态电源输出电流即为静态电源电流。七、 故障及问题分析1、 输出噪声过大，检查各级电路是否连接完好，调节RP1、RP2，观察输出波形直至无杂波。2、 输出明显失真，输入正弦波，调节RP3，观察输出波形直至输出完好正弦波。3、 连接电路不够熟练，布线不够合理。4、 技术指标的测试方法掌握不够，具体测试方法见上部分。5、 为减小电路出现问题的可能性，采取逐级连接，逐级排查的方法。八、 Protel绘制原理图及布线图九、作品图十、心得体会 通过本次实验之后，我深刻地了解到一件小小的作品并不是想象中那么容易就可以完成的，一个电路图就已经包含了很多专业知识，包括布线是否合理、元器件摆在哪里最合适以及修改电路图来优化电路，使最终作品能够成功并且提高其质量等。这些都是我们实验过程需要注意以及改善的问题。起初，由于没考虑到焊盘大小和实际腐蚀情况，结果弄出来的电路图线与线之间的距离太近，那么就导致了腐蚀失败的可能性，同时焊盘太小也导致了无法按要求钻孔和安装元器件。因此，我们又重新去修改电路的布线问题、线宽问题、钻孔问题、检查电路图是否可行。解决这些问题之后，我们便拿去腐蚀，接下来就是焊接元器件的工作了。在焊接过程中，有些元器件比较难分辨正负极，结