扩音机的设计与制作

通信电子电路课程设计书扩音机系、部：电气和信息工程系学生名称：王文刚指导教师：贾雅琼讲师专业：电子信息工程类别：电子0903完成时间： 2011年12月6日摘要近年来，计算机技术进入了前所未有的快速发展时期，随着电子信息技术的发展，声放大器在电子技术基础中的位置变得越来越重要，它不仅是电子信息类专业的重要部分，也是其他类专业工程中必不可少的。 放大器电路作为子系统的应用，发展更快，已经成为下一代电子设备不可或缺的核心部件，其在现实生活中的运用也非常普遍和广泛。扩音器电路将微弱声音信号放大为使扬声器移动的功率信号，主要由运算放大器和内置音频功率放大器构成。 电路结构分为前置放大器、俯仰控制、功率放大器三部分。前置放大器主要完成小信号的放大，一般要求输入阻抗高，输出阻抗低，带宽、噪声小，音调控制主要要求输入信号高，实现低音的提高和衰减。 功率放大器决定装置整体的输出功率，效率高，真的尽可能小，输出功率大。关键词：扩音器功率放大器音调控制ABSTRACT最近一年， computertechasentedtheardddeplicationprodeventionofhitherstounknown withthedeventofelectronectioninelectronectronelectronectronectronectronectronnectronectrone isnotonolythespecialtionsofelectronicinformationisanimportantpart， alloinothertectyofprofesencentionisnecessary.ampfiercontricationasthesubsystemofapplication， development is rapid hasbecomeanewgenerationofelectronicequipmentindispensablecorecomponent，istreallifeuseisverycommonandwidthly。ampfierconfirectisthevoicesignalamplicationtorividetheloudspacetothehighpowersignals mainfybytheoperationalaccompanfirerandintepreamplifiermainlyperformedinsmallsignalamplification，generrequirementsofhighinputimpedance，low output impedance，frequency bandwidth noise is small，thetonecontrolistoachievethemaininputsignalinhigh，bass enhancement and attenuation； poweraminfierdeterminestheoutputpower，高性能要求，it is as小型可接受，大功率输出。key words :应用程序； 电源适配器； tone control (控制)目录一、设计任务和要求1二、设计原理分析22.1扩音器的原理32.2 LM353芯片介绍32.3设计思路的分析5三、总体设计方案63.1前置放大器73.2音调控制电路153.3功率放大器19四、扬声器的调整194.1前置放大器的调试204.2音调控制电路的调试214.3功率放大器的调试214.4机械整体的调整22五、故障和问题分析23六、实验总结和结论24参考文献25。谢谢26附录27一、设计任务和要求1 .设计目的(一)掌握扩音机的设计、组装和调整方法；(2)掌握集成功率放大器的工作原理和使用方法；2 .设计任务1 )设计2瓦双通道功率放大器(1)最大输出非失真功率POM8W。(2)功率放大器的带宽BW50Hz15KHz。(3)在最大输出功率下非线性失真系数3%。(4)具有音调控制功能：低音100Hz时有12dB的调节范围，高音10kHz时有12dB的调节范围。(5)具备用2个音量分别调整高音和低音的音调控制功能。 如果输入信号是1KH，且输出是0dB，则如果输入信号是10KHz正弦，通过调节低音量可以改变12dB的输出功率，则可以调整高音点以改变12dB的输出功率。2 )组装调整放大器3 )画出扩音机的完整回路4 )模拟调试二、设计原理分析2.1扩音器原理扩音设备的通常作用是将从麦克风等音频设备输出的微弱信号放大为促使扬声器发声的大功率信号，因此主要使用运算放大器和功率放大器。 因此，由前置放大器、音调控制器、功率放大器的几个部分构成。 前置放大器适当地放大输入信号，将放大后的信号发送到音调网络，在音调网络上，该信号的幅度在减小。 典型的单调网络特性是：中音(1000HZ )小于3DB，低音(100HZ )调整范围是_12DB，高音(20KHZ )调整范围是14DB，可以根据音节的目的在“音调选择器”中选择不同的位置。 最后，向功率放大级发送进行了功率放大的信号，向扬声器发送，放大后的音调信号由扬声器获得。音频功率放大器能够放大从音源输入的信号，并输出驱动扬声器。 声音的种类各种各样，例如麦克风(麦克风)、自动存储塔、录音机(放音头)、CD播放器、线路传输等，这些声源的输出信号的电压差从零点到数毫伏特大到数百毫伏特。 普通的功率放大器的输入灵敏度一定，当这些不同的声源信号直接输入到功率放大器时，对于输入过低的信号，功率放大器的输出不足，如果输入信号的振幅过大，则功率放大器的输出信号变得过载，丧失了声音放大的意义。 因此，实用的音频功率放大系统需要放大器适应不同输入信号、放大、衰减、进行阻抗转换等，以与功率放大器的输入灵敏度相一致。 并且，在各种声源中，除信号的振幅差异外，它们的频率特性也有可能不同，例如，播放器的输出信号和各磁带的放音的输出信号的频率特性曲线有所翘曲，即低音衰减，提高高音。 在对这样的输入信号进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复为接近平坦的状态，即，加入到频率均衡网络放大器中。对于麦克风或线输入信号，通常仅通过放大或衰减输入信号，无需实现频率平衡。2.2 LM353芯片介绍图2.1LF353芯片图LF353是四相运算放大器。 与单电源应用情况下的标准运算放大器相比，具有一些显着优点。 这四个放大器可以在低至3. 0伏特或高至32伏特的电源下操作。 由于共模输入范围包含负电源，因此无需在多种用途中采用外部偏置元件。 每一组运算放大器由图1所示的符号表示，具有五个引脚，其中，-是两个信号输入端子， v 、 V-是正的，负的电源端子， Vo 是输出端子。 两个信号输入端子中，Vi-(-)是反相输入端子，输出端子Vo的信号与其输入端子的比特相反，Vi ()是同相输入端子，输出端子Vo的信号与其输入端子的相位位置相同。LF353是2s运算放大器，其是具有高输入阻抗、低噪声的集成设备。 其输入阻抗为104M，输入偏置电流极为50X10-12A，单位增益频率为4MHZ，转换速度为13V/us。2.3分析设计思路1 .由于麦克风供给的信号非常弱，因此需要一级前置放大器，此级的电路放大器不高，并且主要需要高阻抗，从而确保尽可能大的声音信号输入到低噪声输入。 降低输出阻抗，使电路具有较强的负载能力，能够驱动后级的电路。 根据这些要求，选择集成运算放大器LF353和LF353属于具有高输入阻抗低噪声的集成设备，其输入阻抗达到104M，输入偏置电流具有极高的50X10-12A，单位增益频率为4MHZ，并且转换速度为13V/us。2 .音调控制器通过电阻电容网络的频率选择作用实现音调控制。 将输入信号分成两部分并发送到放大器的输入端，一部分具有对低频信号的选择和调整作用，一部分具有对高频信号的选择和调整作用，以小容量实现输入信号的高低频提升和衰减3功率放大器确定了整个装置的输出功率、非线性失真系数等指标，要求效率高，失真尽可能小，输出功率大。三、总体设计方案根据设计问题的要求和原理分析，该音频功率放大器电路可分为三级：一级：前置放大器主要在小信号中完成无失真的放大，通常要求输入阻抗高、输出阻抗低、频带宽、噪声小。二级：音调控制、回路功能不仅扩音，还有抑制和提高低音。第三级：功率放大器决定最终电路的输出效应，要求效率高，失真尽可能小，输出功率大。扩音电路可以用图3.1所示的框图实现。图3.1音频功率放大器结构框图设计时，首先根据技术指标要求，决定各级增益的分配，对各级电路进行具体设计。 P0max=4W时，输出电压为了将输入5mv的信号放大到输出的6V，所需的总放大因子为1200，由需要足够裕量的集成放大器级别确定，因为实际电路中有损耗，所以该级别的增益不太大，通常为几十倍。 音调控制级使时增益加倍，实际产生衰减，因此加倍。 各级电压增益的分配如图3.2所示为：图3.2电压增益分配图以下主要介绍各部分电路的特点和要求。3.1前置放大器前置放大器的主要功能是使麦克风的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗一致，二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度一致。 由于麦克风的输出信号非常微弱，通常只有100V几毫安，所以前置放大器的输入级的噪声对放大器整体的信噪比有很大影响。 在前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管构成的各个元件构成的前置放大器，首先选择低噪声的晶体管，并设置适当的静态工作点。 由于场效应晶体管的噪声系数一般小于晶体管且与静态操作点几乎无关，因此对于要求高输入阻抗的前置放大器来说，使用低噪声场效应晶体管来配置放大器是合理的选择。 当前置放大器由集成运算放大器构成时，请务必选择低噪声、低漂移的集成运算放大器。 对前置放大器的另一请求需要足够宽的频带以确保音频信号不被失真放大。麦克风发出的信号非常弱，所以通常在音调控制器前安装前置放大器。 考虑到设计电路的频率响应、对零输入时的噪声、电