毕业设计----具有音调控制的音频放大器的设计

1、毕毕业业设设计计（论论文文） 题题 目目 具有音调控制的音频放大器的设计具有音调控制的音频放大器的设计 专专 业业 班班 号号 学学 生生 姓姓 名名 指指 导导 教教 师师 答答 辩辩 日日 期期 毕业设计（论文）评语毕业设计（论文）评语 姓名： 学号： 专业： 毕业设计（论文）题目： 工作起止日期： 年 月 日起 年 月 日止 指导教师对毕业设计（论文）进行情况，完成质量及评分意见： _ _ _ _ _ _ 指导教师签字： 指导教师职称： 评阅人评阅意见： _ _ _ _ _ _ _ 评阅教师签字：_ 评阅教师职称：_ 答辩委员会评语： _ _ _ _ _ _ 根据毕业设计（论文）的材料和

2、学生的答辩情况答辩委员会作出如下评定： 学生 毕业设计（论文）答辩成绩评定为： 对毕业设计（论文）的特殊评语： _ _ _ _ _ _ 答辩委员会主任（签字）： 职称：_ 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员（签字）：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 年 月 日 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 姓 名： 系（部）： 专 业： 班 号： 任务起至日： 年 月 日至 年 月 日 毕业设计（论文）题目： 立题的目的和意义： 技术要求与主要内容： 进度安排： 同组设计者及分工： 指导教师签字_ 年 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字_ 年 月 日 本科毕业设计（

3、论文） i 摘 要 本文首先对功率放大器的课题背景作简要的说明，随后对功 率放大器的一些基础知识进行介绍。此外，相应的介绍低频功率 放大器的各单元电路前置放大、音调控制电路、音量控制电路 和功率放大部分的组成与工作原理，详细叙述了音量控制电路部 分。 通过分析低频功率放大电路,对功率放大器进行深刻的阐述。 功放电路为本机的主放大器,它的输出波形容易受前置级的影响， 在调试部分对功率放大器出现的干扰、自激振荡现象等做了细致 的分析。 关键词关键词 低频功率放大器、前置放大、音调控制、音量控制电路 本科毕业设计（论文） ii abstract in this paper, the backgrou

4、nd of the subject pa to make a brief statement, followed by some basic knowledge of the power amplifier are introduced. in addition, the corresponding introduction of low-frequency power amplifier circuit in each unit - pre-amplification, tone control circuit, the volume control circuit and power am

5、plification part of the composition and working principle described in detail some of the volume control circuit. by analyzing the low-frequency power amplifier circuit of the power amplifier in-depth elaboration. amplifier circuit main amplifier-based machine, and its output waveform vulnerable to

6、the impact of pre-level, in the commissioning of the power amplifier part of the emerging interference, self-oscillation phenomena have done a detailed analysis. key word low frequency power amplifier；pre-amplification；tonality control circuit；volume control circuit 本科毕业设计（论文） iii 目目 录录 摘摘 要要.i abst

7、ractabstract .ii 第第 1 1 章章 绪绪 论论 .1 1.1 课题背景.1 1.2 选题的目的.1 1.3 选题的意义.1 1.4 本课题主要研究内容.2 第第 2 2 章章 功率放大器电路分析功率放大器电路分析 .3 2.1 功率放大器的基础知识.3 2.1.1 功率放大器的作用.3 2.1.2 功率放大器的电路组成.4 2.1.3 信号源和负载.4 2.1.4 功率放大器的种类.5 2.3 功率放大器的性能指标.6 2.3.1 失真度.6 2.3.2 频率响应.6 2.3.3 输出功率.7 2.3.4 输入电压.7 2.3.5 音调控制范围.8 2.3.6 信噪比.8 第

8、第 3 3 章章 整机电路的设计整机电路的设计 .9 3.1 整机电路的组成.9 3.2 技术要求.9 3.3 电路说明.9 3.4 单元电路的设计与分析.10 3.4.1 前置放大器.10 本科毕业设计（论文） iv 3.4.2 音调控制电路.11 3.4.3 音量控制电路.12 3.4.4 功率放大电路.12 第第 4 4 章章 低频功率放大器的安装与调试低频功率放大器的安装与调试 .16 4.1 电路安装与调试技术.16 4.1.1 合理布局、分级装调.16 4.1.2 调试技术.16 4.2 电路的调试.17 4.2.1 抑制干扰、噪声和消除自激振荡.17 4.2.2 前置放大器输入、

9、输出电压的测量.20 4.2.3 功率放大器的功率计算.20 总总 结结 .22 致致 谢谢 .23 参考文献参考文献 .24 附附 录录 1 1 .25 附附 录录 2 2 .26 本科毕业设计（论文） 1 第 1 章 绪 论 1.1 课题背景 功率放大器是音响装置的核心部分，无论是调谐器输出的信 号，还是话筒、录音机、电唱机输出的信号，都必须经过功率放 大器放大以后才能推动音箱发出声音。 功率放大器原来只是以分立元件的形式组成电路，近年来， 随着科学技术的普及和文化水平的提高，功率放大器也有集成化 产品，并在体育馆、影剧场、歌舞厅、家庭中的 hi-fi 音乐欣赏、 av 系统放音、卡拉 o

10、k 等场合得到广泛应用。 功率放大器是将音频电压信号放大到一定的功率并驱动扬声 器发声的一种设备。功率放大器在扩声中起着极其重要的作用， 如果没有功率放大器扬声器就不能扩声。 1.2 选题的目的 通过对低频功率放大电路的剖析，对功率放大器的工作原理有 较深入的了解。在讲解低频功率放大电路的原理中，结合介绍了 常见的电子电路，如前置放大电路、音调控制电路、音量控制电 路等。掌握这些电路的特点，能为进一步学习电子技术打下一定 的基础。 1.3 选题的意义 随着时代的前进，人们对扬声设备的要求越来越高，这些要 求不断推动新器件新电路的开发，并促进整个电声技术的发展， 尽可能采用最新技术并与现代化技术

11、结合起来，才能使得扬声设 备不断发展和完善，才能有广泛的应用前景，才能在更多领域中 发挥越来越大的作用。但是设计采用的是独立元件，对于锻炼个 人的动手能力和综合分析问题、解决问题的能力大有裨益。 本科毕业设计（论文） 2 1.4 本课题主要研究内容 本文首先对功率放大器的基础知识进行了详细说明，然后详 细分析了低频功率放大器的工作原理，各组成部分的作用，最后 介绍了低频功率放大器在安装调试中遇到的现象以及其对应的解 决方案，这对扬声设备的修理大有益处。 本科毕业设计（论文） 3 第 2 章 功率放大器电路分析 2.1 功率放大器的基础知识 2.1.1 功率放大器的作用 人在讲话的时候声音的强度

12、是很有限的，如果在一个有成千上 万人的会场中，要使每一个人都能清楚地听到是不可能的。利用功 率放大器，人只要对着话筒讲话，经过功率放大器放大，再从扬声 器中发出很强的声音，就可以使全会场的人都听到。 人讲话的声音通过话筒变成了微弱的电信号，这一信号的电压 大小同声音的强弱成正比，它的频率同声音的频率相同，这种电 信号叫做音频信号。话筒得到的音频信号，电压只有几毫伏，功 率放大器把这个微弱的音频信号放大，从功率放大器输出端可以 输出功率达几瓦到几十瓦，以推动扬声器发出声音。 在这一过程中，功率放大器的作用只是把音频电信号进行放大， 所以功率放大器也就是音频放大器。话筒能把声音变成电信号； 扬声器

13、能把电信号变成声音。我们把这类元件叫做电声元件。功 率放大器必须同电声元件配合使用，才能发挥出它的作用。 功率放大电路（简称功率放大器）通常位于多级放大电路的最 后一级，其任务是将前级电路放大后的电压信号再进行功率放大， 以足够的输出功率推动执行机构工作，如扬声器发声、电动机旋 转、继电器动作、仪表指针偏转等。 功率放大电路与电压放大电路都属于能量转换电路，它们是将 直流电源提供直流功率转换成被放大信号的交流功率，从而起到 功率和电压放大的作用。但由于在多级放大电路中所处的位置不 同，它们各自的功能是不同的：处于前置级的电压放大电路的任 务是将输入的微弱信号识别出来并加以有效的放大，大多工作在

14、 低电压、小电流、低噪声的条件下，研究的主要指标是电压放大 倍数、输入电阻、输出电阻、信噪比、频率特性等，它们工作时， 本身消耗的功率不大，向下一级输出的主要是电压信号，输出功 本科毕业设计（论文） 4 率不大，故效率问题可以不必考虑。功率放大电路除了对信号的 电压进行足够的电压放大外，还要求对信号进行足够的电流放大， 从而有足够的有用功率输出。 2.1.2 功率放大器的电路组成 功率放大电路由前置放大器、功率放大器、以及电源部分组 成。如图 2-1 所示。功率放大器的前置放大器主要作用是电压放大， 这部分包括音调控制，音量控制等电路。功率放大器也叫主放大 器，它可以把几十毫伏的信号电压放大到

15、要求的功率。电源部分 的作用是把 220v 交流电变成低压直流电，供给各级放大电路使用。 2.1.3 信号源和负载 能给功率放大器输入音频信号的装置叫做信号源。话筒也是一 种信号源。录音机、电唱机、收音机等也都是信号源。 各种信号源的输出信号电压是不同的。常用的动圈话筒的输出 电压约等于几毫伏；录音机的线路输出电压约 100200mv，录音 机的外接扬声器插口输出电压在 1v 以上；电磁头输出电压在 1mv 左右；收音机检波器输出电压约 30100 mv。 功率放大器的输入电阻是从功率放大器输入端看上去的等效电 阻。功率放大器的输入电阻比较高的时候，各种信号源的输出信 号都能送到功率放大器中。

16、如果功率放大器的输入阻抗不够高由 于分压作用，使高输出信号受到很大衰减，输入到功率放大器中 的信号就很小。 在调整功率放大器时，常用电阻代替扬声器做负载，负载电阻 的额定功率应大于或等于功率放大器的额定输出功率。 本科毕业设计（论文） 5 音调控制电路 前置放大器 音量控制电路 功率放大器 电源 信 号 源 图 2-1 功率放大器整机方框图 2.1.4 功率放大器的种类 功率放大器简称功放，它可以说是各类音响器材中最大的一个 家族了，其品牌、型号之多，实在举不胜举。虽然都称为功放，, 但以其主要用途来说,功放可以分为两个主要类别,这就是专用功放 与民用功放。 在体育馆场、影剧场、歌舞厅、会议厅

17、、公共场所扩声,以及录 音监听等处所使用的功放,一般说在其技术参数上往往会有一些独 特的要求,这类功放通常称之为专用功放或是专业功放。 而用于家庭的 hi-fi 音乐欣赏,av 系统放音,以及卡拉 ok 娱乐 的功放,通常我们称为民用功放或是家用功放。 专用功放与民用功放尽管在一些特性参数上有所差别,但也很难 说有一条泾渭分明的界线,比如用于音乐录音监听的功放很可能就 是一台可用于家庭 hi-fi 甚至是 hi-end 功放。hi-fi 功放与 av 功 放是目前家用功放中的两个主要类别。hi-fi 功放用于欣赏音乐,使 用者追求的是尽可能的“原汁原味” 。而 av 功放的使用者追求的 是与画

18、面相配合的“现场”效 果,甚至是夸张了的“现场”效果。 这两类功放不太好直接比较孰优孰劣。 晶体管功放和电子管功放并不存在着优劣的差异,只不过应用 本科毕业设计（论文） 6 的器件不同(一是晶体管,一是电子管),相对来说,电子管功放的工作 电压较高,但工作电流比较小,而晶体管功放的工作电压较低,工作电 流都比较大。 2.3 功率放大器的性能指标 功率放大器的性能的优劣是通过功率放大器的性能指标来反 映的。因此，必须了解功率放大器的指标意义。下面介绍功率放 大器的主要性能指标。 2.3.1 失真度 通过功率放大器放大，输出信号应该同输入信号内容完全相 同，只是幅度（电压）不同而已。也就是说，功率

19、放大器推动扬 声器发出的声音应同讲话人的声音完全一样，只是音量大小不同 而已。事实上，通过扬声器放出的声音同讲话人的声音多少会有 一些区别。质量低劣的功率放大器发出的声音甚至同讲话人的声 音相差很远，有时还产生闷塞、沙哑的声音。我们把功率放大器 输出信号同输入信号不同，产生畸变的这种现象叫做失真。 为了定量的表示失真的大小，我们把输出信号各次谐波电压 有效值的总和同基次波电压有效值的比，用百分数表示，叫做功 率放大器的谐波失真，或失真度。它可以通过失真度测量仪直接 测量出来，一般功率放大器的失真度在 7%以下，高传真功率放大 器的失真度在 1%以下。10%以上的失真人耳可以分辨出来。 2.3.

20、2 频率响应 我们知道不同乐器或不同的人发出的声音都不是由单一频率信 号组成的，而是由各种频率成分构成的频谱所组成的。一个乐队 既有发声频率较低的乐器，又有发声频率较高的乐器，演奏起来 占有很宽的频谱，听起来是十分悦耳的。这一频谱范围可以接近 整个音频范围，即 20hz20khz。如果用功率放大器来放音，那 就要求功率放大器对每一频率成份的信号都具有相同的放大倍数。 这时听起来才同真正乐队的演奏具有同样效果。如果高音频的放 本科毕业设计（论文） 7 大倍数小了，听起来就会感到声音发闷，含混不清；如果低音频 的放大倍数小了，听起来就显得单调，缺乏浑厚的感觉。 我们用频率响应（简称频响）这个指标来

21、衡量功率放大器对不 同信号放大倍数的均匀程度。当然我们希望功率放大器对整个音 频信号的放大倍数完全相同。事实上，由于晶体管高频特性、耦 合电容等的影响，功率放大器只对一般频率的音频信号的放大倍 数才是相同的，对频率很低或很高信号的放大倍数都会减小。一 般功率放大器的频率响应在 100hz10khz 加减 2db 范围内，高 传真功率放大器的频率响应可以达到 20hz20khz 加减 1db。 2.3.3 输出功率 功率放大器的输出功率是指功率放大器输出到电阻负载上的电 功率。输出功率是通过测量在规定负载上的电压数值计算出来的， 设负载电阻是 r（欧） ，输出电压是 u（伏） ，输出最大功率为

22、pmax（瓦）见式（2-1）就得到： pmax= (2-1) l 2 2r u 式中 pmax输出的最大功率 pmax输出电压 rl负载电阻 2.3.4 输入电压 功率放大器的输入电压也叫做输入灵敏度。它是指从功率放大 器输入端输入多大电压的信号，功率放大器才能输出额定功率。 输入电压越小，说明功率放大器的灵敏度越高。功率放大器输入 灵敏度并非越高越好，而是要同信号源的输出电压相适应。如果 功率放大器的输入灵敏度很高，信号源的输出电压也较高时，往 往在输入级就产生了严重的失真，即使调小音量，也得不到良好 的放音效果。一般来说，话筒插口的输入灵敏度应高 5mv；拾音 插口灵敏度应高于 200mv

23、；收音的输入灵敏度在 50100mv 之间 比较合适。 本科毕业设计（论文） 8 2.3.5 音调控制范围 有音调控制的功率放大器，能对高、低音进行提升或衰减， 为衡量提升或衰减的能力，引入了音调控制范围的概念。低音控 制范围一般指在输入 100hz 信号时，低音控制电位器对这个信号 输出电压的控制范围，并用分贝表示。在输入 5khz 或 10khz 信 号时高音控制电位器对这个信号输出电压的控制范围。 2.3.6 信噪比 功率放大器接通电源，不输入信号，距离功率放大器较近的时 候，可以听到轻微的噪声。功率放大器的噪声有两类，一类是有 规律的低频哼哼声，这是交流电源引起的交流声；还有一种沙沙

24、声，这是晶体管本身的噪声引起的。 当有输出信号的时候，噪声就被信号掩盖了。大功率功率放大 器输出功率大，收听者一般距扬声器远一些，所以噪声大一些也 影响不大。小功率功率放大器输出功率小，收听者距扬声器较近， 所以要求噪声小。用信号噪声比（简称信噪比或信杂比）来衡量 功率放大器噪声的实际效果是很有效的。 本科毕业设计（论文） 9 第 3 章 整机电路的设计 3.1 技术要求 1、额定输出功率：po=5w 2、负载阻抗（扬声器）：rl=8 3、频率响应：flfh=50hz15khz 4、输入电压：ui150mv 5、音调控制范围：1） 低音：100hz12db 2）高音：10hz12db 6、失真

25、度：3% 3.2 整机电路的组成 整机电路由前置放大器，音调控制电路，音量控制电路，功率 放大电路四部分组成整机原理图见附录 1（附图 1-1） 。 3.3 电路说明 由信号源输出频率为 50-10khz，大于等于 50mv 的交流信号， 经前置放大器进行 2.5 倍的放大后，由音调控制电路中的滑动变阻 器、进行音调的低频和高频控制，转折频率为 40-400hz。 1 rw 2 rw 输出信号进入音量控制电路，音量控制电路的作用是对前置放大 器的增益进行控制，将其输出信号进行衰减，其中小信号的衰减 倍数小，大信号的衰减倍数大，或者说对功率放大器的输入信号 进行控制，使其对大于 50mv 的信号

26、能进行线性放大。其中，555 产生手动控制音量所需的脉冲，集成模拟开关 cd4051 的 8 路输出 信号控制电阻分压网络的衰减倍数，其地址由计数器 cd4516 提供， 74ls138 译码器与发光二极管组成电平（音量）指示电路。在前置 级与功放级之间插入数字音量控制电路，能对输入信号进行线性 放大，且音量控制调节方便。最后，音量控制电路输出的信号进 本科毕业设计（论文） 10 入功率放大器，在功率放大部分采用将 la4102 集成功放接成 otl 形式，信号经功放放大后由扬声器输出。 3.4 单元电路的设计与分析 3.4.1 前置放大器 在前置放大部分采用的是集成四运算放大器 lm4558

27、，用到其 中的一个运放作为前置放大器，内部框图如图 3-1 所示。集成运算 放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当 外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时， 可以灵活地实现各种特定的函数关系如式（3-1） 。在线性应用方面， 可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 前置放大器的作用是将音频信号源的信号进行放大。其电路如图 3-2 所示，这是一个反相加法器电路，输出与输入电压间的关系为： =(1+) (3-1) o u 1 r rf i u 图 3-1 lm4558 内部框图 本科毕业设计（论文） 11 图 3-2 前置放大器电路图 3.4.2

28、 音调控制电路 音调控制电路是用运放a741 组成的衰减负反馈式电路，如图 3-3 所示。 a a7 74 41 1 图 3-3 音调控制电路图 其工作原理是：当 rw2的滑臂移向左端时，高频信号经 c4，r8 送入运放反相输入端；由运放输出端反馈过来的高频信号则经 rw2衰减后，经 c4，r8送入反相端。这时，耦合信号强，负反馈 信号弱，高频信号的输出增大。反之，当 rw2滑臂移向右端时， 高频信号需由 rw2衰减后经 c4，r8送入运放反相端，反馈信号则 本科毕业设计（论文） 12 直接由 c4，r8反馈至运放反相端。这时，耦合信号弱，负反馈信 号强，高频信号输出小。 同理，rw3的滑臂移

29、至左端时，低频输出增大，移向右端时， 低频输出减小。 3.4.3 音量控制电路 数字音量控制器的作用是对前置放大器的增益进行控制，将其 输出信号进行衰减，其中小信号的衰减倍率小，大信号的衰减倍 率大，或者说对功率放大器的输入信号进行控制，使其对输入信 号进行线性放大，如图 3-4 所示。数字音量控制电路由 c1815、tip41c、1015、tip42c 等管子组成。 图 3-4 音量控制电路 3.4.4 功率放大电路 功率放大电路（简称功放）的作用是给音响放大器的负载 （扬声器）提供一定的输出功率，当负载一定时，希望输出的 l r 功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高，

30、功率放大器的常见电路形式有 otl 电路和 ocl 电路。有用集成运 算放大器（简称运放）和晶体管组成的功率放大器，也有专用集 本科毕业设计（论文） 13 成电路功率放大器。 在本设计中的功率放大部分采用的是将 la4102 集成功放接成 otl 形式的电路。la4102 引脚图如图 3-5 所示，详细的介绍了其 各个引脚的功能。 la4102 集成功率放大器的引脚功能如下： 引脚 1 输出端，直流电平应为 ec/2。 引脚 2 接地端 引脚 3 接地端（或接负电源） 引脚 4、5 为了消除振荡，应接相位补偿电容。 引脚 6 负反馈端，一般接 rc 串联网络到地，以构成电压串 联负反馈。 引脚

31、 8 偏流端，一般不用。 引脚 7、11 空脚 引脚 9 输入端 引脚 10、12 为抑制纹波电压，应接入大的电解电容到地。 引脚 13 自举端，应接大的电容到 1 端起自举作用。 引脚 14 电源端，接电源 ec。 图 3-5 la4102 引脚图 如图 3-6 为功率放大器的原理图，其外部元件的作用如下： 、与内部电阻组成交流负反馈支路，控制功放级的电压增 25 r 19 c 11 r 益由公式（3-6） vf a 本科毕业设计（论文） 14 即 =1+/ （3-6） vf a 11 r 25 r 11 r 25 r 式中控制功放级的电压增益 vf a 其中： 为集成功放内部交流负反馈电阻

32、，=20k 11 r 11 r 为相位补偿电容。减小，带宽增加，可消除高频自激。 17 c 17 c 一般取几十皮法至几百皮法。 17 c 为 otl 电路的输出端电容，两端的充电电压等于/2，一 16 c cc v 16 c 般取耐压值远大于/2 的几百微法的电容。 cc v 为反馈电容，消除自激振荡，一般取几百皮法。 18 c 18 c 为自举电容，使复合管的导通电流不随输出电压的升高而减小。 15 c 、可滤除纹波。 13 c 14 c 为电源退耦滤波，可消除低频自激。 12 c 图 3-6 功率放大电路 额定功率： 音响放大器输出失真度小于某一数值(如 5)时的 最大功率称为额定功率由

33、公式（3-7） 。 本科毕业设计（论文） 15 即 （3-7） l o o r u p 2 式中额定负载阻抗； l r (有效值) 两端的最大不失真电压。 o u l r 本科毕业设计（论文） 16 第第 4 4 章章 低频功率放大器的安装与调试 4.1 电路安装与调试技术 4.1.1 合理布局、分级装调 功率放大器是一个小型电路系统，安装前要将各级进行合理 布局，一般按照电路的顺序一级一级地布局，功放级应远离输入 级，每一级的地线尽量接在一起，连线尽可能短，否则很容易出 现自激。 安装前应检查元器件的质量，安装时特别要注意功放块、运 算放大器、电解电容等主要零件的引脚和极性，不能接错。从输

34、入级开始向后级安装，也可以从功放级开始向前逐级安装。安装 一级调试一级，安装两级要进行级联调试，直到整机安装与调试 完成。 4.1.2 调试技术 电路的调试过程一般是先分级调制，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。静态调试时，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。前置级、 音调控制级 都是由运算放大器组成的，其静态输出直流电压均为 vcc2，功放级的输出(otl 电路)也为 vcc2且输出电容 cc 两 端充电电压也应为 vcc2。动态调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

35、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，因为集成运算放大器内部 电路已经确定，主要是外部元件参数的影响。 本科毕业设计（论文） 17 4.2 电路的调试 4.2.1 抑制干扰、噪声和消除自激振荡 放大器的调试一般包括调整和测量静态工作点，调整和测量放 大器的性能指标：放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带等。 由于放大电路是一种弱电系统，具有很高的灵敏度，因此很容易 接受外界和内部一些无规则信号的影响。也就是在放大器的输入 端短路时，输出端仍有杂乱无规则的电压输出，这就是放大器的 噪声和干扰电压。另外，由于安装、布线不合理，负反馈太深以 及各级放大器共用

36、一个直流电源造成级间耦合等，也能使放大器 没有输入信号时，有一定幅度和频率的电压输出，例如收音机的 尖叫声或“突突”的汽船声，这就是放大器发生了自激振荡。 噪声、干扰和自激振荡的存在都妨碍了对有用信号的观察和测量， 严重时放大器将不能正常工作。所以必须抑制干扰、噪声和消除 自激振荡，才能进行正常的调试和测量。 图 41 干扰噪声图 干扰和噪声的抑制：把放大器输入端短路，在放大器输出端 仍可测量到一定的噪声和干扰电压。其频率如果是 50hz（或 100hz） ，一般称为 50hz 交流声， 有时是非周期性的，没有一定 规律，可以用示波器观察到如图 41 所示波形。50hz 交流声大都 来自电源变

37、压器或交流电源线，100hz 交流声往往是由于整流滤波 不良所造成的。另外，由电路周围的电磁波干扰信号引起的干扰 电压也是常见的。由于放大器的放大倍数很高（特别是多级放大 本科毕业设计（论文） 18 器） ，只要在它的前级引进一点微弱的干扰，经过几级放大，在输 出端就可以产生一个很大的干扰电压。还有，电路中的地线接得 不合理，也会引起干扰。 抑制干扰和噪声的措施一般有以下几种： 1、选用低噪声的元器件 如噪声小的集成运放和金属膜电阻等。另外可加低噪声的前 置差动放大电路。由于集成运放内部电路复杂，因此它的噪声较 大。即使是“极低噪声”的集成运放，也不如某些噪声小的场效 应对管，或双极型超 对管

38、，所以在要求噪声系数极低的场合， 以挑选噪声小对管组成前置差动放大电路为宜。也可加有源滤波 器。 2、合理布线 放大器输入回路的导线和输出回路、交流电源的导线要分开， 不要平行铺设或捆扎在一起，以免相互感应。 3、屏蔽 小信号的输入线可以采用具有金属丝外套的屏蔽线，外套接地。 整个输入级用单独金属盒罩起来，外罩接地。电源变压器的初、次 级之间加屏蔽层。电源变压器要远离放大器前级，必要时可以把变 压器也用金属盒罩起来，以利隔离 。 4、滤波 为防止电源串入干扰信号，可在交（直）流电源线的进线处 加滤波电 路。图 42(a)、(b)、(c)所示的无源滤波器可以滤除雷电干扰（雷 电等引起） 。 本科

39、毕业设计（论文） 19 (a) (b) (c) (d) 图 42 滤波电路 和工业干扰（电机、电磁铁等设备起、制动时引起）等干扰信号， 而不影响电源的引入。图中电感，电容元件，一般 l 为几几十 毫亨，c 为几千微微法。图 4-2(d)中阻容串联电路对电源电压的突 变有吸收作用，以免其进入放大器。r 和 c 的数值可选 100 和 2f 左右。 5、自激振荡的消除 检查放大器是否发生自激振荡，可以把输入端短路，用示波器 （或毫伏表）接在放大器的输出端进行观察， 如图 43 所示波 形。自激振荡的频率一般为比较高的或极低的数值，而且频率随 着放大器元件参数不同而改变（甚至拨动一下放大器内部导线的

40、 位置，频率也会改变） ，振荡波形一般是比较规则的，幅度也较大， 往往使三极管处于饱和截止状态。 图 43 自激振荡波形图 高频振荡主要是由于安装、布线不合理引起的。例如输入和 输出线靠的太近，产生正反馈作用。对此应从安装工艺方面解决， 本科毕业设计（论文） 20 如元件布置紧凑，接线要短等。也可以用一个小电阻电容或单一 电容（一般 100pf0.1f，由试验决定） ， 进行高频滤波或负反 馈，以压低放大电路对高频信号的放大倍数或移动高频电压的相 位，从而抑制高频振荡如图 44 所示。 (a) (b) 图 44 抑制高频振荡电路 4.2.2 前置放大器输入、输出电压的测量 表 4-1 前置放大

41、器输入、输出电压的测量 输入电压 (mv) 输出电压 (mv) 50125 100250 10002500 通过测量值可计算前置放大器的放大倍数由公式（4-1） = （4-1） vf a ui uo 4.2.3 功率放大器的功率计算 通过测量得到功率放大器的输出电压值为 2.9v，由公式（4-2） =p*r （4- 2 u 2） 可得 p=/r=2.1，其中，r 取 4。 2 u 本科毕业设计（论文） 21 本科毕业设计（论文） 22 总 结 本次毕业设计的技术指标为：输入电压为 50mv；输出功率不 小于 5w；频带宽度为 5010khz；音量连续可调控制、具有高 音、低音控制。输入电压为

42、50mv 时， 观察前置放大器、音调控 制电路、音量控制电路以及功率放大器的输出波形，频率在 50 10khz 之间变化时，输出波形都有相应的变化。另外，中期检查 时，音量控制电路部分的八位档无显示现象，现在也已经解决， 音量控制部分已进入正常工作状态，能够实现加/减计数功能。 存在的不足之处是：音质还是有一点失真，特别是当音量很 大时失真就更明显，可能是元件的硬件质量不好，或者是电路设 计不太完美。如果再有多一些时间进行调试，也许失真问题可以 解决。 本科毕业设计（论文） 23 致 谢 在我的毕业设计中对我帮助最大莫过于我的指导教师温海洋老 师了。 首先感谢导师*老师在毕业设计期间所给予的关

43、心和帮助。 *老师对待工作认真负责、忙里抽闲，在处理公事和授课之余向 我耐心地讲解有关适宜。*这种对待工作认真负责、严以律己的 工作态度和宽以待人的崇高品质永远值得我们学习和借鉴。 在完成设计当中，我的导师*老师，他总是不断询问我的设计 情况，包括我的进展情况、在电路当中所遇到的困难情况和应该 怎样解决这些困难。特别是在我遇到困难时，他都会与我一起来 探讨应该怎样去做。当我在电路的调试过程中遇到了很棘手的问 题时，*不但向我伸出援助之手，更叫我不要灰心，在精神上给 予我安慰，直到完成设计才松了口气。他为我能够按时完成设计 给了很大的帮助，在我的设计当中起了决定性的作用。 在整个论文的撰写及修改过程，都是在*的热心指导下完成 的，在此，向在毕业设计当中给予我提供帮助的温老师说一声 “老师您辛苦了！” 预祝老师在今后的生活及工作中，身体健康、 工作顺利，在电子领域有更大的飞跃。 此外，我还要感谢*老师们，当我在搭建电路需要一些元件 时，*老师都会给我们提供最大的帮助，有时还与我们一起讨论造 成电路有问题的原因。实验室的老师们