音调可调的音频功率放大器设计指导

1、山东理工大学电气与电子工程学院课程设计指导书课程 名称：模拟电子技术课程设计专 业：系（教研室）：电工电子教研室年 月 日一、目的、任务(1)巩固和加深学生对电子电路基本知识的理解，提高他们综合运用本课程所学知识的能力。(2)培养学生根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能 力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。(3)通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件初步掌握简单实 用电路的分析方法和工程设计方法。(4) 了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成

2、果，正确地绘制 电路图等。(5)培养严肃、认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，帮助学生逐步 建立正确的生产观点、经济观点和全局观点。二、设计内容1 .设计题目：音调可调的音频功率放大器2 .设计指标：(1).额定功率：Po>5W(2) .额定负载电阻：R_=8Q0(3) .频率响应：20H入20KHZ(4) .音调控制范围：低音 100HZ± 12dB;高音10KHZb 12dR* (5).失真度：小于1%。(6)电源：± 12V。选作：带电子分频的音频功率放大器。三、主要关键技术的分析音调可调的音频功率放大器的组成如下图所示，由前置放大级、带通滤波器、音调

3、控制级、功率放大级、扬声器等电路组成。扬声器功率放 大级1 .前置放大级前置放大器接收由传感器送来的信号，它把信号放大后再送给下一级。因此要求: 第一，前置放大器与各种传感器的配合问题，它的输入阻抗应当适应不同传感器件的 要求。第二，它的输出阻抗应和下一级匹配。第三，由于输入信号电平很低，前置放 大器本身产生的噪声要和信号一起经过放大器全程放大，当噪声较大时就可能将信号 淹没，这就要求噪声系数要小。2 .带通滤波器带通滤波器的功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围 以外的信号。带通滤波器按设计要求由低通滤波器和高通滤波器组成。带通滤波器可由RC元件组成无源滤波器，也可由 R

4、C元件与运算放大器组成有源滤波器。带通滤波器可由一阶滤波器组成，也可由二阶滤波器组成。3音调控制级人们在欣赏音乐时，总希望听到悦耳的声音，但由于爱好不同，有的人喜欢声音浑厚深沉，有的人则喜欢清脆嘹亮。这就要求对信号频率特性进行人为加工，使频率特性中某一段频率特性增加或降低达到某种效果，这就是音调控制，有称音质调节。高低首首质调节，是在通频带的两端进行频率特性调节，例如100Hz左右、10kHz左右，并且要求在进行高低音调节时，中心频率（一般指1kHz）附近频率特性应保持基本不变，以保持音量。4功率放大级功率放大器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

5、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。功率放大器的常见电路形式有单电源供电的 OTL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。四、设计（研究）步骤设计（研究）步骤可分为：1. 首先确定前置放大级电路，满足输入电阻高、输出电阻低、放大倍数大的要求。分析工作原理，确定元器件型号，计算元器件参数。2. 确定带通滤波器电路，分析工作原理，按频带要求选择参数。3. 确定音调控制电路，分析工作原理，按幅频特性计算转折频率，按要求提升或衰减高低音。确定高低音调节电阻数值，计算耦合电容大小。4. 确定功率放大器电路，设置静态工作

6、点，使其工作在甲乙类状态。分析工作原理，计算元器件参数，并计算放大倍数、输出功率、管耗、效率等。5. 画出整机电路图，列出所用元器件明细表（型号、数值、参数、数量）。6. 用EW昉真软件设计电路，仿真整机电路工作过程。五、时间安排（ 1） 星期一上午首先由教师讲解课程设计的基本步骤、模拟电子电路的设计方法、主要元器件的类型及选择方法、注意事项等等，然后布置设计任务，下达设计任务书。（ 2）星期一下午学生查阅资料，确定音调可调的音频功率放大器总体方案。（ 3）星期二单元电路的设计：设计前置放大级和带通滤波器。（ 4）星期三设计音调控制级电路和功率放大级电路。（ 5）星期四整机电路设计和仿真，写总

7、结报告即设计说明书和绘电路图。（ 6） 星期五进行设计总结，采用主动申请答辩、点名答辩和教师讲评等手段进行设计总结 。六、解决思路和方案比较首先确定数字钟的总体方案，进行单元电路的设计，各单元电路的解决思路和方案比较：1. 确定前置放大级电路为了获得输入电阻高、输出电阻低、放大倍数大的要求，可以采用同相比例集成运放电路，并引入深度电压串联负反馈；也可以采用场效应管共源极放大电路。设计方案很多，可查阅参考文献。2确定带通滤波器电路按给定频率范围，确定高通和低通截止频率。可以设计一阶有源高通和低通滤波器；也可以设计二阶有源高通和低通滤波器。3确定音调控制级电路音调控制电路种类很多，有 RC无源调节

8、电路，有源反馈式音质调节电路等。RC无源调节电路的调节范围宽，但中音电平也要衰减，并且在调节过程中整个电路的阻抗也在改变，失真较大。而有源反馈式音质调节电路中，RC调节电路仅作为放大器反馈电路的一部分，用来改变反馈量的频率成分，使调节器的提升或衰减更显著，失真较小，使用的较多。4确定功率放大级电路可以选用单电源供电的 OTL电路，也可以选用正负双电源供电的 OCL电路。可以采用集成运放组成的功率放大器，也可以采用晶体管分立元件组成的功率放大器。七、成绩评定1. 理论设计与总结报告内容（ 1） 方案论证；（ 2） 电路工作原理分析；（ 3） 单元电路设计计算；（ 4） 元器件的选择；（ 5） 总电路