扩声电路课程设计

1、. 四川航天职业技术学院电子工程系课程设计专业名称： 电子信息工程 课程名称： 模拟电子技术 课题名称： 扩声电路 设计人员： 鲁建宇 指导教师： 王 燕 2009年6 月 24日 模拟电子课程设计任务书一、课题名称：扩声电路二、技术指标：1 最大输出功率为8W。2 负载阻抗为8。3 非线性失真系数不大于3%。<4>输入端短路时，噪音输出电压的有效值不超过10mV，直流输出电压不超过50 mV，静态电源电流不超过100mA5 输入阻抗不小于50k.6 具有音调控制功能，既用两只电位器分别调节高音和低音。当输入信号为1KHz时，输出为0dB；当输出为100Hz正弦波时，调节低音电位器

2、可以使输出功率变化±12dB；当输入信号为10kHz正弦波时，调节电位器也可以使输出功率变化±12dB.<7>频率响应80HZ6KHZ，即BW=6KHZ。三、要求：分析电路的组成及工作原理进行单位电路设计计算说明电路调试的基本方法画出完整的电路图小结与讨论指导教师：王 燕学 生：鲁建宇电子工程系2011年 6月8 日 目 录 摘 要4扩声电路的设计.5. 设计任务和要求5.基本原理.5 设计过程6.前置放大器的设计6. 音调控制器的设计7. 功率输出级的设计12 调试要点13 .前置级调试13 .音调控制器调试14. .功率放大器调试14 整机调试14 附录16

3、参考文献17结束语18摘 要扩音设备的作用是把从话筒、录放卡座、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，一般把这种设备称为扩音机。根据实际需要和放大器件的不同，扩音机电路有很多种类与功能。作为电子技术课程设计，本课题提出的扩音机电路性能指标比较低，主要采用运算放大集成电路和音频功率放大集成电路来设计一个对话筒输出信号具有放大能力的扩音机电路。关键词： 多级放大 OCL电路 放大增益K=20 1.1扩声电路的设计很多场合（如商场、学校、车站、体育场馆等）都安装有广播系统，它的主要 能是播放背景音乐、广播通知和要闻。这些广播系统都含有扩声设备，用以把话筒、录放卡座、CD机送出的微弱

4、信号放大成能推动扬声器发声的大功率信号。根据实际需要和放大器件的不同，扩声电路的设计也有很多种类。作为电子线路德尔课题设计，本课题提出的扩声电路性能指标比较低，主要采用理论课程里介绍的运算放大集成电路和音频功率放大集成电路来构成扩声电路。设计任务和要求 采用运算放大集成电路和音频功率放大集成电路设计个对话筒输出信号具有放大功能的扩声电路。其要求如下: (1)最大输出功率为8w。 (2)负载阻抗为8欧。 (3)非线性失真系数不大于 3（在通频带内、满功率下)。 (4)具有音调控制功能，即用两只电位器分别凋制高音和低音。当输入信号为1kHz时输出为0 dB； 当输入信号为100Hz正弦波时，凋节低

5、音电位器时可使输出功率变化+/-12dB；当输入信号为10kHz 正弦波时，凋节高音电位器时可使输出功率变化+/-12dB。 (5)输出功率的大小连续可调，即用电位器调节音量的大小。 (6)频率响应：当高、低音电位器处于不提升也不衰减的位置时，-3 dB的频带范围是80Hz6k Hz，即BW6kHz。 (7)输入信号源为话筒输入，输入灵敏度不大于20mv (8)输入阻抗不小于50k. (9)输入端短路时，噪声输出电压的有效值不超过10mv，直流输出电压不超过50 mv，静态电源电流不超过100mA。 基本原理扩声电路实际上是一个典型的多级放大器。其原理如图1所示。前置放大主要完成对小信号的放大

6、，一般要求输入阻抗高，输出阻抗低，频带要宽，噪声要小；音频控制主要实现对输入信号高、低音的提升和衰减；功率放大器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、失真尽可能小、输出功率大。设计时首先根据技术指标要求，对整机电路做出适当安排，确定各级的增益分配，然后对各级电路进行具体的设计。因为，=8W,所以此时的输出电压U =  =8V。要使输入为5mv的信号放大到输出的8V，所需的总放大倍数为功率放大音调控制前置放大总体框图:话筒输入扩声机中各级增益的分配为：前置级电压放大倍数为80；音调控制级中频电压放大倍数为：1；功率放大级电压放大倍数为：20。2设计过程2.1.前置放大

7、器的设计由于话筒提供的信号非常弱，一般在音调控制级前加一个前置放大器。考虑到设计电路对频率响应及零输入时的噪声、电流、电压的要求，前置放大器选用集成运算放大器LF353。前置放大电路是由LF353组成的两级放大电路。第一级放大倍数为10，即1+R3/R2=10,取R2=10K，R3=1OOK。第二级放大倍数也为10，R5=10K，R6=100K。耦合电容C1、C2取10uf，C4、C11取100uf，以保证扩音电路的低频响应。其他元件的参数为C3=10uf，R7=22K。 2.2音调控制器的设计 2）音调控制器音调控制器是控制、调节音响放大器输出频率高低的电路，其控制曲线如图中折线所示。图中

8、中音频率，要求增益；低音转折频率，一般为几十赫芝；中音频转折频率；中音频转折频率；高音频转折频率，一般为几十千赫芝。 图音调控制曲线 从图中可见，音调控制器只对低音频或高音频进行提升或衰减，中音频增益保持不变，音调控制器由低通滤波器和高通滤波器共同组成。实现此方案，可有两种形式。一种是用专用集成电路LA3600，外接发光二极管频段显示器，可看见各频段的增益提升与衰减的变化情况，在高中档收录机、汽车音响等设备中，一般采用专用音调控制集成电路。另一种是采用集成运放构成音调控制器，如图4.2. 3所示。图 音调控制电路设，在中、低音频区，可视开路，在高音频区，、可视为短路。当 时，音调控制器低频等效

9、电路如图（a）为b）为a）实质上是一个一阶有源低通滤波器，其传递函数表达式为（a） (b)图 音调控制器低频等效电路(a)低音频提升 ( b)低音频衰减 式中 或 或 时，可视为开路，运放的反相输入端为虚地，因运放输入电流，影响可忽略，此时电压增益为： 时，由式得 模为 此时电压增益相对下降了。时，由式得 模为 此时电压增益相对下降了。范围内，电压增益衰减速率为/10倍频程。同样可得出图(b当时，音调控制器高音频等效电路如图(a)所示。在高音频段、可视为短路，与、b)所示。(a) (b)图 音调控制器高频等效电路(a)高音频等效电路 (b) 三角形联接后的等效电路电阻关系式为若取，则这时高频等

10、效电路如图a）为b）为滑臂在最左端时，对应于高频衰减最大的情况。该电路为一阶有源高通滤波器，其传递函数表达式为 或 或 （a） （b）图 高频等效电路 （a）高频提升 （b）高频衰减通过低频等效电路相同方法分析，可得到以下关系式：时，可视为开路，时， 时， 时，可视为短路，电压增益为 范围内,电压提升速率为20dB/10倍频程，音调控制器高频时幅频特性如图中右半部虚线所示。实际应用中，通常是给出低频区和高频区处的提升量或衰减量x(dB),再根据下式求出转折频率和。即 3. 功率输出级的设计选用了TDA2030A型单片集成功率放大电路，其主要特点是：上升随率高、瞬态互调失真小；输出功率比较大；外

11、围电路简单，使用方便；采用5脚单列直插的封装形式，体积小；内含各种保护电路，工作安全可靠。（由于在DXP的库中找不到TDA2030A，图中用LM358的符号代替）功率输出级电路结构有许多种形式,选择由分立元器件组成的功率放大器或单片集成功率放大器均可.为了巩固在电子线路课程中所学的理论知识,这里选用集成运算放大器组成的典型OCL功率放大电路,电路图如图所示.其中由运算放大器组成输入电压放大驱动级,由晶体管VT1,VT2,VT3,VT4组成的复合管为功率输出级.三极管VT1与VT2都为NPN管,仍组成NPN型的复合管.VT3与VT4为不同类型的晶体管,所组成的复合管导电极性由第一只管子确定,为P

12、NP型复合管.3 调试要点 3.1前置级调试当无输入交流信号时，用万用表分别测量L353的输入点位，正常时应在0V附近。若输出端直流电位为电流电压值时，则可能运算放大器已坏或工作在开环状态。输入端加入ui=5mV,f=1000Hz的交流信号，用示波器观察有无输出波形。如有自激振荡。应首先消除（例如通过在电源对地端并接滤波电容等措施）。当工作正常后，用交流毫伏表测量放大器的输出，并求其电压放大倍数。输入信号幅值保持不变，改变其频率，测量幅频特性，并画出幅频特性曲线。3.2 音调控制器调试.动态调试：用低频信号发生器在音调控制输入400mV的正弦信号,保持副值不变.将低音控制电位器调到最大提升,同

13、时将高音控制电位器调到最大哀减,分别测量其幅频特性曲；然后将两个电位器的位置调到相反状态，重新测量其幅频特性曲。若不符合要求，应检查电路的连接、元器件植、输入输出耦合电容是否正确、完好。3.3. 功率放大器调试静态调试：首先将输入电容C8输入端对地短路，然后接通电源，用万用表测试U0，调节电位器RP3，使输出的电位为零。动态调试：在输入端接入400MV，1000HZ的正玄信号，用示波器观察输出波形的失真情况，调整电位器RP3输出波形交越失真最小。调节电位器RP4使输入电压的峰值不小于11V,以满足输入功率的要求。4 整机调试 将三级电路连接起来，在输入端连接一个话筒，此时，调节音量控制电位器R

14、P4,应能改变音量的大小。调节高、低音控制电位器，应能明显听出高、低音调的变化。敲击电路板应无声音间断和自激现象。参考文献6陈晓文 电子线路课程设计 ，电子工业出版社，2006 结束语 本学期我们开设了模拟电路课，这门学科属于电子电路范畴，与我们的专业也都有联系，且都是理论方面的指示。正所谓“纸上谈兵终觉浅，觉知此事要躬行。”学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以在本学期模电刚学完之际，紧接着来一次电子电路课程设计是很及时、很必要的。这样不仅能加深我们对电子电路的任职，而且还及时、真正的做到了学以致用。 通过这段时间不懈的努力与切实追求，在与同学的合作下终于做完了课程设

15、计。通过这次课程设计，我掌握了常用元件的识别和测试；熟悉了常用的仪器仪表；了解了电路的连接、焊接方法；以及如何提高电路的性能等等。在实验过程中，我们也遇到了不少的问题。比如：输出的声音噪声大、声音小。还有就是焊接实物的问题，我们以为很简单，但其实很复杂，要对焊板上的元件进行 布置和焊接电路元件连线，这有很大的难度。在此期间，除了对元件较好的焊接外，还要考虑电路元件间的影响（即元件之间信号的干扰等问题），还要考虑元件连线的不相交以及焊板面积的大小、元件摆放和连线的美观性等，所以想要焊出一块实用又美观的板子，还要经过一番考虑和布置。但是最后在老师和同学的帮助以及自己的不断努力下，把问题一一解决了，那种心情别提有多高兴啊。实验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题，有些理论知识还处于懵懂状态，老师们不厌其烦地为我们讲解知识点，实在令我感动。还有就是在实验中，好多同学被电烙铁烫伤了，这不得不让我想起安全问题，所以在以后的实验中我们应该注意安全，让不必要的伤害减至最少。作为一个电信专业的学生，我深知课程设计的重要性。这次实习我从刚开始的什么都不懂不会不敢不碰，到现在的基本了解了一个电路元件是如何构成的，还有以前看