擴(kuò)音機(jī)電路設(shè)計實(shí)驗(yàn)報告

1、北京郵電大學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報 告實(shí)驗(yàn)名稱：擴(kuò)音機(jī)電路的設(shè)計學(xué)院：信息與通信工程學(xué)院班級：姓名學(xué)號：班內(nèi)序號：一：課題名稱：擴(kuò)音機(jī)電路的設(shè)計二：報告摘要和關(guān)鍵字：1.摘要：本實(shí)驗(yàn)主要采用運(yùn)算放大器和集成音頻功率放大電路構(gòu)成擴(kuò)音機(jī)電路，將話筒送出的微弱信號放大成能推動揚(yáng)聲器發(fā)聲的大功率信號。報告中首先給出設(shè)計思路和總體結(jié)構(gòu)框圖，然后討論各級電路具體設(shè)計和原理圖，后給出了實(shí)際搭建電路測試的數(shù)據(jù)，所得的波形圖，調(diào)試過程中遇到的故障和問題分析，最后對本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。2 .關(guān)鍵字：前置放大 音調(diào)調(diào)節(jié) 功率放大 增益三：設(shè)計任務(wù)要求：設(shè)計實(shí)現(xiàn)一個對話筒輸出信號具有放大功能的擴(kuò)音機(jī)電路1.基本要求：1) 最大

2、輸出功率不小于2W2) 負(fù)載阻抗為83) 具有音調(diào)調(diào)控功能，即用兩個電位器分別調(diào)節(jié)高音和低音。當(dāng)輸入信號為1kHz時，輸出為0dB；當(dāng)輸入信號為100Hz正弦時，調(diào)節(jié)低音電位器可以使輸出功率變化±12dB；當(dāng)輸入信號為10KHz時，調(diào)節(jié)高音電位器也可以使輸出功率變化±12dB4) 輸出功率的大小連續(xù)可調(diào)，即用電位器可以調(diào)節(jié)音量的大小5) 頻率響應(yīng)：當(dāng)高、低音調(diào)電位器處于不提升也不衰減的位置時，-3dB的頻率范圍是80Hz6KHz，即BW=6KHz6) 輸入端短路時，噪聲輸出電壓的有效值不超過10mv，直流輸出電壓不超過50mv，靜態(tài)電源電流不超過100mA7) 設(shè)計該電路的

3、電源電路2.提高要求： 其他擴(kuò)音機(jī)電路的設(shè)計方案四：所用元器件及測試儀表清單電路元器件測試儀器集成運(yùn)算放大器LF353（2個）單片集成功率放大電路TDA2030A（1個）面包板（1個）二極管1N4001（2個）電位器500K（2個）電位器10K（1個）駐極體話筒（1個）功率電阻（1個）散熱片（1個）電阻電容若干導(dǎo)線若干其他直流穩(wěn)壓電源函數(shù)信號發(fā)生器萬用表示波器五：設(shè)計思路與總體結(jié)構(gòu)框圖圖表 1擴(kuò)音機(jī)電路的原理框圖擴(kuò)音機(jī)電路主要采用運(yùn)算放大器和集成功率放大電路構(gòu)成，原理框圖如圖表1所示。前置放大主要完成小信號的放大，一般要求輸入阻抗高，輸出阻抗低，頻帶寬，噪聲??；音調(diào)控制主要實(shí)現(xiàn)對輸入信號高低音

4、的提升和衰減；功率放大器決定整個電路的輸出功率、非線性失真系數(shù)等指標(biāo)，要求效率高、失真盡可能小、輸出功率大。1/2電路設(shè)計時首先根據(jù)技術(shù)指標(biāo)的要求。確定各級增益的分配，然后對各級電路進(jìn)行具體的設(shè)計。POMAX=2W,負(fù)載阻抗為8，最大輸出電壓U OMAX=（POMAX*RL） 。對于駐極話筒，要使其輸出為5mv的信號放大為擴(kuò)音機(jī)4v的輸出，需放大倍數(shù)為800。擴(kuò)音機(jī)中各級增益的分配為：前置放大級的電壓放大倍數(shù)為100，音調(diào)控制級的中頻電壓放大倍數(shù)為1，功率放大級的電壓放大倍數(shù)為8。六：分塊電路和總體電路的設(shè)計1. 前置放大器：由于話筒提供的信號非常弱，一般在音頻控制器前面加一個前置放大器?？紤]

5、到設(shè)計電路對頻率響應(yīng)及零輸入時的噪聲、電流、電壓的要求，前置放大器選用集成運(yùn)算放大器LF353.前置放大電路如上圖所示，由LF353組成的兩級放大電路串聯(lián)，放大倍數(shù)為11*11=121倍。元件參數(shù)為：R1=100K R2=10K R3=100K R4=100K R5=10K R6=100K R7=22K C1=10uF C2=100pF C3=10uF C4=100uF C5=10uF2音調(diào)控制器音調(diào)控制器功能為：調(diào)節(jié)音響放大器的頻率響應(yīng)，更好地滿足人耳的聽覺特性。音調(diào)控制器對高音和低音進(jìn)行提升或衰減，對中音信號增益不變。音調(diào)控制器幅頻率特性曲線如下圖所示。音調(diào)控制電路如下圖所示，音調(diào)控制器的

6、關(guān)鍵是電阻電容網(wǎng)絡(luò)的選頻作用，其輸入信號分成兩個支路送到放大器的輸入端。一條經(jīng)R8、Rp1、C6、R9到輸入端。并經(jīng)過C7、R10到輸出端形成負(fù)反饋；另一條經(jīng)Rp2、R11、C8到輸入端。C6、C7容量大，對低頻信號影響大，C8容量小，對高頻信號起作用。中頻段C6、C7短路，C8開路中頻等效電路圖圖4.中頻等效電路圖低頻段C8視為開路，Rp1從左端滑到右端，容抗將增大，電路增益也增大。即：調(diào)節(jié)Rp1可改變低音放大倍數(shù)，產(chǎn)生提升和衰減的效果。低頻提升電路圖 低頻衰減電路圖高頻段C6、C7視為短路，調(diào)節(jié)Rp2改變高音放大倍數(shù)。元件參數(shù)為：R8=51K R9=51K R10=51K R11=18K

7、C6=0.01uF C7=0.01pF C8=330pF 3功率輸出級功放要求功率盡可能大，失真盡可能小，效率盡可能高。此處選用TDA2030A型集成功率放大電路,上升隨率高、瞬態(tài)互調(diào)失真小；輸出功率較大；外圍電路簡單，使用方便；5腳單列直插封裝，體積?。粌?nèi)含保護(hù)電路，安全可靠。TDA2030A外形圖和常規(guī)外部接法4.實(shí)際搭建的電路圖5.Protel繪制的全電路原理圖七：所實(shí)現(xiàn)功能和實(shí)際測量數(shù)據(jù)本實(shí)驗(yàn)存在多級電路，所以采用分級搭建分級測試的方法，最后再進(jìn)行總體調(diào)測。1. 前置放大級：實(shí)驗(yàn)要求第一二級放大電路放大倍數(shù)均為11倍，按照前述所選元件及相應(yīng)參數(shù)連接電路，輸入信號為5mv,頻率為1000

8、HZ，最后輸出信號為680mv,放大倍數(shù)為136，相位與輸入信號一致，滿足要求，第一級所得波形圖如下圖所示：2. 音調(diào)控制級電路要求對低音和高音的增益進(jìn)行提升或衰減，中音增益不變，調(diào)節(jié)Rp1改變低音放大倍數(shù)，調(diào)節(jié)Rp2改變高音放大倍數(shù)，輸入電壓5mv。(1)低音提升，高音衰減測試將Rp1置為最大提升,Rp2置為最大衰減。輸入電壓5mv.10050010002000100001.5000.6540.6800.5800.210低頻100Hz時增益為:Avl=1500/5=300中頻1.00kHz時增益為:Av2=680/5=136 高頻10kHz時增益為:Av3=210/5=42(2)低音衰減，高

9、音提升測試將Rp2置為最大提升,Rp1置為最大衰減。輸入電壓5mv.10050010002000100000.20004040.5010.5741.610低頻100Hz時增益為:Avl=200/5=40中頻1.00kHz時增益為:Av2=501/5=100.2 高頻10kHz時增益為:Av3=1610/5=322(3)中頻所得波形圖如下圖所示，相位與輸入相反：3. 功率放大級測試：中頻測試參數(shù)：輸入電壓輸出電壓電壓增益5mv48mv9.64. 總體電路功能及測試：（1）最大輸出電壓峰峰值：Vpp=19.3v負(fù)載RL=8最大輸出電壓有效值19.3/(2*1.414)=6.82v最大輸出功率值：6

10、.82*6.82/8=5.8W（2）直流電壓輸出值9.48mv（3）噪聲測試：當(dāng)輸入端接地短路時，輸出噪聲為4.47mv（4）音量調(diào)節(jié)測試：調(diào)節(jié)Rp3，觀察示波器，輸出電壓連續(xù)可調(diào)，接入話筒后發(fā)出的聲音音量可以控制。所實(shí)現(xiàn)功能評價：要求前置放大級電壓放大倍數(shù)為100，實(shí)際放大倍數(shù)為136，滿足要求，要求音調(diào)控制級中頻電壓放大倍數(shù)為-1，達(dá)到要求，功率級放大倍數(shù)為9.6，滿足要求，噪聲輸出小于10mv，達(dá)到要求，最大輸出功率為5.8W，大于2W，達(dá)到要求，調(diào)節(jié)Rp3實(shí)現(xiàn)電壓連續(xù)可調(diào)，功率連續(xù)可調(diào)，最后實(shí)際試驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)⒎懦龅囊魳贩糯笄以肼曒^小，達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康?。八故障及問題分析：1.由于剛剛搭建時不注意

11、面包板空間的合理分布導(dǎo)致有些元件沒有合適位置連接，通過重新設(shè)計使布局比較有規(guī)律2.有些元件之間應(yīng)有的連接沒有用導(dǎo)線接入或者連接錯誤導(dǎo)致不出波形或者電壓源無輸出等，通過反復(fù)檢查電路發(fā)現(xiàn)錯誤。3電路中電位器的型號是不相同的，搭建時沒有注意到，使電位器的位置接反了，波形不穩(wěn)，之后發(fā)現(xiàn)了這一問題。4.總是出現(xiàn)波形不穩(wěn)，或者剛剛還有波形，但一會兒消失的情況，試著將原件慢慢按下去按緊情況會好一點(diǎn)。5不接負(fù)載時能輸出正弦波，但接入負(fù)載后波形就會失真，詢問老師后，通過改變第三級電位器的阻值大小使波形不再失真。6測試過程中出現(xiàn)電源極性接反或沒有按下輸出開關(guān)等問題，燒毀元件或不輸出波形，都經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)。7.最后接入話筒后，放音樂時發(fā)現(xiàn)噪聲很大，通過改變Rp3的阻值使噪聲減小且能放大聲音九總結(jié)和結(jié)論通過擴(kuò)音機(jī)電路的設(shè)計與制作，了解了擴(kuò)音機(jī)電路的形式和用途，掌握了音頻放大電路的實(shí)現(xiàn)方法，理解了電子電路綜合設(shè)計，安裝和調(diào)試的基本方法，提高了工程設(shè)計和實(shí)踐動手能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新實(shí)踐興趣，提高了創(chuàng)新實(shí)踐能力。 電路在設(shè)計實(shí)現(xiàn)和調(diào)試的過程中，不斷產(chǎn)生和解決著問題，通過自己的思考以及同老師同學(xué)的討論，得到了很大的收獲。由于自己的不認(rèn)真不嚴(yán)謹(jǐn)使實(shí)驗(yàn)過程中多增加了許多不必要的麻煩，一個小小