【正文】 200 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 材 料 系 、 部： 電子與信息工程系 專 業(yè)： 電子信息工程技術(shù) 2020 年 5 月 2 材料清單 畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)書 指導教師評閱表 答辯及最終成績評定表 畢業(yè)設(shè)計說明書 附錄材料 2020 屆畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)書 系：電氣 與信息工程系 專業(yè)：電子信息工程技術(shù) 3 指導教師 張忠賢 學生姓名 尹軍艷 課題名稱 音響放大器的設(shè)計 內(nèi)容及任務(wù) 設(shè)計內(nèi)容 ? 一個音響放大器，要求具有話音放大、音調(diào)輸出控制、對輸入信號進行擴音。 ? 音響放 大器的組成簡介（話音放大器、電子混響器、混合前值放大器、音調(diào)制器 ? 方案選擇：本設(shè)計選擇直接給定信號，由磁帶防音機提供。 30 答辯 表現(xiàn) 思維敏捷 ,回答問題有理論根據(jù)，基本概念清楚，主要問題回答準確大、深入 ,知識面寬。設(shè)計意義：音響技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了電子管、晶體管、場效應管的歷史時期，在不同的歷史時期都各有其特點。 關(guān)鍵詞： 集成運算放大器；集成功率放大器； LM1875 。新世紀帶來 的是新的起點，新的追求，新的開拓。隨著電子技術(shù)的發(fā) 展 ，話音放大器被廣泛的應用到一系列放音設(shè)備中，混合前置放大器 也在電路和數(shù)字電子電路的設(shè)計和制作過程中不可缺少的電路部分。二：根據(jù)設(shè)計要求和選擇的電路通過計算選 擇 元器件和參數(shù)，并準確無誤的設(shè)計好要設(shè)計的電路原理圖。音響放大器內(nèi)部組成框圖如圖 話音放大器 由于話筒的輸出信號一般只有 5mv 左右，而輸出阻抗達到 20k 歐（亦有低輸出阻抗的話筒如 20 歐， 200歐等），所以話音放大器的作用是不失真地放大聲音信號（最高頻率達到 10kHz）。其中，即成電路BBD稱為模擬延時器，其內(nèi)部有由場效應管子構(gòu)成的多級電子開關(guān)和高密度存儲器。V2 為放音機輸出電壓。一般取幾千歐姆至幾百千歐姆為宜。 14 3 方案選擇 方案 選擇 方案一 ：采用 鎖環(huán)頻率相合成技術(shù)外加 音響放大器 采用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)，先用鎖相環(huán)頻率合成產(chǎn) 生一定范圍的頻率，在通過傳感器把接收到的頻率信號轉(zhuǎn)化音頻信號。 DDS具有相對 帶寬很寬、頻率轉(zhuǎn)換時間極短、頻率分辨率高等優(yōu)點；另外，全數(shù)字化結(jié)構(gòu)便于集成，輸出相位連續(xù)，頻率、相位和幅度也可實現(xiàn)程控。 方案三：采用直接給定的音頻信號外加音響放大器 采用直接所定的音頻信號，是由 MP數(shù)字激光（ CD）、或 DVDAudio 等現(xiàn)代音頻信號設(shè)備，直接給音響放大器。其結(jié)構(gòu)框圖如32所示： 圖 32 音響放大器的基本組成框圖 本設(shè)計中， 采用 方案三，即直接所給 定的音頻信號 ， 輸入信號是由磁帶放音機所提供 。一般來說直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流、濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，設(shè)計框圖 41如圖所示： 本次的設(shè)計的穩(wěn)壓電源電路原理圖如圖 42 所示： 輸出電壓 U2 輸入電壓 U1 電源變壓器 整流濾波電路 穩(wěn)壓電路 圖 41 電源設(shè)計框圖 圖 42 穩(wěn)壓電源電路原理圖 17 整流濾波電路設(shè)計 整流電路將交流電壓變成單向脈動的直流電壓；濾波電路用來濾除整流后單向脈動電壓中的交流成份，合之成為平滑的直流電壓。濾波電路常見的有電容濾波電路（主要利用電容兩端電壓不能突變的特性，使負載電壓波形平滑，故電容應與負載并聯(lián)）電感濾波電路及π型濾波電路。 三端固定輸出集成穩(wěn)壓器常見的產(chǎn)品有 CW78～系列和 CW79～系列。 CW79～系列：負壓系列。在“卡拉 OK”（不需樂隊，利用磁帶伴奏歌唱）伴唱中，都帶有電子混響延時器。 BBD的級數(shù)越多，時鐘脈沖的頻率越高，延時時間越長。在電路方面也比較復雜，在電路調(diào)試方面帶來很多不好的地方。 其放大倍數(shù) AU1 為： （公式要標注） 混響前置放大 器的電路由運放 A2組成， 這是一個反向加法器電路，輸出電壓 U02的表達式為 : 22 2202 01 221 23 iRRU U U??????? ? ????????? ???? 音頻放大器是音響系統(tǒng)的主體，包括前值放大器和功率放大器兩部分，必要時可以插入圖示均衡器。它將各種不同音源送來的不同電平的音頻信號放大為大致相同的 額定電平；同時通過加工處理，實現(xiàn)音質(zhì)控制，以來復原始聲音，輸出高保真音頻信號。 單管前值放大器電路通常采用交流負反饋型共射級放大電路和射極跟隨器電路。故電路難以實現(xiàn)。電壓增益基本是集電極負載電阻與射極電阻之間的比。輸出阻抗比第二級放大器的集電極電阻大，增大是程度與反饋深度成正比。 前值放大器是的作用是將磁帶放音機輸出的音樂信號與電子混 響后的聲音信號混合放大， 經(jīng)過前置放大后，才能保證足夠大的驅(qū)動電壓，獲得足夠大的音量。同時所功給的電壓也是同相電壓，故在輸入是同相輸入。電子分頻器通常采用 RC 濾波器，功率分頻器通常使用 LC 濾波器。其相頻特性如圖 48所示 圖 47 幅頻特性曲線 24 圖 48 相頻特性曲線 RC 高通濾波器也是由一個簡單的電阻 R 和簡單的電容 C 構(gòu)成的，其電路圖如 49所示 圖 49 RC高通濾波器 其幅頻特性和相頻特性分別為 22 )(11)(11ffA LLV ?????? ffLarctan?? 由上式可知， 高通濾波器的下限截止頻率（或轉(zhuǎn)折頻率）為 Lf ， 0~ Lf 為帶阻， ?~Lf 為通帶，所以它為一階高通濾波。同時該設(shè)計電路 R34/C36 組成的高音提升電路，此電路可以提升一定量的高頻信號，使聲音更加清晰。 RC衰減式音調(diào)控制電路，這種高、低音式音調(diào)控制比較簡單，由于各電路的容抗的大小在低音、中音和高音時不同，因此調(diào)節(jié)電位器，從電位器分壓輸出的音頻信號的高低音的效果會不同。 27 表 41 根據(jù)圖 412 不同的電容量在低音、中音、高音的容抗值 （表名位置） 音調(diào) 頻率 f （ Hz） C1= C2=1500pF 低音 100Hz 106K 中音 1kHz 106K 高音 10KHz 此電路的缺點是，當 RP2的動片從最上端開始向下滑動時，滑到中間位置時，由于 RP2 動片以上的串聯(lián)電阻串在 C2 回路中，對高頻段信號有衰減，同時由于RP2 動片以下的電阻值在減小，通過 C2 高頻段開始分流衰減。音調(diào)控制器只對低音頻與高音頻的增益進行提升與衰減，中音頻的增益保持 0dB不變因此，音調(diào)控制器的電路可 由低通濾波器與高通濾波器構(gòu)成。 其工作原理為： ● 當 0ff? 時，音調(diào)控制器為低頻音，圖 413 所示的 RP3B 的滑動滑到在最上端，對應于低頻提升最大情況；圖 413 所示的為 RP3B滑動滑到最下端時，對應于低頻衰減最大情況。該電路雖然簡單，但缺點也比較明顯。有集成運放和晶體管組成的功率放大器，也有專用集成電路功率放大器芯片。 OCL 型功率放大電路是一種既無輸出變壓器，又無輸出偶合電容的功率放大電路。我這里提出以下幾個方案： 方案一： LM386 低電壓音頻功率放大器 LM386 是美國國家半導體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應用于低電壓消費類產(chǎn)品。它是 OTL 型電功率放大路。 * 電壓增益可調(diào)， 20200。它常被用于收錄機、對講機等 小功率電路中。 CB為相位補償， CB減小，頻帶增加，可消除高頻自激， CB一般取幾十至幾百皮法。 C42是電源退耦濾波，可消除低頻自激。該集成電路內(nèi)部設(shè)有過載過熱及感 性負載反向電勢安全工作保護。 采用 LM1875芯片的功率放大器 如圖 21 所示，該 集成電路在 177。 上圖中 C1為隔直電容，防止后級的 LM1875 直流電位對前級音調(diào)電路的影響。 電路特點： [1].單列 5 腳直插塑料封裝，僅 5 只引腳。 [5].超溫保護電路。 [9].外接元件非常少， TO220 封裝。當放大器輸出過載或中點電位偏離零點較大時，過載檢測電路輸出過載信號，經(jīng)過放大后啟動繼電器動作，使揚聲器回路斷開。因此保護電路一般用的很少。 R201T 將此放大器的放大倍數(shù)設(shè)置為 6 倍左右。調(diào)整 R28， R29， C33， C32 都可以調(diào)整截止頻率。 安裝前應檢查元件的質(zhì)量，安裝時特別注意功放塊、運 放、電解電容主要元件的引腳和級性，不能接錯。 分級調(diào)試又分為靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)調(diào)試。 單級調(diào)試時的技術(shù)指標比較容易達到，但進行級聯(lián)調(diào)試時，由于級間相互影響，可能使單級指標發(fā)生很大的變化，甚至兩級都不能聯(lián)級。 常見的低頻自激現(xiàn)象是由電源電壓表有規(guī)則地左右擺動，或輸出波形上下抖動。 40 6 設(shè)計總結(jié) 與 體會 這次的畢業(yè)設(shè)計，把以前我們所學的模電知識，數(shù)電知識有機的結(jié)合了起來，組成了一個完整的系統(tǒng)。參考了他人的制作方案和經(jīng)驗，再根據(jù)自己的理解和認識設(shè)計出了電路圖。 這樣以來 ,有兩種方法 :第一種是在功率放大器后 面通過電抗元件組成分頻器 ,把功率輸出信號分成幾個頻帶送到不同頻率的揚聲器 。 41 參考文獻 [1]李萬臣，模擬電子技術(shù)基 礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計 .哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社 ,2020 [2]任為民，電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導 .北京 :中央廣播電視大學出版社 ,1986 [3]李鋒，劉小魁 . 模擬電子技術(shù)設(shè)計 .湖南 :湖南大學出版社 ,2020 [4]彭介華， 電子技術(shù)課程設(shè)計指導 .北京 :高等教育出版社 ,1997 [5]張永端 ,楊林耀 ,張雅蘭 .電路分析基礎(chǔ) .西安 :西安電子科技大學出版社 ,1998 [6]王喜成 .音響技術(shù) . 西安 :西安電子科技大學出版社 ,1997 [7]王川 ,姚建永 .實用電源技術(shù) .重慶大學出版社 ,2020 [8]童丹，模擬電子 技術(shù)設(shè)計基礎(chǔ)師，山東 :濟南大學出版社， 1996 [9]鄧漢，勤音響設(shè)計與電路原理，西安 :西安電子科技大學出版社 ,2020 [10]謝婉青，集成運算放大器應用原理，北京 :清華大學出版社 ,1997 42 致 謝 經(jīng)過幾個星期的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個?？粕漠厴I(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。 然后還要感謝大學三年來所有的老師，為我們打下電子專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和