【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 定的音頻頻率，在頻率方面沒(méi)有失真效果，而且具有混響器的效果。本次設(shè)計(jì)采用這種方案主要是因?yàn)椋核脑O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠，軟硬可相互補(bǔ)充各自的缺點(diǎn)。 同時(shí)音響效果也比較好 話(huà)音放大器 電子混響器 磁帶放音機(jī) 混合前值放大器 音調(diào)控制器 功率放大器 16 4 音響放大器 的設(shè)計(jì) 電源部分的設(shè)計(jì) 電源的設(shè)計(jì) 該設(shè)計(jì)中需要用到正負(fù) 16V 和正負(fù) 12V 的直流穩(wěn)壓電源。一般來(lái)說(shuō)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(jì)框圖 41如圖所示： 本次的設(shè)計(jì)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(jì)框圖 圖 42 穩(wěn)壓電源電路原理圖 17 整流濾波電路設(shè)計(jì) 整流電路將交流電壓變成單向脈動(dòng)的直流電壓；濾波電路用來(lái)濾除整流后單向脈動(dòng)電壓中的交流成份，合之成為平滑的直流電壓。 小功率直流電源因功率比較小，通常采用單相交流供電。由于橋式整流電路克服了半波整流的缺點(diǎn)，在橋 式整流電路中，由于每?jī)芍欢O管只導(dǎo)通半個(gè)周期，故流過(guò)每個(gè)二極管的平均電流僅為負(fù)載電流的一半，與半波整流電路相比較，其輸出電壓提高，脈動(dòng)成分減小了。 為了獲得平滑的直流電壓，常在整流電路的后面加接濾波電路，以濾去交流成分。濾波電路常見(jiàn)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(fù)載電壓波形平滑，故電容應(yīng)與負(fù)載并聯(lián)）電感濾波電路及π型濾波電路。本設(shè)計(jì)采用電容濾波電路。 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì) 穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)輸入交流電源電壓波動(dòng)、負(fù)載和溫度變化時(shí)，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。常用的是三端式穩(wěn)壓器。 三端固定輸出集成穩(wěn)壓器常見(jiàn)的產(chǎn)品有 CW78～系列和 CW79～系列。 CW78～系列：正壓系列。該系列穩(wěn)壓塊有過(guò)流、過(guò)熱和調(diào)整管工作保護(hù)，以防過(guò)載而損壞。一般不需要接元件即可工作，有時(shí)為改善性能也加少量元件。 CW79～系列：負(fù)壓系列。與 CW78～系列相比，除了輸出電壓極性、引腳定義不同外，其他特點(diǎn)都相同。 由于輸出電壓決定于集成穩(wěn)壓塊，而且我們的設(shè)計(jì)需要用到正負(fù) 16V 和正負(fù)12V的輸出電壓，故我們不采用三端式穩(wěn)壓器，當(dāng)變壓器變壓出來(lái) 12V 時(shí)，通過(guò)橋式整流電路的特點(diǎn)，在 2u 的正半周 31vv 導(dǎo)通時(shí)，可將它們看成短路，這樣 42vv就并聯(lián)在 2u 上，其承受的反向峰值電壓 12 2UU ? ，通理 42vv 導(dǎo)通時(shí)，可將它們看成短路，這樣 31vv 就并聯(lián)在 2u 上，其承受的反向峰值電壓 12 2UU ? ，成而使 電壓達(dá)到了 16 負(fù)，在經(jīng)過(guò)電阻分壓，使輸出電壓達(dá)到 12V。 18 電子混響延時(shí)器 電子混響延時(shí)器是用電路模擬聲音的多次反射，產(chǎn)生混響效果，使聲音聽(tīng)起來(lái)具有一定深度感和空間立體感。在“卡拉 OK”（不需樂(lè)隊(duì)，利用磁帶伴奏歌唱）伴唱中，都帶有電子混響延時(shí)器。 模擬混響延時(shí)電路的組成框圖如下 43 圖所示。其中電路 BBD 稱(chēng)為模擬延時(shí)器，器內(nèi)部有由場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的多級(jí)電子開(kāi)關(guān)和高精度存儲(chǔ)器。 在外加時(shí)鐘脈沖作用下，電子開(kāi)關(guān)不斷地接通和斷開(kāi)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣、保持并向后級(jí)傳遞，從而使 BBD 的輸出信號(hào)相對(duì)于輸入信 號(hào)延遲一段時(shí)間。 BBD的級(jí)數(shù)越多，時(shí)鐘脈沖的頻率越高，延時(shí)時(shí)間越長(zhǎng)。 BBD 配要有專(zhuān)業(yè)專(zhuān)用的時(shí)鐘電路，例如， MN3102 時(shí)鐘電路與 MN3200 系利的 BBD配套。 電子混響延時(shí)器產(chǎn)生電路其優(yōu)點(diǎn)是，在一個(gè)音響電路中可以產(chǎn)生很好的音響混合效果，使音響發(fā)出來(lái)的聲音具有動(dòng)聽(tīng)悅耳的效果。缺點(diǎn)，在這個(gè)過(guò)程中失真度相對(duì)而言會(huì)加高，同時(shí)在電路方面還要配帶自己已經(jīng)所定的延時(shí)時(shí)鐘電路。在電路方面也比較復(fù)雜，在電路調(diào)試方面帶來(lái)很多不好的地方。所以本次設(shè)計(jì)中不采用延時(shí)放大器。而是通過(guò)一個(gè) RC 低通濾波器來(lái)提高音量，經(jīng)過(guò)一些簡(jiǎn)單的電路來(lái) 達(dá)到混響的效果。 圖 43 電子混響延時(shí)組成框圖 19 前值放大電路 混合前置放大器的作用是將磁帶放音機(jī)輸出的音樂(lè)信號(hào)與電子混響后的聲音信號(hào)混合放大 ,前置放大器是一高輸入阻抗、高共模抑制比、低漂流的小信號(hào)放大電路 ,可以采用雙運(yùn)放放大器 ,他是兩個(gè)同相放大電路的簡(jiǎn)單串聯(lián)組合電路 ,也稱(chēng)同相串聯(lián)差分放大電路 ,差分輸入信號(hào)從兩個(gè)放大器的同相端輸入 ,可以有效的消除兩輸入端的共模分量 ,可以獲得很高的共模抑制比和極高的輸入電阻。 其放大倍數(shù) AU1 為： （公式要標(biāo)注） 混響前置放大 器的電路由運(yùn)放 A2組成， 這是一個(gè)反向加法器電路，輸出電壓 U02的表達(dá)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(shí)可以插入圖示均衡器。音頻放大器對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理和放大，用足夠的功率去推動(dòng)揚(yáng)聲器系統(tǒng)發(fā)聲。 下圖為前值放大器的電路設(shè)計(jì)圖： 圖 44 前值放大器的電路 設(shè)計(jì) 圖 前值放大器。前值放大器具有雙重功能，即選擇音源并進(jìn)行音頻電壓放大和音質(zhì)控制。它將各種不同音源送來(lái)的不同電平的音頻信號(hào)放大為大致相同的 額定電平；同時(shí)通過(guò)加工處理，實(shí)現(xiàn)音質(zhì)控制，以來(lái)復(fù)原始聲音，輸出高保真音頻信號(hào)。因此在前值放大器中除必要的放大器外，還要置有音量控制、響度控制、音調(diào)控制、平衡控制、低頻和高頻噪聲抑制等音質(zhì)控制電路。所以，前值放大器 20 被稱(chēng)為音響系統(tǒng)的音質(zhì)控制中心。 前值放大電路常用電路有單管、雙管和集成電路小信號(hào)音頻電壓放大器三種。 單管前值放大器電路通常采用交流負(fù)反饋型共射級(jí)放大電路和射極跟隨器電路。 交流負(fù)反饋型共射級(jí)放大器電路具有輸入阻抗高，失真小、電壓增益基本不受晶體管參數(shù)的影響等特點(diǎn)，特別是在立體聲通 道中，其左、右聲道所用的電路 性能的一致容易控制，而射極跟隨器電路具有輸入阻抗高、輸出阻抗低、動(dòng)態(tài)安慰和諧波失真方面性能十分良好的特點(diǎn)，其電壓增益要靠后一級(jí)放大器來(lái)完成。 但這電路具有以下其缺點(diǎn)：三極管放大器本身之間存在寄生電容，其影響其共射極放大電路高頻特性的晶體管參數(shù)主要是 bbr beC 和 bcC ， bbr beC 和 bcC 越小，放大電路上限頻率越高，放大電路的頻帶就越寬，另外還可以看出，放大電路的負(fù)載 LR 及信號(hào)源內(nèi)阻 SR 也會(huì)影響放大電路的高頻特性， SR 越小，上限頻率就越高，增大 LR 可使 USA 增大，但它將使米勒電容 MC 增大，使放大電路的上限頻率 下降，所以，通頻帶和增益之間存在矛盾。同時(shí)放大器的增益不高。故電路難以實(shí)現(xiàn)。 雙管前值放大電路為了提高放大器的增益，它分成兩種共射 共集直接耦合電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路和兩級(jí)共射直接耦合電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路。 第一種其電壓增益主要取決于第一級(jí)電路，輸出電阻抗取決于第二極共集電 極電路的輸出阻抗。第一級(jí)為交流負(fù)反饋共射極放大器。電壓增益基本是集電極負(fù)載電阻與射極電阻之間的比。輸入阻抗則為第一級(jí)共射極放大器的輸入阻抗和反饋電阻的并聯(lián)值。因此，該電路具有輸入阻抗較高，輸出阻抗很低的特點(diǎn)。 第二種兩管采用直 接耦合可提高電路的溫度穩(wěn)定性，并在兩級(jí)間分別應(yīng)用了電壓串聯(lián)并聯(lián)式負(fù)反饋，使它的輸入阻抗提高，而且保持有較高的增益。輸出阻抗比第二級(jí)放大器的集電極電阻大，增大是程度與反饋深度成正比。雙管前值放大電路工作在甲類(lèi)，其優(yōu)點(diǎn)是波形失真小，但由于靜態(tài)工作點(diǎn)電流大，故管耗大，放大電路效率低，所以它主要小功率放大電路中。 集成電路小信號(hào)音頻電壓放大電路，電路一般采用低噪聲高增益集成運(yùn)算放大電路，使用一個(gè)反饋式均衡放大電路。前級(jí)信號(hào)還有所需要的匹配電阻。 前值放大器是的作用是將磁帶放音機(jī)輸出的音樂(lè)信號(hào)與電子混 響后的聲音信號(hào)混合放大， 經(jīng)過(guò)前置放大后，才能保證足夠大的驅(qū)動(dòng)電壓，獲得足夠大的音量。為了克服通頻帶和增益之間存在矛盾，提高音響的工作效率，我們采用一個(gè)集成電路小信號(hào)音頻電壓放大電路。集成電路小信號(hào)音頻電壓放大電路必需用一 個(gè)運(yùn)放，形成負(fù)反饋，來(lái)進(jìn)行一級(jí)或者多級(jí)的放大，使驅(qū)動(dòng)電壓、電流達(dá)到揚(yáng)聲 器發(fā)音的效果。由于我們所功給的信號(hào)是已經(jīng)調(diào)好的頻率，所以在前值放大電路 21 前只要加一個(gè)耦合電容和一個(gè)平衡電阻就可以進(jìn)入信號(hào)的放大。同時(shí)所功給的電壓也是同相電壓，故在輸入是同相輸入。根據(jù)前值放大器優(yōu)缺點(diǎn)的要求可以設(shè)計(jì)出以 下電路 45 所示圖： 式中 , R2 R26 組成反饋電路， R2 R26 為反饋電阻， R25 為平衡電阻， C31為偶合電容， C30 為濾波電容 。 其放大倍數(shù) VA 為 2627RRAV ? 輸出電壓 OU 為 iV UAU *0 ? 圖 45 前值放大電路圖 22 濾波電路設(shè)計(jì) 在音響設(shè)計(jì)中濾波電路是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)， 當(dāng)你一個(gè)濾波電路沒(méi)有選擇好時(shí)，在揚(yáng)聲器輸出來(lái)的信號(hào)可能會(huì)受到干擾，從而使在揚(yáng)聲器輸出來(lái)的聲音帶有雜音。濾波器的作用是從整個(gè)信號(hào)中將某一特定段的信號(hào)分離出來(lái)，使它在基本上不受到衰減的條件下通過(guò)濾波器，而該頻段以外的信號(hào)則受到很大的衰減，幾乎無(wú)法通過(guò)濾波器，根據(jù)濾波器的頻率特性可分為低通濾波器、帶通濾波器、高通濾波器、帶阻濾波器等。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。 功率分頻器中 LC濾波器主要電感線(xiàn)圈 L和電容 C這兩個(gè)感抗元件組成的電抗元件，它具有一定的感性，電感器對(duì)直流信號(hào)的公式為 fLXL ?2? 電容器是一種兩個(gè)相互平行的電極夾在電介質(zhì)之間卷饒而成的電抗元件，它具有一定的容抗，電容器對(duì)交流信號(hào)的公式為 fcX C ?2/1? f 表示交流信號(hào)的頻率 L 表示為電感， c 表示電容 RC 低通濾波器是由一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻 R和簡(jiǎn)單的電容 C 構(gòu)成的。電路圖如 46 圖 46 RC低通濾波器 23 所示其幅頻特性和相頻特性分別為 22 (11)(11）HHUffA ?????? HH ffa r c t a na r c t a n ???? ??? 由上式可知，當(dāng)信號(hào)頻率 f 由零逐漸升高時(shí)， VA 將逐漸下降，其幅頻曲線(xiàn)如圖 47所示，當(dāng) Hff? 時(shí)， 21 ??VA，所以 Hf 稱(chēng)為低通濾波器的上限截止頻率，其通帶范圍為 0~ Hf ，由于電路只有一個(gè)獨(dú)立的存能 元件 C故稱(chēng)為一階低通濾波器電路。 由相頻特性可知，當(dāng) Hff? 時(shí)， 045?? 。其相頻特性如圖 48所示 圖 47 幅頻特性曲線(xiàn) 24 圖 48 相頻特性曲線(xiàn) RC 高通濾波器也是由一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻 R 和簡(jiǎn)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