【導(dǎo)讀】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(jìn)行擴(kuò)音。以集成運(yùn)放為核心進(jìn)行設(shè)計。已知：Vcc=9v,話筒模擬輸入電壓為5v,電子混響延時器模塊1片，集成功放。LM1875芯片1片，負(fù)載電阻??8lR，揚(yáng)聲器一個。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。各單元電路的設(shè)計，作各單元電路的原理框圖。功率放大器的選擇，本設(shè)計選擇LM1875。說明：最終評定成績＝a+b，兩個成績的百分比由各系自己確定，但應(yīng)控制在給定標(biāo)準(zhǔn)的10％左右。器使聲音聽起來具有一定深度感和空間立體感。具有話音放大、音調(diào)控制、音量控制；擬達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)：額定功%)3(40???歷史時期都各有其特點(diǎn)。預(yù)計音響技術(shù)今后的發(fā)展主流為數(shù)字音響技術(shù)。級、中間級、輸出級和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。信號源的作用是提供待放大的電信號，如果信

　　

【正文】 M1875 集成芯片，主要由 1875， R4， R3， C2等元件組成，電路的放大倍數(shù)由 R4與 R3的比值決定， C2用于穩(wěn)定 LM1875 的第 4 腳直流零電位的漂移，但是對音質(zhì)有一定的影響， C3， R5 的作用是防止放大器產(chǎn)生低頻自激 。本放大器的負(fù)載阻抗為 8Ω。 放大倍數(shù)： AU4=R4/R3=30（ ） 滿足設(shè)計要求。 電路特點(diǎn)： [1].單列 5 腳直插塑料封裝，僅 5 只引腳。 [2].開環(huán)增益可達(dá) 90dB。 [3].極低的失真， 1kHz， 20W 時失真僅為 %。 [4].AC 和 DC 短路保護(hù)電路。 [5].超溫保護(hù)電路。 [6].峰值電流高達(dá) 4A。 [7].極寬的工作電壓范圍（ 1660V）。 34 [8].內(nèi)置輸出保護(hù)二極管。 [9].外接元件非常少， TO220 封裝。 [10].輸出功率大， Po=20W(RL=8Ω)。 應(yīng)用電路圖 ： 圖 417 LM1875芯片的功率放大器的應(yīng)用電路圖 L M 1 87 5R43 0K ΩR31 K ΩR51ΩR22 2K ΩR11 M ΩC12 .2 μ FC30 .2 2 μ FC22 2μ F+ V C C V C C揚(yáng)聲器5312 4V i n 35 保護(hù)電路設(shè)計 常用的保護(hù)電路有切斷負(fù)載式、分流式、切斷信號式和切斷電源式等幾種。 切斷式保護(hù)電路主要由過載檢測及放大電路、繼電器兩部分所組成。當(dāng)放大器輸出過載或中點(diǎn)電位偏離零點(diǎn)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(yáng)聲器回路斷開。 分流式保護(hù)電路的工作 原理在輸出過載時，由過載檢測電路疏忽過載信號，控制并聯(lián)在兩只功放管基極之間分流電路，使其內(nèi)阻減小，分餾增加，減小了大功率管輸出電流，保護(hù)了功率管和揚(yáng)聲器。 切斷式和切斷電源保護(hù)電路的工作原理與前兩種電路基本相同，不同的是用過載信號去控制輸入信號控制電路或電源控制電路，切斷輸入信號或電源。切斷信號式只能抑制強(qiáng)信號輸入引起的過載，對其他原因?qū)е碌倪^載則不具備保護(hù)能力，切斷電源式這種保護(hù)方法對電路的沖擊較大。因此保護(hù)電路一般用的很少。其保護(hù)電路的原理框圖如 418 所示 功 率 放 大 起繼 電 器過 載 檢 測 以及 放 大 電 路 （ a） 切斷負(fù)載式保護(hù)電路 36 功 率 放 大 器過 載 檢 測 以及 放 大 電 路輸 入 信 號控 制 電 路 (b) 切斷信號式保護(hù)電路 功 率 放 大 器電 源 控 制 電 路過 載 檢 測 以及 放 大 電 路電 源 (c) 切斷電源式保護(hù)電路 功 率 放 大 器過 載 檢 測 以及 放 大 電 路 (d) 分流式保護(hù)電路 圖 419保護(hù)電路 37 超低音電路 超低音電路的基本原理和前面所講的功放原理基本一樣。其原理框圖如419 所示 圖 419超低音電路原理框圖 根據(jù)原理框圖和前面所講的各放大電路的設(shè)計，可以得到低音電路的電路圖。其圖如 420 所示 圖 420 低音電路電路 耦合濾波 前值第一級 放大 低通濾波 第二級放大 功率放大 輸入 輸出 38 其工作原理如下：由左右聲道經(jīng)兩個 10K 電阻 R3 R39 后至 C31 耦合電容，爾后信號進(jìn)入 IC4，型號為 JRC4558 的 3 腳，圖中 IC4A 為超低音的前置放大器。 R201T 將此放大器的放大倍數(shù)設(shè)置為 6 倍左右。（ R27/R26），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。 4558 的1 腳為 前置輸出，經(jīng) R19 后進(jìn)入 由 IC4B、 C3 C3 R29 組成的低通濾波器。低通濾波器的作用是：只允許 200HZ 以下的低頻信號通過。調(diào)整 R28， R29， C33， C32 都可以調(diào)整截止頻率。在使信號經(jīng)過功率放大器，使之信號進(jìn)一步的進(jìn)行放大。從而堆動揚(yáng)聲器發(fā)音。 39 5 電路安裝與調(diào)試 音響放大器是一個小型電路系統(tǒng)，安裝前要對整機(jī)線路進(jìn)行合理布局，一般按照電路的順序一級一級地布線，功放級的地線盡量接在一起，連接盡可能短，否則很容易產(chǎn)生自激。 安裝前應(yīng)檢查元件的質(zhì)量，安裝時特別注意功放塊、運(yùn) 放、電解電容主要元件的引腳和級性，不能接錯。從輸入級開始后級安裝，也可以從功放管開始安裝。安裝一級調(diào)試一級，直到整機(jī)安裝與調(diào)試完成。 電路的調(diào)試過程一般是先分級調(diào)試，在聯(lián)級調(diào)試，最后整機(jī)的調(diào)試與性能指標(biāo)測試。 分級調(diào)試又分為靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試時，將輸入端對地短路，用萬用表側(cè)該級輸出端對地的直流電壓。話放級、混合級、音調(diào)級都是由運(yùn)放組成的，靜態(tài)輸出直流電壓均為 VCC/2。動態(tài)調(diào)試是指輸入端接入規(guī)定的信號，用示波器觀測該級輸出波形，并測量各項性能指標(biāo)是否滿足要求，如果相差很大，應(yīng)檢測電路是否接錯， 元件數(shù)值是否符合要求，否則是不會出很大偏差的。 單級調(diào)試時的技術(shù)指標(biāo)比較容易達(dá)到，但進(jìn)行級聯(lián)調(diào)試時，由于級間相互影響，可能使單級指標(biāo)發(fā)生很大的變化，甚至兩級都不能聯(lián)級。產(chǎn)生的主要原因：一是布線不大合理，形成級間交叉偶合，應(yīng)考慮重新布局；二是級聯(lián)后各級電流都要流經(jīng)電源內(nèi)阻，內(nèi)阻壓降對某一級可能形成正反饋，應(yīng)接 RC 去耦濾波電路。同時功放級輸出信號較大，對前級容易產(chǎn)生影響，引起自激?？梢约訌?qiáng)外部電路的負(fù)反饋，可消除疊加的高頻毛刺。 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。 產(chǎn)生 的主要原因是時光湖出信號通過電源及地線產(chǎn)生了正反饋?？梢酝ㄟ^ 接入 RC 去耦濾波電路消除。為了滿足整機(jī)電路指標(biāo)要求，可以適當(dāng)修改單元電路的技術(shù)指標(biāo)。 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(xué)的模電知識，數(shù)電知識有機(jī)的結(jié)合了起來，組成了一個完整的系統(tǒng)。通過這次的鍛煉，我們不僅動手能力得到了加強(qiáng)，更重要的是學(xué)到了很多新的專業(yè)技能知識，經(jīng)驗也更加豐富了。 經(jīng)過這一次設(shè)計我們認(rèn)識到實驗是一門能夠提高個人動手能力的一門學(xué)科，同時也幫助了我們，怎么樣把書本上理論的知識應(yīng)用到實踐中去。 這 次我們也充分利用了網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，找了很多參考資料。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(rèn)識設(shè)計出了電路圖?？梢哉f網(wǎng)絡(luò)的存在也是我們成功的關(guān)鍵。 經(jīng)過近一個月的學(xué)習(xí)研究，基本完成音響放大器的設(shè)計。 在設(shè)計中 ,我們還可以在最后一級中加入分頻電路 ,因為電聲轉(zhuǎn)換期間 (如揚(yáng)聲器 )的頻率特性限制 ,不可能用一只喇叭把全頻帶的信號不時針地反映出來 .高級的音響設(shè)備中都是把全頻帶的音響信號按照頻率的高低分成幾個頻段 ,然后把每一頻段送往對應(yīng)頻段的揚(yáng)聲器以獲得失真小的音響效果。 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(yáng)聲器 。第二種是在功率放大器面前用 RC 有源濾波器進(jìn)行分頻 ,然后送到專用的功率放大器放大 ,再送到相應(yīng)頻帶的揚(yáng)聲器。兩者比較起來前者少用一個功率放大器 ,但分頻器電路通過的電流過大 ,需要有通過大電流的電感元件 ,有一定的功率耗損 ,與喇叭不易匹配。電子分頻器要多用一個功率放大器 ,因為它是小功率分頻可采用 RC 濾波器 ,損耗小 ,易于獲得較陡的分頻特性 ,功率放大器與喇叭易于匹配 ,所以采用第二種比較好。 41 參考文獻(xiàn) [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(xué)出版社 ,2020 [2]任為民，電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo) .北京 :中央廣播電視大學(xué)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(xué)出版社 ,2020 [4]彭介華， 電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo) .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(xué)出版社 ,1998 [6]王喜成 .音響技術(shù) . 西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,1997 [7]王川 ,姚建永 .實用電源技術(shù) .重慶大學(xué)出版社 ,2020 [8]童丹，模擬電子 技術(shù)設(shè)計基礎(chǔ)師，山東 :濟(jì)南大學(xué)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(xué)出版社 ,2020 [10]謝婉青，集成運(yùn)算放大器應(yīng)用原理，北京 :清華大學(xué)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(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師張忠賢老師，給予了我悉心的 指導(dǎo)。其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)，我們大家在本次設(shè)計中一起勤奮工作，克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設(shè)計，并承擔(dān)了部分的工作量。如果沒有他們的努力工作，此次設(shè)計的完成將變得非常困難。 然后還要感謝大學(xué)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(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。 最后感謝我的母校 — 湖南工學(xué)院三年來對我的大力栽培。 43 附錄 1 穩(wěn)壓電源 電路 原理圖 44 附 錄 2 穩(wěn)壓電源 電路 PCB 圖 45 附錄 3 元件清單 中文名稱 規(guī)格 數(shù)量 電阻 10K 6 電阻 510R 6 電阻 5K 4 電阻 10R 3 電阻 33K 4 電阻 20K 1 電容 104pF 4 電容 10pF 3 電容 33pF 2 電容 1 電解電容 2200uF 1 電解電容 1000uF 1 電解電容 47uF 5 電解電容 2020uF 1 發(fā)管二極管 1 按扭 SWPB 1 保險管 2Am 1 變壓器 12V 1 電位器 3 整流橋 1 芯片插槽 14 腳（ 5532） 2 LM1875 5 腳 1 排線 8 針 1 音響功放 4W 2 低音炮 1