音响放大器实验报告.doc

东南大学电工电子实验中心
实验报告
课程名称: 电子线路实践
第五次实验
(仅供参考~~~~~~~~~~~~~~~)

实验五音响放大器设计
【实验内容】
设计一个音响放大器,性能指标要求为:
功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能、音调可调(选作)
额定功率≥(失真度THD≤10%)
负载阻抗 10Ω
频率响应 fL≤50Hz fH≥20kHz
输入阻抗≥20kΩ
话音输入灵敏度≤5mV
音调控制特性(扩展) 1kHz处增益为0dB,125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围
基本要求
功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能
额定功率≥(失真度THD≤10%)
负载阻抗 10Ω
频率响应 fL≤50Hz fH≥20kHz
输入阻抗≥20kΩ
话音输入灵敏度≤5mV
提高要求
音调控制特性 1kHz处增益为0dB,125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围。
发挥部分
可自行设计实现一些附加功能
【实验目的】
了解实验过程:学习、设计、实现、分析、总结。
系统、综合地应用已学到的模拟电路、数字电路的知识,在单元电路设计的基础上,利用multisim软件工具设计出具有一定工程意义和实用价值的电子电路。
通过设计、调试等环节,增强独立分析与解决问题的能力。
【报告要求】
实验要求:
根据实验内容、技术指标及实验室现有条件,自选方案设计出原理图,分析工作原理,计算元件参数。
电路分四级,电路总增益大约为900~1000,需要合理分配每级增益,其中话放增益设计为10倍左右、混音放大一般为3~5倍左右、音调调试电路放大倍数约为1,功放级的增益30倍左右。
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话筒接入后可能会啸叫,这一般是话筒外壳接地不善引起的。在话筒输入和地直接接一47uF电容,啸叫基本消除。
由于话筒的输出信号一般只有5mV左右,而输出阻抗达到20kΩ(也有低输出阻抗的话筒,如20Ω,200Ω等),所以话筒放大器的作用是不失真地放大声音信号(取频率lkHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。
话筒放大器由如图所示电路组成,即由A1组成的同相放大器,具有很高的输入阻抗,能与高阻话筒配接作为话筒放大器电路。
满足:Uo=(1+R4/R1)Ui
其放大倍数AV1为:AV1=1+R4/R1= 取R4=75KΩ,R1=10 KΩ
电路中的电容均用来滤波。
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混合前置放大器的作用是将mp3输出的音乐信号与话筒放大器输出信号混响后的声音信号进行混合放大。其电路如图所示,这是一个反相加法器电路,输出与输人电压间的关系为
其中R1=R1’+R2’
式中u1为话筒放大器输出电压,u2为音乐播放器输出电压。
讲话时,扬声器传出的声音应清晰,改变音量电位器,可控制声音大小。为使得话筒信号放大倍数足够,这里取Rf=100 kΩ。如图所示电路状态时,Uo= -(100/35*U1+10U2)。电路中的电容C1、C2、C3、C4用于滤除输入输出波形中的低频段多余干扰信号。
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音调控制器的作用是控制、调节音响放大器输出频率的高低,控制曲线如图a折线所示。由图可见,音调控制器只对低音频或高音频的增益进行提升或衰减,中音频增益保持不变。所以音调控制器的电路由低通滤波器与高通滤波器共同组成。
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电路工作原理
三极管T1、T3为相同类型的NPN管,所组成的复合管仍为NPN型。T2、T4为不同类型的晶体管,所组成的复合管的导电极性由第一只管决定,即为PNP型。R4、R5、RP2及二极管D1、D2所组成的支路是两对复合管的基极偏置电路,静态时支路电流I0可由下式计算:
式中,VD为二极管的正向压降
为减小静态功耗和克服交越失真,静态时T1、T2应工作在微导通状态,即满足下列关系:
VAB ≈ VD1 + VD2 ≈ VBE1 + VBE2
称此状态为有甲乙类状态。二极管D1、D2与三极管T1、T2应为相同类型的半导体材料。RP2用于调整复合管的微导通状态,其调节范围不能太大,一般采用几百欧姆或1KΩ电位器(最好采用精密可调电位器)。搭装电路时首先应使RP2的阻值为零,在调整输出级静态工作电流或输出波形的交越失真时再逐渐增大阻值。否则会因RP2的阻值较大而使复合管损坏。
R6、R7用于减小复合管的穿透电流,提高电路的稳定性,一般为几十欧姆至几百欧姆。R8、R9为负反馈电阻,可以改善功率放大器的性能,一般为几欧姆。R10、R11称为平衡电阻,使T1、T2的输出对称,一般为几十欧姆至几百欧姆。R12、C3称为消振网络,可改善负载为扬声器时的高频特性,因扬声器呈感性,易引起高频自激