扩音机实验报告.doc

电子电路综合设计实验--------扩音机电路的设计与实现学院:电子工程学院班级:姓名:学号:班内序号:电子测量与电子电路综合设计实验报告一、实验课题:扩音机电路的设计与实现二、摘要:扩音设备的作用是把话筒、录放卡座、CD机送出的微弱信号放大成能推动扬声器发声的大功率信号,主要采用运算放大器和集成音频功率放大电路来构成扩音机电路。关键词:增益、前置放大、音调调节、功率放大、失真。三、设计任务要求1、基本要求:a)设计实现一个对华通输出信号具有放大能力的扩音电路,设计指标及给定条件为:1))负载阻抗为8欧姆3)具有音调控制功能,即用两个电位器分别调节高音和低音。当输入信号为1kHZ时,输出为0dB;当输入信号为100HZ正弦时,调节低音电位器可使输出功率变化±12dB;当输入信号为10kHZ正弦时,调节高音电位器也可使输出功率变化±12dB。4)输出功率的大小连续可调,即用电位器可调节音量的大小。5)频率响应:当高低音调电位器处于不提升也不衰减的位置时,-3dB的频率范围是80HZ~6KHZ,即BW=6kHZ。6)输入端短路时,噪声输出电压的有效值不超过10mV,直流输出电压不超过50mV,静态电源电流不超过100mA。b)设计电路,用PROTEL软件绘制完整的电路原理图,实际搭建电路进行调测,完成所需要的功能。2、提高要求:提出其他扩音机设计方案。四、总体设计1、总体结构框图:功率放大音调控制前置放大→→→→话筒输入扬声器输出图1系统原理框图2、电路基本原理及设计思路:前置放大主要完成小信号的放大,一般要求输入阻抗高,输出阻抗低、频带宽,噪声要小,音调控制主要是实现对输入信号高、低音的提升和衰减;功率放大器决定了整机的输出功率、非线性失真系数等指标,要求效率高、是真尽可能小、输出功率大。设计时首先根据技术指标的要求,确定各级增益的分配,然后对各级电路进行具体的设计。因为Pomax=,输出电压Uo=4V,要使输入为5mV的信放大为4V,:第一级电压放大倍数为100;音调控制中频电压放大倍数为1;、具体设计:1、前置放大级由于话筒提供的信号非常弱,一般在音调控制器前面加一个前置放大器。考虑到设计电路对频率响应及零输入时的噪声、电流、电压的要求,前置放大器采用集成运算放大器LF353。LF353是一种双路运算放大器,属于高输入阻抗低噪声的集成器件。。前置放大级由LF353构成两级放大电路。第一级放大电路的Au1=10,Au2=:图2前置放大级电路图2、音调控制器的设计音调控制器的功能是根据需要按一定的规律控制、调节音响放大器的频率响应,更好的满足人耳的听觉特性。一般的音调控制器只对低音和高音的增益进行提升或衰减,而中音信号的增益不变。原理图如下:图3音调控制电路图音调控制的关键是电阻电容网络的选频作用。输入信号通过两个之路送入输入端用RP1、RP2两个滑线变阻器分别控制高音和低音,达到低音提升、高音衰减和高音提升、低音衰减的功能。为了使电路获得满意的性能,下面条件必须具备:1)信号源内阻(即前一级的输出阻抗)不大。2)用来实现音调控制的放大电路本身有足够的开环增益。3)C6、C7容量要适当,其容抗跟有观电阻相比,在低频时足够大、在高频时足够小;而C5的选择应该使它的容抗在低、中频时足够大、在高频时足够小。4)RP1、RP2的阻值远大于R8、R9、R10、R11。当R8=R11时,:图4音调控制器频率响应曲线3、功率输出级的设计功率输出级的电路结构有多种形式,这里选用TDA2030A型单片集成功率放大电路,主要特点是:a、上升速率高、瞬态互调失真小;b、输出功率比较大,单片的TDA2030A的输出功率可达18w;c、外围电路简单,使用方便;d、采用5脚单列直插的封装形式,体积小;e、内含各种保护电路,工作可靠安全。第三级的原理图如下:图5TDA2030A型单片集成功率放大电路4、系统总体电路图:图6系统总体电路六、所实现的功能说明1、第二级的音调控制测试:当输入峰峰值为Vin=5mV的正弦信号时,第一级输出Vo=,调节音调控制器,可以测得不同频率下第二级的输出列表如下:,高音衰减f(Hz)Vout(V)f(Hz)Vout(V)