音响放大器设计

PAGE\*MERGEFORMAT#PAGE\*MERGEFORMAT#第1章主要技术指标及测试 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 额定功率对功放来说，额定功率一般指能够连续输出的有效值（RMS功率；对音箱来说，额定功率通称指音箱能够长期承受这一数值的功率而不致损坏，这不意味着一定需要这么大功率的功放才推得动，音箱的驱动难易主要由其灵敏度和阻抗特性来决定。也不意味着不能配输出功率大于音箱额定功率的功放。正如开汽车一样，驾驶300公里时速的跑车不等于就会发生车祸，你可以不开那么快。同样，只要音量不盲目加大，大功率功放一样可以配小功率音箱音响放大器失真度小于某一数值如r<5%时的最大功率称为额定功率，即Po=Uo2/RL式中：R.额定负载阻抗；UO（有效值）R.两端的最大不失真电压。1.1.1测量P。的条件信号发生器输出频率fi=1kHz,输出电压U=20mV音调控制器的两个电位器RP、RP置于中间位置，音量控制电位器RP置于最大值，双踪示波器观测U及UO的波形，失真度测量仪监测U的波形失真。1.1.2测量P。的步骤功率放大器的输出端接额定负载电阻RL（代替扬声器），输入端接U，逐渐增大输入电压U,直到U的波形刚好不出现削波失真（或r<3%，此时对应的输出电压为最大输出电压，由上式可算出额定功率P。，请注意，最大输出电压测量后应迅速减小U，否则会因测量时间太久而损坏功率放大器。频率响应频率响应：简称频响，衡量一件器材对高、中、低各频段信号均匀再现的能力。对器材频响的要求有两方面，一是范围尽量宽，即能够重播的频率下限尽量低，上限尽量高；二是频率范围内各点的响应尽量平坦，避免出现过大的波动放大器的电压增益相对于中音频fo(1kHz)的电压增益下降3dB时所对应的低音频率fL和高音频率fH称为放大器的频率响应。测量条件同上，调节RP3使输出电压约为最大输出电压的50%。测量步骤话筒放大器的输入端接U=20mV输出端接音调控制器，使信号发生器的输出频率fi从20Hz~50kH变化(保持U=20m不变)，测出负载电阻RL上对应的输出电压UU,用半对数坐标纸绘出频率响应曲线，并在曲线上标注fL与fH值。音调控制特性U(=100mV)从音调控制级输入端耦合电容加入，U从输出端耦合电容引出。先测1kHz处的电压增益Au(-0dB)，再分别测低频特性和高频特性。测低频与高频特性将RR的滑臂分别置于最左端和最右端时，频率从20Hz~1kH变化，记下对应的电压增益。同样，测高频特性是将RP的滑臂分别置于最左端和最右端，频率从(1~50)kHz变化，记下对应的电压增益。最后绘制音调特性曲线，并标注fL1、fx、fL2、f0(1kHz)、fH1>fH2等频率对应的电压增益。输入阻抗从音响放大器输入端(如话筒放大器输入端)看进去的阻抗称为输入阻抗R。如果接高阻话筒，R应远大于20kQ。接电唱机，R应远大于500kQoR的测量方法与放大器的输入阻抗测量方法相同。输入灵敏度对放大器来说，灵敏度一般指达到额定输出功率或电压时输入端所加信号的电压大小，因此也称为输入灵敏度；对音箱来说，灵敏度是指给音箱施加1W勺输入功率，在喇叭正前方1米远处能产生多少分贝的声压值。使音响放大器输出额定功率时所需的输入电压(有效值)称为输入灵敏度，测量条件与额定功率的测量相同。测量方法是使U从零开始逐渐增大直到UO达到额定功率值时对应的电压值，此时对应的U值即为输入灵敏度。噪声电压音响放大器的输入为零时，输出负载R上的电压称为噪声电压U。测量条件同上，测量方法是使输入端对地短路，音量电位器为最大值，用示波器观察输出负载RL的电压波形，用交流电压表测量其有效值。整机效率n=PdPcX100%式中：Po――输入的额定功率；Pc――输出额定功率时所消耗的电源功率。第2章首箱放大器的基本组成2.1音响放大器的基本组成音响放大器的基本组成如图1所示:图1音响放大器组成框图2.2各部分电路的作用2.2.1话筒放大器由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20kQ（亦有低输出阻抗的话筒如20Q,200Q等）,所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号（最高频率达到10kHz），其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。2.2.2电子混响器电子混响器的作用是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。在“卡拉0K（不需要乐队，利用磁带伴奏歌唱）伴唱机中，都带有电子混响器，其组成框图如图2所示。图中,集成电路BBD称为模拟延时器，其内部有由场效应管构成的多级电子开关和高精度存储器。在外加时钟脉冲作用下，这些电子开关不断地接通和断开，对输入信号进行取样。保持并向后级传递，从而使BBD的输出信号相对于输入信号延迟乐一段时间。BBD的级数越多,时钟脉冲的频率越高,延迟时间越长。BBDE有专用时钟电路，如MN3102时钟电路与MN320C系列的BBD配套。电子混响器的实验电路如图3所示,其中两级二阶低通滤波器(MFB)A、A滤去4kHz(语音)以上的高频成分,反相器A用于隔离混响器的输出与输入级间的相互影响。RR调节混响器的输入电压，RP2调节MN3207I勺平衡输出以减少失真,RP3控制延时时间,RP4控制混响器的输出电压。输入输出图2电子混响器组成框图2.2.3混合前置放大器混合前置放大器的作用是将磁带放音机输出的音乐信号与电子混响后的声音信号混合放大。其电路如图4所示，这是一个反相加法器电路，输出与输入电压间的关系为:U=-[(R/Ri)U+(R/R2)U2]图4混合前置放大器2.2.4音调控制器音调控制电路种类很多，有RC无源调节电路，有源反馈式音质调节电路等。RC无源调节电路，调节范围宽，但中音电平也要衰减，并且在调节过程中整个电路的阻抗也在改变，失真较大。而有源反馈式音质调节电路中，RC调节电路仅作为放大器反馈电路的一部分，用来改变反馈量的频率成分，使调节器的提升或衰减更显著，失真较小，使用的较多。2.2.5功率放大器功率放大器给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能大。功率放大器有常见的单电源供电的TTL电路和正负双电源供电的OCL电路。有集成运放和晶体管组成的功率放大器，也有专用集成电路功率放大器芯片。在此 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 制作中采用LA4102型集成音频功率放大器。音响系统中用来放大音频信号的放大器又叫扩音机，人们习惯地称之为“功放”（有些并不是单纯的功率放大器）。放大器有多种多样的电路结构，但就音质效果而言，广泛使用的晶体管，集成电路放大器要达到电子管放大器同样水平，需要增加学多个附属电路和实施过个技术措施。因晶体管功放电路结构简单，工作电压低和集成电路的集成度高，外围电路少，所以仍然是放大器的主流。当然，也有不少人把自己的音响系统和家庭影院中的放大器做成电子管形式的，以充分展示电子管放大器靓丽音质。用晶体管做成的放大器俗称石机，而把电子管做成的放大器称之为胆机。第3章单元电路设计3.1设计过程首先确定整机电路的级数，再根据各级的功能几技术指标要求分配电压增益，然后分别计算各级电路参数，通常从功放级开始向前逐级计算。本设计已给定了电子混响电路模块，需要设计的电路为话筒放大器、混合前置放大器、音调控制器及功率放大器。根据设计要求输入信号为5mV寸输出功率的最大值为1W因此电路系统的输出电压UO为2.83V(根据Fb=Io-UO=U/Rl=1,可算得U=FIPo^2.83V)，总的电压增益心=UO/Ui=2.83X1000/5=566(55dB)，由于实际电路中会有损耗，故取Aj.=600(55.6dB)，功放级增益皿由集成功放块决定，取Au=100(40dB),音调控制级在fo=1kHz时，增益应为1(0dB),但实际电路有可能产生衰减，取Au3=0.8(-2dB)。话放级与混合级一般采用运算放大器，但会受到增益带宽积的限制，各级增益不宜太大，取Au1=7.5(17.5dB),Au=1(0dB)。上述分配方案还可以在实验中适当变动。各级增益分配如图5所示：17.5dB0dB-2dB40dBAU=600倍（55.6dB）图5各级电压增益分配3.2话筒放大器与混合前置放大器设计图6所示电路由话筒放大与混合前置放大两级电路组成。其中A1组成同相放大器，具有很高的输入阻抗，能与高阻话筒配接作为话音放大器电路，其放大倍数人1为：Aj=1+R2/R11=7.8(17.8dB)四运放LM324勺频带虽然很窄(增益为1时，带宽为1MHZ，但这里放大倍数不高，故能HbrO-L-10K-10^Uoi11*LMJM录音机Ui2lOOnty达到10kHz的频响要求。混响前置放大器的电路由运放A组成，这是一个反向加法器电路，输出电压透的表达式为U02=-[(R22/R21)Uoi+(R22/R23)Ui2]115LNB241D0K2R21C22；耳匚0u哒IOmFRPul[MiF39KS3IMRF1210kn话筒UnBjuV图6话筒放大器与混合前置放大器电路设计3.3音调控制器（含音量控制）设计常用的音调控制电路大致有：晶体管音调控制电路、集成运放音调控制电路、晶体管衰减-反馈式音调控制电路这几种。这几种音调电路各有优缺点，下面就详细的分析一下它们的优劣。3.3.1晶体管音调控制电路图6晶体管和RC网咯组成的衰减音调控制电路。其中RP2是低音制电位器，当滑动触点位于电位器上端时，C3被短路，低音信号容易通过，该信号经C2R5R7被送到VT2的基极。由于C4R6的分路作用，对高频分量有很大衰减，相对提升了低音。当RP2滑动触点位于电位器下端时，C4被短路，音频信号通过C3R5C2R7送到VT2的基极，由于C2与C3串联，C3容量较小，对低音信号呈现较大的容抗，低音难以通过，因而低音被衰减了。所以RP2对低音起到了控制作用。RP3是高音控制电位器，当RP3的滑动触点位于电位器上端时音频信号经C2与C5串联送到VT2的基极。由于C5的容量很小，对低音的容抗很大，使低音不能顺利通过，而对高音则可顺利通过。还由于RP3与C6串联后阻抗很大，对高音的旁路作用不大，这样就相对地提高了高音。当RP3的滑动点位于电位器的下端时，高音则因受到RP3的衰减及C6的旁路而减弱，这样高音就被衰减。图6晶体管衰减式音调控制电路这种衰减式音调控制器受控频率范围大，不受前后级电路放大倍数的影响。本电路指标为：低音控制范围100hz时为土1OdB;高音控制范围5khz时为土1OdB。图7是由晶体管和RC网咯组成的衰减-反馈式音调控制电路。电路中，RP2是低音控制电位器，RP3是高音控制电位器。当RP2RP3的滑动点位于左端时，低音受到R4R6的一次衰减，而中音则受到R4R6和负反馈的两种衰减，形成高低音提升。当RP2的滑动点由左向右逐渐移动时，低音则受到逐渐增大的RP2的阻抗的进一步衰减，同时低音负反馈也将逐渐起作用并一步步增大。当RP2的滑动点移至右端时，低音受到最大衰减，且反馈达到最深，而中、高音则仍维持原有的衰减量和反馈量不变，这就形成了低音的最大衰减。图7衰减反馈式音调控制电路当RP3的滑动点由左向右逐渐移动时，高音受到逐渐增大的RP3的阻值的衰减，同时又受到T7支路的逐渐增大的负反馈作用。当RP3移至最右端时，高音受到最大衰减，切负反馈达到最深，这就形成了高音的最大衰减。电路特性：低音30HZ时的控制范围为+-20dB;高音10KHz时的控制范围为+-15dB。该电路控制范围大，失真小，但控制范围特性受VT2放大倍数的影响较大。图8是一个可以通过选择开关来改变转折频率的衰减一反馈式音调控制实例。RP2做高音控制，RP3作低音控制，SA1、SA2分别用来改变高、低音控制的转折频率。图8转折频率可变的音调电路在电路中，VT1作共射极输出，放大器的输出信号与输入信号相位相反。这样既满足了反馈式音调控制电路的相位要求，又使电路有低的输出阻抗。由于VT2的输入阻抗较高，VT2的集电极负载电阻可以选较高的阻值（100K），从而使这个两极放大器具有很高的电压增益，这对音调控制电路来说是有很大余量的，本电路通过分压电路R9与R10将反馈至音调电路的信号分压，使音调控制电路取得3倍左右的中频电压增益。音调控制的高、低频起控频率，可通过SA1SA2选择不同的电容器来调节。当SA1置于a时，高音控制的起控频率为2.5KHz。SA2置于c时，低音控制的起控频率为500kHz。置于d时则变为250Hz其控制特性曲线如图4-4。当电路输入高保真信号或不希望对输入信号进行音调调节时，可将SA1SA2均置于0位，此时音调控制被取消，放大器可以得到平直的频率响应。332集成运放音调控制电路集成运放电路具有电压增益高、输入阻抗高的特点，用它制作音调控制电路，具有电路结构简单、工作稳定的优点。图9是由集成运放组成的音调控制电路，现分析如下:低频时，C1、C2可以看作开路，于是有：低频最大提升量：Avb=(R1+Rp1/R1低频最大衰减量：Avc=R1/(R1+Rp1衰减截止频率：/11=1/2nRP1C1高频时，C1、C2可以看作短路，如图10(a)所示，也可等效为图10(b),于是有：高频最大提升量：Av1~(R1+R3+2R)/R3高频最大衰减量：金R3/(R1+R3+2R)上两式假定：RP②(R1+R3+2R)高频提升转折频率：Fh1=1/2nR3C2图10(a)图9的简化及等效电路图10(b)图9的简化及等效电路图11是利用上面分析所得的关系式设计计算的音调控制器，其中A1为缓冲放大器,用来降低前级输出的负担。■■iivun.L711.二0砂耳\0：O47耳*inn战\011*/：1T：rjjd1f―'[八J24K1L_/T4700—Lv—，!H/\该电路的低频转折频率为30Hz,高频转折频率为1kHz,控制范围为土20dB。使用运算放大器不仅能设计出具有高低音控制功能的音调电路，而且也能设计出具有高中低音的音调控制电路，实际电路如图13。图12图11电路的控制特性本设计采用反馈式音调控制电路，原理电路如图7,图中也为低音调节，&为高音调节。为了使电路得到较满意的效果Ci、C容量要适当，其容抗和有关电阻相比在低频时要足够大，在中、高频时要足够小，而G的容抗选择是在低、中频时足够大，而在高频时要足够小，就是说C、C2只让中、高音信号通过不低音信号通过，而G只让高音信号通过而不让低中音信号通过。为电路讨论问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 方便，在电路设计时常设R=R?=F3=RR/i=R/2=9RG=C2>>C图7反馈式音调控制电路图8等效电路图反馈式音调控制电路工作原理：主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，以达到在不同的频率下有不同的输出要求。电路的幅频特性（a）信号在低频区由于G的数值较小低频时呈现的阻抗很大，上下两个支路相比RG支路相当于开路。设运算放大器为理想元件，则E点与E?电位相等且近于零，R的影响可以忽略。当FWi的滑臂滑动到左端A点时G被短路，此时的等效电路如图8所示。在此电路中信号通过R加到反相输入端，反馈信号通过R、R/V2C2也加到反相输入端，对中、高音信号而言，C2相当于短路，反馈支路只有F2,反馈量最大时电路增益很小，输出UO很小。随着频率的降低，C2容抗增大，反馈支路除F2外还有FW//XC2,既反馈量减小，增益增加，输出Ub上升。当频率很低时，C2相当于开路，反馈支路相当于R+R,且由于RW2»R1此时反馈量极小，从而获得最大增益，输出UO最大，这就是低频提升。低频提升的数学关系式为Auf=-Zf/Zf此时Zf=F2+(Rw//1/j3C2)Zf=R则Auf=(R+Rw)/Rl•(1+j3/3L2)/(1+j3/3L1)其中3li=2nfli=1/RwC23l2=2nfL2=(Rw+R>)/RwRG根据假设条件(R+Rv)/R1=10既3L2=103L1|Auf|=(R?+Rv2)/Ri•"(1+3/3L2)/(1+3/3L1)当3>>3L2时(信号频率接近中频时)|Auf|=(R+Rv2)/R13L1/3L2=120lg|Auf|=O此时调节电路无提升。当3=3L2时|Auf|=(F2+FW2)/R1•二/(1+(3L1/3L2)2)=二20lg|A“|=3dB即在此频率上调节电路可提升3dB。当3=3L1时|Auf|=(F2+FW2)/R1'V(1+(3L1/3L2)2)/2〜7.0720lg|A“|=17dB当3<<3L1时|Auf|~(R^+FW)/R1=1020lg|Auf|=20dB从上面几种情况可以看出，当频率分别为3>>3L2，3=3L2，3=3L1，3<<3L1时，PAGE\*MERGEFORMAT#PAGE\*MERGEFORMAT#对应的提升量为OdB3dB17dB20dB。两转折频率3li、3L2之间按倍频程6dB变化,其曲线示于图9,把曲线用折线表示时,图10Li、fL2对应折线的拐点。9频特性图等效电路图利用同样的分析方法，当R2的滑臂滑动到B点时，其等效电路如图10。对高、中音信号来说比电路中的C相当于短路，R2被短接，放大倍数为1,无衰减也无提升。随着频率降低，C1的容抗增大，输入信号衰减量增大，反馈量也加大，增益下降。当频率很底时，C1相当于开路，输入信号衰减最大，反馈最深，增益最小，这就是底频衰其幅频特性数学表达式为Auf=-R2/(R+(R〃1/j3Ci))=-R2/(Rw+R)•j3RQ/(1+j3CRRw/(Rw+R))?L1=1/(2nRv2c?)=fL1f?L2=(R+R)/2nRRC=fL2则Auf=-R2/(R1+R2)=(1+j3/3L1?)/(1+j3/3L2?cD图12等效电路图图13等效电路图其中Ra=R+R+RR3/R2=3RR=R+R+R2R3/Ri=3RR=R+R+RR2/R3=3R反相输入端，C、D间相当开路。当触点接到14、15。C与D这两个特殊点时其等效电路示于图图14等效电路图图15等效电路图从图13中看出，通过Rc、Ra反馈到输出端的信号极小，这一支路的反馈信号大部分被信源短路。同样，信号U通过Rc、Rb加到反相输入端的也极小，可见Rc对电路的影响相当于开路。另外FW数值较大，当触点移到C点时经Rwi送回的反馈信号相当微弱，DC间相当开路。当触点移到D点时，由于Rwi很大，信号几乎不可能通过FWi送到咼频提升Auf=-Rb/Ra•(1+j3/3H1)/(1+j3/3H2)|Auf|=Rb/Ra•"(1+(3/3H1)2)/(1+(3/3H2)')其中3hi=1/(R+R4)C33h2=1/R4G咼频衰减Auf=R/Ra•(1+j3/3?H1)/(1+j3/3?H2)|Auf|=Rb/Ra•"(1+(3/3?H1)2)/(1+3/3?H2))式中3?H1=3H13?H2=3H2其规律为：中频区增益为OdB,3=3hi时增益为土3dB,3=3H2时增益为土17dB,3hi与3H2之间为6dB/倍频程变化，最大提升和衰减量为土20dB通过以上分析可以看出：.忆2控制低音，Rwi控制高音。•当FU从A向B滑动时，低音信号衰减逐渐加大，反馈逐渐加强，使低音从提升转向衰减，同样道理当九1从C向D滑动时高音信号衰减加大，反馈也增强，使高音信号从提升转向衰减，把FUFW1放在不同位置时，可得到高低音的不同提升或衰减。•音调控制电路中音增益Auf=-1不因&、&改变而改变。.电路的最大提升量是依靠减少输入信号衰减和减弱负反馈量来达到的，因此电路的放大级必须有足够的开环增益，才能依靠强的负反馈获得较宽的调节量。音调控制器的电路如图16。运算放大器选用单电源供电的四运放LM324其中RP3称为音量控制电位器，其滑臂在最上端时，音响放大器输出最大功率Kai47RGooiufTC34Hi£K38R34C33510pF丄g£DM+LMMRP3247Okn11Css图16音调控制器设计由前面的分析得到转折频率fL2及fH1fL2=flx・2x/6=400Hz则fL1=fL2/10=40HZx/6fHi=fhx・2=2.5kHzfH2=10fHi=25kHzAul=(RP3i+R2)/R3i>20dBRi、志、RP3i不能取得太大，否则运放漂移电流的影响不可忽略，但也不能太小，否则流过它们的电流将超出运放的输出能力。一般取几千欧至几百千欧。现取RPi=470k,Rsi=F32=47k，贝UAul=(RP1+R2)/R3i=1+RPi/R3i=11(20.8dB)根据前面的分析可得fl1=1/2nRP1G2则C32=1/2nRPf口=0.008卩F取标称值0.01卩F即C31=G2=0.01卩FRa=R=R=3R=3R=3F则Rs4=R1=R2=47kQRa=3F4=141kQAuH=(Ra+R)/R3》20dBRs3=Ra/10=14.1k根据前面的分析可得fh2=1/2nRbCb则Cs3=1/2nRsafH2=490pF取标称值510pF取RP2=RPi=470k，RP3=10k，级间耦合与隔直电容Cj4=G5=10Fo3.4功率放大器由于采用集成功率放大器，电路设计变13kC41Uicr-I—4.7uF0.dl—n100^14[A4LA410243Cm220UFHI—5丄CtHPII.图L7功率放大器的设计口-470nFT（25V）IRl」旳得十分简单，只要查阅手册便可得到功放块外围电路的元件值，如图17所示。功放级增益Au4=1+Ri/Rf〜20K/Rf=100,所以Rf=20K/100=200QCB为相位补偿，CB减小，频带增加，可消除高频自激，Cb—般取几十至几百皮法。Cc为OTL电路的输出端电容，两端的充电电压为WC2，一般取耐压大于Vc/2的几百微法的电容。G为反馈电容，消除自激振荡，Cd—般取几十皮法。CH为自举电容，CH与电路中的R10组成自举电路。使复合管「2、Ti3的导通电流不随输出电压的升高而减小。①是电源退耦滤波，可消除低频自激。C43、C44消除纹波，一般取几十至几百微法。以上单元电路的设计值还需要通过实验调整和修改，特别是在进行整机调试时，由于各级之间的相互影响，有些参数可能要进行较大变动，待整机调试完后，再画出整机电路图。PAGE\*MERGEFORMAT#第4章主要元件数据4.1集成功放块LA4102LA4100~LA4102集成功放的内部电路如图19,LA4100~LA4102集成功放电路具有集成功放典型电路的结构，它由输入级、中间级和输出级三部分所组成。其中「、T2为差动输入级。T3、R、民及T5组成分压网络，一方面为T1提供静态偏置电压，另一方面为T5、T6组成的镜像恒流源提供参考电流。T4、T7组成两级电压放大器，具有较高的电压增益。T8、T14组成的PNP型复合管与T12、T13组成的NPN型复合管共同构成互补对称推挽输出电路。氏、T9~T11为电平移动电路，给末级功放提供合适的静态偏置。R1接于输出端和T2的基极之间，构成很深的直流负反馈，可以稳定静态工作点，提高共模抑制比。此集成功放采用单电源供电方式接成OTL电路形式，也可以采用正负双电源图19LA4100~LA4102集成功放内部电路LA4100~LA4102功率集成外电路引线图如图20。LA4100~LA4102为双列直插式结构，它共有14个外引线，每边有7个。靠近散热片一端有圆槽指示的为1端，1端为输出端，3端为公共端，4、5端接消振电容，6脚为放大器的反相输入端，在应用电路中与输出端连成反馈电路，9脚为放大器的同相输入端，在应用电路中为信号输入端，10脚为纹波抑制，应用电冋冋向向向mnLA4100—LA4102LJLzJLJIULlJL^LlJ输空电逍消反空出源振振愦地图20LA4100-LA^10^h^l线图路中接有大电容，12脚向外提供电源端，13脚为自举电路的端点，14脚为电源。4.2集成功放块LM324LM324是四运放集成电路，内部电路如图21所示。它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。由于LM3245运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。每一组运算放大器可用图22所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“U+”、“U-”为正、负电源端，“UO”为输出端。两个信号输入端中，U-为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；U+为同相输入端，表示运放输出端U□的信号与该输入端的相位相同。4.3BBD延时器MN3102MN3207MN310低压BBC用时钟发生/驱动电路。MN310是驱动GND1I~~OUT222CPUiOlTTi3207[IN1VGG|■Vpd低电压BBDJr必须的低输出阻抗CMO两相时钟发生电路，内部包含BBDJr需VG的产生电路。MN310外接R、C元件可自行振荡，亦可用外时钟输入以输出所需的时钟脉冲，输出脉冲的频率是振荡（或输入）脉冲频率的1/2°MN3102可作为低电压BBDgCMO时钟发生/驱动电路，与比例207等低电压BBDS件配套。特点：可直接驱动相当于4096段的低电压BBD；可自行振荡，亦可用外时钟输入来进行工作；两相时钟（占空比=1/2）；内含低电压BBX作所需的VG电压发生电路；图23MN3207外引线图单一电源（4~10V）。3207是1024段低电压工作的低噪声BD电路，适于音频范围使用。调整时钟频率可以改变延迟时间。工作电压为+5V,可提供最大为51.2ms的模拟信号的延迟量。MN320外引线图如图23。4.4扬声器的选配在选配扬声器以前，应首先确定组合音响的参数,其中应包括额定功率,额定阻抗,灵敏度,额定频率范围,指向性,失真,分频方式（二分频,三分频或多分频）,助声箱的大致尺寸和形式（大型落地式或小型书架式等）,以上参数确定后,即可按以下方法选择扬声器.低声扬声器的选择选择低声扬声器时应注意以下几个方面（1）功率容量.在组合扬声器系统中,通常低音承受的功率最大（约占组合音箱总功率的50%~90%）,因而往往将组合音箱系统所有需的额定功率定为低音扬声器的额定功率.（2）阻抗.低音扬声器的阻抗通常应等于组合音箱系统要求的阻抗.（3）频响范围.扬声器的有效频响范围通常应大于它在系统中担负的放声频带的宽度,其上限频率应大于分频点频率,从高保真角度来讲,至少应大于分频点1~2倍频程,分频点若为800Hz,则上限频率至少为1600~2400Hz,因为靠近上限频率的区域已经是扬声器的分割振动区,我们应尽可能避开这一区域,而利用扬声器的活塞振动区.扬声器的下限频率（通常为共振频率？o）则和所要设计的音箱以及系统所要求的下限频PAGE\*MERGEFORMAT#PAGE\*MERGEFORMAT#率有关.指向性要求.扬声器在放声波长接近其振膜尺寸时,开始出现指向性变差,而且随着放声波长的进一步减小,指向性会越来越窄,在前面有关指向特性的部分已经指出,家用高保真扬声器系统要求指向性以能够达到水平.为满足这一要求,在选择扬声器的时候应对扬声器的口径,分频点和功率加以综合考虑,尤其对两分频系统,这一点特别重要,因为许多两分频系统在选择分频点时往往仅考虑到高频扬声器的功率容量,因而将分频点取的很高,即忽略了对指向性的要求,这种系统往往仅在音箱正面轴向具有良好的频率响应,而在偏离正面轴向后,频响变得很差,这对重放声场的宽度及声像定位都是不利的.一般来说,低音扬声器的口径越大分频点应取得越低,如果达到在偏离正面轴向60?的方向上的响应特性与正面轴向的响应特性相比下降不超过6dB,则分频频率？与扬声器音盆等效半径a之间满足如下关系统：？<140/a,式中a-等效半径(m);?-分频点频率(Hz).灵敏度,高保真重放要求系统最大能达到110dB的输出声压级,这就要求扬声器必须具有较高的灵敏度和一定的功率容量,一般来说,低声扬声器的灵敏度至少应大于88dB,最好能大于91dB.选择灵敏度高的扬声器至少有两方面的好处：其一是对功放的功率容量和扬声器的功率容量要求较低，从而降低了功放和扬声器的成本，对于灵敏度88dB的扬声器,要达到110dB的声压器,则功放和扬声器的功率至少要达到160W扬声器的功率同样要160W,而对于灵敏度为91dB的扬声器,则功放和扬声器的功率只需80W就行了,扬声器的灵敏度每升高3dB,所需功放的功率就下降一倍，扬声器所需功率也同样下降一倍；其二是可以减小失真,低灵敏度的扬声器要达到与高灵敏度的扬声器同样的输出声低级,需要输入更大的功率,因而扬声器的振幅也就要求更大,随着输入功率和振幅的增加,非线性失真也会随之增加,而且,扬声器的使用寿命也会减少,所以选购扬声器时,不仅要看功率,而且还应注意灵敏度.中音扬声器的选择功率余量.,中音扬声器承受的功率与分频点有关,通常小于系统总功率的50%,分频点越高,中音所承受的功率越小,为保险起见,可选为低音扬声器功率的1/2.阻抗.中音扬声器的阻抗通常与低音一致,但有时候为了平衡系统的灵敏度,也使中音的阻抗低于或高于低音的阻抗（一倍）,前一种做法主要是针对中音灵敏度低于低音灵敏度,因而通过降低阻抗,提高实际输入功率来提高输出声压级,使其与低音一样,但这种做法须保证中音具有足够的功率容量,后一种做法则相反,通过提高阻抗,减少实际输入功率来降低输出声压级,使其与低音一致,在这种情况下,对中音功率容量的要求可以降低（一倍）。（3）频响范围。中音的有效频响范围应大于它在系统中担负的放声频带的宽度，其上下限频率也应分别低于低端频点和大于两端分频点来决定扬声器的口径。（4）灵敏度。中音扬声器的灵敏度通常应与低音一致，也可选择灵敏度较高，阻抗大一倍的中音扬声器（5）对音质的要求。高音扬声器的选择（1）功率容量。高音扬声器的功率容量视其用于何种系统（二分频或三分频）有较大差别，在两分频系统中，其功率容量要求与前述中音扬声器差不多，而在三分频系统中，则承受功率较小，通常为总功率的15%以下，高音扬声器由于结构的缘故往往功率较小，对于效率较低的高音，一般要将分频点取得较高来弥补扬声器功率的不足，但这样又要牺牲指向性，较好的解决办法是增加中扬声器或采用效率较高的号筒扬声器。（2）阻抗。要求与中音扬声器相同。（3）频响范围。高音扬声器的有效频响范围须大于它在系统中担负的放声频带的宽度，其下限频率应低于分频点频率1到2倍频程，上限频率应大于或等于系统要求的上限频率。（4）指向性要求。高音扬声器要在频率很高时仍保持良好的指向性是频为困难的，由？w140/a可知，目前使用很普遍振膜直径为？25mm勺球顶扬声器也只能在11kHz以下有良好的指向性，如果再将振膜直径减小，则扬声器的功率容量和效率都难以达到要求。（5）灵敏度。通常要求高音勺灵敏度与低音一致（6）对音质勺要求。总勺来说，喜欢音色柔和温暖勺，可选择软质材料振膜勺高音扬声器，如喜欢音色质感较强，带有金属味勺，可选择硬质材料振膜勺高音扬声器。第5章电路安装与调试技术合理布局，分级装调音响放大器是一个小型电路系统，安装前要将各级进行合理布局，一般按照电路的顺序一级一级的布局，功放级应远离输入级，每一级的地线尽量接在一起，连线尽可能短，否则很容易出现自激。电路调试技术电路的调试过程一般是先分级调试，级联调试，最后整机调试与性能指标测试。分级调式又分为静态调试与动态调试。静态调试时，将输入端对地短路，用万用表测试该级输出端对地的直流电压。话放级、混合级、音调级都是由运算放大器组成的，其景泰输出直流电压均为V2，公放级的输出（OTL电路）也为VCc/2，且输出电容Cc两端充电电压也应为Vcd2。动态调试是指输入端接入规定的信号，用示波器观测该级输出波形，并测量各项性能指标是否满足题目要求，如果相差很大，应检查电路是否接错，元件数值是否合乎要求，否则是不会出现很大的偏差的，因为集成运算放大器的内部电路已经确定，主要是外部元件参数的影响。单级电路调试时的技术指标容易达到，但进行级联时，由于级间相互影响，可能使单级的技术指标发生很大的变化，甚至两级不能进行级联。产生的主要原因是布线不太合理，连接线太长，使级间影响较大，阻抗不匹配。如果重新布线还有影响，可在每一级的电源间接入RC去耦滤波电路，R—般取几十欧，C一般取几百微法。特别是与功放级进行级联时，由于功放级输出信号较大，对前级容易产生影响，引起自激。产生的原因是集成块内部电路引起的正反馈，可以加强外部电路的负反馈予以抵消，如果功放级1脚与5脚之间接入几百皮法的电容形成电压并联负反馈，可消除叠加的高频毛刺。常见的低频自激现象是电源电压表有规则的左右摆动，或者示波器上的输出波形上下抖动。产生的主要原因是输出信号通过电源及地线产生了正反馈。可以通过接入RC去耦滤波电路消除。为满足整机电路指标要求，可以适当修改单元电路的技术指标。图为整机实验电路图，与单元电路设计值相比较，有些参数进行了调整。话放级的调试静态值的调试：接通直流电源，用直流电压表测量UP、UN、UO的值。（应为VC/2左右）电压放大倍数的测量：在输入端加上f=1KHZ有效值UI=100mV勺正弦交流信号。用电子毫伏表测量输出电压的有效值UO,则Au=U/Ui，与理论值进行比较，看是否满足要求，同时用示波器观察UO的波形。测量输入电阻R:输入电阻的测试方法与放大器输入电阻的测试方法相同。混合前置放大级的调试测量静态值UP、UnUO的值。（4.5V左右）电压放大倍数的测量：分别在两端加上f=1KHz，有效值U=250mV勺正弦交流信号。测出UO。计算A并与理论值进行比较，同时用示波器观察UO的波形。级联调试：把话放级的输出加到混合级的输入端，在话放级端加入f=1KHz，U=250mV的正弦交流信号。测量混合级的输出UO。计算AU并与理论值进行比较，同时用示波器观察U0的波形，看是否失真？5.2.3音调控制级的调试音调控制器设计，从输入信号转换电路送来的音频信号首先经过音调'音量与平衡控制电路，这部分电路往往与前置放大器作在一起，统称为前置放大器，或称前置级。也有的音调电路是一个专门无源音调控制电路，这样的电路相对独立性比较好，前后级电路相互影响小，容易达到设计指标，但也会带来电路复杂、成本高、信号较弱等缺点。带有音调控制的音频放大器，人们要求它对频带内各频率的信号有相同的增益，即它的频响特性是一条水平的直线。然而在实际放音中，由于音源多种多样，人们对音色的爱好也不尽相同，这就要对放大器的频响曲线作适当的调节，以满足不同的需要，而完成这一任务的电路就是音调控制器。虽然有人主张取消音调控制器，对输入信号不作任何修正，以欣赏原汁原味的音乐。然而大多数人仍认为音调控制器在音响设备中是必不可少的，正像味精能使菜肴更加鲜美一样，音调控制器也能使放送的音乐更加动听。设计并制作音调选择器并不困难。图1-59所示的负反馈式音调选择器就是第一种类型的音调选择电路，它是在前级放大器的基础上，增加一组5*4位的琴键开关及相应的组容元件组成的。具体分析工作原理如下:按下“平直”键，S1、S2动作，S1将负反馈电路里T型网络的C8R8断开，S2将C7短路，放大器频率特性呈平直状态，为一典型路放大器，增益由（R5+R6/R3确定，按图中数值为20dB,放大器的频响曲线如图1-58（e）所示。按下“语言”键，S1、S2、S3S4动作，S1、S2使放大器频响处于平直状态，S3S4在放大器的输入端接入一带通滤波器，通频带为200~3000HZ频带外的信号按-6dB/oct衰减，放大器的频率曲线如图1-58（a）所示。按下“演唱”键，S5动作，C7上并联一个电阻R4,使高低音略为提升，放大器的频响如图1-58(b)所示按下“管弦”键，S7动作，T型网络的R8短路，C8接地，高低音均予以提升，放大器的频响曲线如图1-58(c)所示。按下“低音”键，S9S10动作，S9使负反馈回路的电容器C6C7串联，高音反馈增强，低音得到提升，S10在T型网络上并联电阻R7,使高音略有提升，使放声的高低有所平衡，放大器的频响如图1-58(d)所示。由于本电路是在通用的前级放大器上改造的，无需增加有源器件，电路简洁新颖，可以直接推动功率放大器，因而具有很强的实用性k/dB扛(b)"演唱”时频响曲线(a)"语言"时的频响曲线(c)"管弦”时的频响曲线(d)"低音"时的频响曲线k/dB卒(e)"平直”时的频响曲线图1-585挡音调控制电路的频率特性图1-60是由常见的衰减式双音调控制器。它是由两个放大倍数为10的运放电路构成，第一级放大器作线路放大作用，第二级放大级用来补偿音调网络带来的衰减。在这个电路中，音调电位器仍起作用，但调节范围较窄，它可以修正各挡的频响曲线，以满足不同人的需要。1-60衰减式双音调控制器具体分析工作如下按下“语言”键，S1、S2动作，S1使C4接入，低音被衰减，C9则使高音被旁路，S2使R5代替R7,阻值增大，中音增益提高，放大器的频响曲线如图1-58（a）所示。按下“演唱”键，S3S4动作，S3的作用与S2相同，S4则与C5并联在C4上,C6接电路，高低音只作少量提升，放大器的频率曲线如图1-58（b）所示。按下“管弦”键，S6动作，R8并联在R7上，阻值减少，中音增益降低，相对提高了高音低音，放大器频率曲线如图1-58（c）所示。按下“低音”键，S7、S8动作，S7的作用与S6相同，中音降低，S8使C10C11串联，容量减小，高音衰减，C9的旁路作用衰减中音，放大器的频响曲线如图1-58（d）所示。按下“直通”键，S9S10动作，将整个音调网络断开，信号由线路放大级直接后级放大器，使声音信号保持原貌，放大器频响曲线如图1-58（e）所示。各挡的频响曲线，均以音调调节电位器滑动接头位于最上端为准。在制造中，为保证音调选择器有优良的音质，电路中的双运放均采用OP275与常用的NE5532相比，其转换速率SR要高得多，达到22V/us。它的音色温暖，很有高u胆管的韵味，与此相似的运放OP249也可应用。整机调试步骤：认真检查焊接与连线是否有误；经检查确认无误时，加电测试。正常时电流在2ma以下，太大太小都属异常。静态试机时，调整音调电位器，细听有否出现难以接受的干扰吵声，如有，应重点检查地线有无接触不良，可将电位器外壳接地、改变电路接地点等几种方法进行排除。静态试机正常后，可以进行音乐试听。将音乐信号输入本机，调节高、低音控制电位器，细听其对高、低控制效果，如觉效果不满意，可改变音调网络中的R、C值。一切调试正常后，试听半小时以上，在试听过程中，应特别注意音调是否有变化，ua741和各元件是否有温升太高的现象。本机常出现的故障多属音调控制效果不佳，一般属于元件质量上的问题或参数发生变化所致，也可能uA741损坏或插座接触不良。按原理图进行分析，找出故障所在。测量静态值UP、UNUO的值。（4.5V左右）测量音调控制级的特性5.2.4功率放大级的调试测量静态值UP、UNUb的值。（4.5V左右）电压放大倍数的测量：分别在两端加上f=1KHz,有效值U=250mV勺正弦交流信号。测出Ub。计算Au=U/Ui并与理论值进行比较，同时用示波器观察Uo的波形，看是否失真？若产生失真，可适当减小输入信号的幅值。测量输出功率。整机功能试听用8Q/4W的扬声器代替负载电阻RL,进行以下功能试听。话筒扩音将低阻话筒接话筒放大器的输入端。应注意，扬声器的方向与话筒方向相反,否则扬声器的输出声音经话筒输入后,会产生自激啸叫。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。电子混响效果将电子混响器模块接话筒放大器的输出。用手轻拍话筒一次,扬声器发出多次重复的声音,微调时钟频率,可以改变混响延时时间。音乐欣赏将录音机输出的音乐信号,接入混合前置放大器,改变音调控制级的高低音调控制电位器,扬声器的输出音调发生明显变化。卡拉0K伴唱录音机输出卡拉0K磁带歌曲，手握话筒伴随歌曲歌唱，适当控制话筒放大器与录音机输出的音量电位器,可以控制歌唱声音有音乐声音之间的比例,调节混响延时时间可修饰、改善唱歌的声音。附录一整体电路图11PAGE\*MERGEFORMAT#11PAGE\*MERGEFORMAT#音.FF^o~4COF^HZ2HuFID+CPAGE\*MERGEFORMAT#PAGE\*MERGEFORMAT#结束语通过本次的设计,使我懂得了许多我以前从来没有学到的知识,也同时激发了我对这门专业的兴趣,通过对市场需求的调查和对一系列产品的咨询,使我懂得了音箱是将电信号还原成声音信号的一种装置，还原真实性将作为评价音箱性能的重要 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。有源音箱就是带有功率放大器（即功放）的音箱系统。把功率放大器和扬声器发声系统做成一体，可直接与一般的音源（如随身听、CD机、影碟机、录像机等）搭配，构成一套完整的音响组合。有了有源音箱，就无需另购功率放大器，不再为合理选配功放、音箱而发愁，操作简便，其极高的性能价格比，为工薪阶层所普遍接受。另外还有几种比较不错的音箱:音箱是将电信号还原成声音信号的一种装置，还原真实性将作为评价音箱性能的重要标准。有源音箱就是带有功率放大器（即功放）的音箱系统。把功率放大器和扬声器发声系统做成一体，可直接与一般的音源（如随身听、CD机、影碟机、录像机等）搭配，构成一套完整的音响组合。有了有源音箱，就无需另购功率放大器，不再为合理选配功放、音箱而发愁，操作简便，其极高的性能价格比，为工薪阶层所普遍接受。按照发声原理及内部结构不同，音箱可分为倒相式、密闭式、平板式、号角式、迷宫式等几种类型，其中最主要的形式是密闭式和倒相式。密闭式音箱就是在封闭的箱体上装上扬声器，效率比较低；而倒相式音箱与它的不同之处就是在前面或后面板上装有圆形的倒相孔。它是按照赫姆霍兹共振器的原理工作的，优点是灵敏度高、能承受的功率较大和动态范围广。因为扬声器后背的声波还要从导相孔放出，所以其效率也高于密闭箱。而且同一只扬声器装在合适的倒相箱中会比装在同体积的密闭箱中所得到的低频声压要高出3dB,也就是有益于低频部分的表现，所以这也是倒相箱得以广泛流行的重要原因。有源音箱的一些特性防磁：音箱扬声器的磁场会严重干扰电视机和电脑显示器的屏幕，并使屏幕扭曲和大块色彩失真现象，这叫“磁化”。为避免不防磁的音箱对显示器的损坏，就要求音箱应具有防磁效果，即使紧贴电视机和显示器也不会干扰屏幕，办法很简单，那就是使用“防磁”扬声器。通常防磁的扬声器价格比普通喇叭高许多。全频带扬声器：这是多媒体有源音箱专用的环绕喇叭，因为X.1声道为降低成本，把分立喇叭（需要两只扬声器分频）简化成全频带扬声器，基本能表现出整个音域范围。做得好的全频带扬声器比廉价的同轴扬声器更出色。但说老实话扬声器很难完全覆盖人耳的可闻频率范围，需要由多只扬声器共同负担整个音域的声音重放。并通过分频电路来解决这个问题，所以还是以双分频高低音设计的有源音箱进行回放效果比较好。平板式音箱：最近很流行平板式喇叭的音箱设计，大概是大家看中了它的美观小巧，还可以嵌入相片，很酷啊！平板式音箱的优点是声音的均匀性和指向性好，但受结构限制，音域较窄，无法表现出低频的声音，所以一般配用低音炮使用。建议对声音要求高的朋友不要选购平板式音箱。USB音箱：就是将数字音频信号从主板上的USB口直接输进音箱，再通过音箱内置的D/A转换电路将信号处理后再输出的音箱。表面上看采用USB音箱的优点是可以提高音质，因为数字信号在传输过程中不会受到干扰，信号的纯净度好，但USB音箱的核心是D/A转换电路，其转换精度对音箱的性能影响很大，目前市场上流行的D/A转换电路有16bit和20bit两种，当然是后者为佳，这个数据比发烧级功放差了很多（因为不可能用成本过高的模块）。USBt箱的缺点是CPU占用率高，老式主板也不支持USB购买USBt箱可以不买声卡，但这样就无法实现EAX硬波表等需要硬件来完成的功能。国外的名牌HiFi箱基本没有USB的设计，所以对音质要求很高的朋友大可不必考虑USB音箱。参考文献李万臣.模似电子技术基础实验与课程设计.哈尔滨:哈尔滨 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 大学出版社,2002任为民.电子技术基础课程设计指导.北京:中央广播电视大学出版社,1986李锋,刘小魁.模似电子技术设计.湖南:湖南大学出版社,2004彭介华.电子技术课程设计指导.北京:高等教育出版社,1997张永端,杨林耀,张雅兰.电路分析基础.西安:西安电子科技大学出版社,1998王喜成.音响技术.西安:西安电子科技大学出版社,1997邹天汉.数字功放和音响设计与制作,人民邮电出版社,2004邹天汉.影音源设计与制作.人民邮电出版社,2004致谢感谢王小虎老师对本论文的耐心指导与细心批改，对本设计的指导与关心。感谢电气系各级领导的亲切关怀。感谢所有电气系的老师们大学三年来对我的不断教导。感谢本小组所有成员对整个设计的巨大贡献以及对我在学习上的帮助。感谢本小组成员与我的大力合作与探讨。本次论文的完成对我是一个巨大的激励，使我在学术的研究方面充满信心，更为我在今后的学习与工作中提供了宝贵的经验。毕业设计终于完成了！花费了本人不少时间和精力，在设计的过程中我又学到了不少东西，让我深刻的体会到当你专心去做一件事时，你会从中获得成功的乐趣。在此我要感谢学校个我们一个好的环境，感谢我的指导老师王小虎老师，以及同学们的无私帮助，正因为有了他们的无私帮助我才能顺利的完成此次设计！