实验音响放大器设计教案解析.ppt

第七节 音响放大器设计 学习要求 了解集成功率放大器内部电路工作原理， 掌握其外围电路的设计与主要性能参数的测试方法； 掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术。 一、音响放大器的基本组成 1. 话音放大器 由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20kΩ(亦有低输出阻抗的话筒如20Ω，200Ω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. 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 。 音响放大器的性能主要由音调控制器与功率放大器决定，下面详细介绍这两级电路的工作原理及其设计方法。 3、音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性 音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器构成 ①当ff0时 当RP1的滑臂在最左端低频时，对应于提升最大的情况 ①当ff0时 当RP1滑臂在最右端时，对应于低频衰减最大的情况 ①当ff0时 分析表明，图(a)所示电路是一个一阶有源低通滤波器，其增益函数的表达式为 ①当ff0时 当ffL1时，C2可视为开路，运算放大器的反向输入端视为虚地，R4的影响可以忽略，此时电压增益 ①当ff0时 在f=fL1时，因为fL2 =10fL1 ，故可由式 ①当ff0时 在f=fL2时，由式(3-7-2)得 ①当ff0时 同理可以得出图(b)所示电路的相应表达式，其增益相对于中频增益为衰减量。 ②当f f0时 音调控制器的高频等效电路如图所示 ②当f f0时 将C1、C2视为短路，R4与R1、R2组成星形连接，将其转换成三角形连接后的电路如图所示 ②当f f0时 RP2的滑臂在最左端时，对应于高频提升最大的情况 ,等效电路见图(a) ②当f f0时 RP2的滑臂在最右端时，对应于高频衰减最大的情况，等效电路见图(b)。 ②当f f0时 分析表明，图(a)所示电路为一阶有源高通滤波器，其增益函数的表达式为 ②当f f0时 当ffH1（??3）时，C3视为开路，此时电压增益AV0=-1(0dB) 。 在f=fH1时,因fH2=10fH1由 ②当f f0时 在f=fH2时, ②当f f0时 当f ? fH2时，Ｃ3视为短路，此时电压增益 AVH = (Ra＋R3)/R3 ②当f f0时 同理可以得出图(b)所示电路的相应表达式，其增益相对于中频增益为衰减量。 实际应用中 通常先提出对低频区fLx处和高频区fHx处的提升量或衰减量x(dB)，再根据下式求转折频率fL2(或fL1)和fH1(或fH2),即 4、功率放大器 功率放大器(简称功放)的作用是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，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高。 (1) LA4100 ~ LA4102集成音频功放 (2) 集成功放的典型应用 图3.7.13 LA4100接成OTL电路 (2) 集成功放的典型应用--外部元件的作用 ① RF、CF与内部电阻 R11组成交流负反馈支路， 控制功放级的电压增益AVF， 即 ③ CC为OTL电路的输出端电容，两端的充电电压等于VCC/2，CC一般取耐压值远大于VCC/2的几百微法的电容。 ⑤ CH为自举电容，使复合管T12、T13的导通电流不随输出电压的升高而减小。 ⑥ C3、C4可滤除纹波，一般取几十微法至几百微法。 ⑦ C2为电源退耦滤波，可消除低频自激。 二、音响放大器主要技术指标及测试方法 ? 额定功率 音响放大器输出失真度小于某一数值(如5%)时的最大功率称为额定功率。其表达式为 ? 额定功率 测量Po的条件如下： 信号发生器的输出信号(音响放大器的输入信号)的频率fi=1kHz，电压Vi=5mV，音调控制器的两个电位器RP1、RP2置于中间位置，音量控制电位器置于最大值，用双踪示波器观测vi及vo的波形，失真度测量仪监测vo的波形失真。 ? 额定功率 测量Po的步骤是： 功率放大器的输出端接额定负载电阻RL(代替扬声器)，逐渐增大输入电压Vi，直到vo的波形刚好不出现削波失真(或3%)，此时对应的输出电压为最大输出电压，由式(3-7-22)即可算出额定功率Po。 ? 音调控制特性 输入信号vi (=100mV)从音