音响系统设计-模拟电子技术基础课程设计报告.docx

模拟电子技术基础课程设计报告设计题目：音响系统的设计学院：物理与电子信息学院专业：班级：姓名：学号：指导老师：日期:目录一、设计任务和要求3二、设计目的3三、设计背景4四、设计方案论证4五、设计过程41、系统框图42、详细子电路设计4（1）、电源电路4（2）、语音放大电路5（3）、前置混合放大电路7（4）、音调控制电路8（5）、音量控制电路8（6）、功率放大电路93、设计总原理图10六、设计结果11七、设计总结12八、参考文献13设计任务和要求(1)、设计一个至少包括前置放大、音调控制、音量控制、功率放大4级电络的音响系统。(2)、根据设计指标和设计要求，详细分析各单元电路的设计过程，逐级设计各单元电路，画出单元电路原理图，分析主要元器件的选择依据。(3)、设计各单元电路的实现、调试、测试方案和实验数据记录表格，完成单元电路测试。分析各单元电路的测试数据和输入、输出波形是否满足设计要求。(4)、根据前面的设计分析画出系统设计框图或系统设计流程图。(5)、根据系统设计框图逐级级联各单元电路，每增加一级电路，必须先测试并检验级联后的电路是否满足设计要求。如果级联后的电路可以满足设计要求，方可继续级联下一级电路;如果级联后的电路不能满足设计要求，则必须先定位问题所在点，完成纠错后方可继续级联下一级电路。否则，一旦系统电路出现故障，将很难查。(6)、设计系统电路的测试方案和实验数据记录表格，测试系统电路的实验数据和输入、输出波形，详细分析系统电路的测试数据和输入、输出波形是否满足设计要求。(7)、用计算机辅助电路设计软件(如Multisim、Altium Designer等)画出电路原理图。(8)、详细分析在电路设计过道中遇到的问题，总结并分享电路设计经验。设计目的设计一个音响放大系统，使之符合以下设计指标：语音放大级输入灵敏度：5mV。当负载RL=10，供电电压Vcc= 12V时，功率放大器最大输出功率不小于5W。频率响应范围：20Hz-20KHz。音调控制：低音100Hz 20dB，高音15kHz 20dB。设计背景音响系统是人们日常生活中最为常用的电子系统，在很多电子产品中都会用到，如手机、电视机、笔记本电脑、车载音响、专用音响等。不同的音响系统性能差别很大，价格也相差悬殊，人们可以根据需要，选择适合自己的音响系统。设计方案论证设计过程系统框图音响系统主要包括话筒（MIC）。语音放大电路、前置混合放大电路、音调控制电路、功率放大电路、音响等，其框图如下图1所示;图1详细子电路设计（1）、电源电路为设计电路方便，音响系统的电源电路不要求学生单独设计，实验时，可以直接使用实验室提供的直流稳压电源。但实验室提供的直流稳压电源是对220V/50Hz市政交流电进行整流、滤波、稳压后得到的，直流电源中含有50Hz电源噪声和其他噪声，为了抑制由电源噪声和电路连接过程引入的干扰，实验时，应对直流稳压电源按图2处理后，再送给音响系统供电，以减小因噪声干扰而引起自激振荡的概率。在图2所示电路中，应先对正、负电源分别做滤波处理后再给功率放大电路供电。并且，还应对功率放大电路的供电电源做去耦、滤波处理后，再送给前级小信号电路使用，以削弱功率放大电路的噪声对前级小信号电路所造成的影响。在图2所示电路中，C2、C4、C6、C8应选用几十微法至几百微法的铝电解电容；C1、C3、C5、C7应选用几百皮法至几万皮法的瓷片电容或独石电容。具体选用的电容值可以根据噪声情况确定，也可以通过实验的方法观察得到。使用不同容值的电容器进行滤波的目的是分别滤除电源中的高频噪声和低频噪声。图2（2）、语音放大电路集成运算放大器具有输入阻抗高、输出阻抗低，工作状态稳定等优点，因此本实验推荐使用集成运算放大器设计语音放大电路。语音放大电路的主要作用是不失真地放大来自话筒（MIC）的输出信号。实验室可以提供的话筒大多是电容式驻极体话筒，因此本实验以驻极体话筒为例介绍语音放大电路的设计，其电路原理图如图3所示。在图3所示的语音放大电路中，采用的是双电源供电方式。外接电源+Vcc1通过电阻R4给驻极体话筒提供直流偏置，并通过电阻R4调节。通过上式可知，如果C3选择过小，系统下限转折频率会较高；如果C3选择过大，RC值较大，接通电源的瞬间，需要对电容进行充电，电压上升速率变慢，系统响应时间会变长。图3对于音频信号，电容C3的容抗较小，相对于电阻R1、R2的阻抗，电容C3的容抗可以忽略不计，因此计算语音放大电路交流电压放大倍数时可以将其忽略。图3所示为同相比例放大电路，其交流电压放大倍数为：选取电阻值时，应先确定反馈电阻R2的组织。电压放大时，因受器件单位增益贷款的限制，反馈电阻R2不宜选择过大；同时考虑输入失调的影响，反馈电阻和输入电阻的阻值也不宜选择过小。通常反馈电阻可以选用几十千欧姆至