实验五 音响放大器的设计.doc

东南大学电工电子实验中心 实 验 报 告 课程名称： 电路与电子线路实验2 第 5 次实验 实验名称： 音响放大器的设计 院（系）： 吴健雄学院 专业： 姓名： 学号： 实 验 室: 实验组别： 同组人员： 实验时间： 评定成绩： 审阅教师： 实验目的 1、了解实验过程：学习、设计、实现、分析、总结。 2、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。 3、通过设计、调试等环节，增强独立分析与解决问题的能力。 实验内容 设计一个音响放大器，要求实现话筒扩音、音量控制、混音功能、音调可调（选作）等功能。 1、基本要求 功能要求：话筒扩音、音量控制、混音功能 额定功率：0.5W(失真度THD≤10%) 负载阻抗：8Ω 频率响应：fL≤50Hz ，fH≥20kHz 输入阻抗：20kΩ 话音输入灵敏度：5mV 2、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。 3、发挥部分 可自行设计实现一些附加功能。 电路设计 1、项目分析 1）话音放大器 ( 话放的输入音源采用驻极体话筒； ( 话放增益一般为5~10倍左右，可采用同相放大器实现； ( 由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20k，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放大后的话音信号与Line In（输出MP3作为背景音乐信号源）信号混合放大，起到了混音的功能； ( 使用加法器实现信号的合成。 3）功率放大 ( 功率放大的作用是给音响放大器的负载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的大，输出信号的线性失真尽可能的小，效率尽可能的高； ( 常用形式有OTL电路和OCL电路等。 电路结构框图 电路增益分配 （1）输出功率： （2）负载： （3）对应输出电压： 由公式得： （4）电压增益： 已知输入电压，则电压增益 （5）方法倍数分配： 电路原理图 1）话音放大器 话音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。 电路满足条件： 故其放大倍数为： 电路中的所有电容的作用都是滤波。 混合前置放大器 如图所示的是混合前置放大器，它的作用是将mp3输出的声音信号与话音信号混合放大。它是一个反相加法器电路，输出电压与输入电压之间的关系为： 式中，为话音放大器的输出信号，为mp3的输出信号。 电位器的作用是对输入的mp3信号进行衰减。电路中的所有电容都用于滤除输入、输出信号中的低频段干扰信号。 音调控制器 如图所示的是音调控制器，它的作用是控制、调节音响放大器输出频率的高低，控制曲线如下图所示： 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。 音调控制器电路图中的上面部分是低通滤波器，上面的电位器是低音电位器，可用于调节低频信号的增益；下面部分是高通滤波器，下面的电位器就是高音电位器，可用于调节高频信号的增益。 在音频范围的低频部分，电容相当于开路，因此有效的反馈是由和组成的。运放起反相放大器的作用，它的电压增益借助于低音电位器在如下范围内可变： 随着频率的增加，逐渐旁路掉，知道后者最终被短路而对响应没有影响为止。在最大低音提升或抑制的情况下，开始起作用的频率近似等于： 在音频的高频端，电容器相当于短路，因此增益就由高音电位器控制。如果满足的条件，可以证明，高频增益的变化范围是： 低于频率以下，高音控制逐渐失去对响应的影响，这个频率近似为： 根据上述四个公式，令，，，可计算得到如电路图中所示的参数。 功放电路 因为Multisim中没有LM386，所以使用Proteus进行仿真。功放电路采用LM386的典型电路，该电路的电压放大倍数是20倍，可以通过调节输入信号后面接的电位器来改变放大倍数，当电位器接入电路的电阻为50%时，电路的电压放大倍数为10倍。 电路的仿真结果 话音放大器 使用示波器进行仿真分析。 如下图所示，输入信号接通道A（绿线），输出信号接通道B（黄线）。 当输入信号峰峰值为4.533mV时，输出信号峰峰值为45.176mV，增益为10，符合实验要求。 混合前置放大器 如下图所示，输入信号1接通道A