[工学]音响放大器的实验.doc

音响系统放大器设计 主要内容及要求 设计一个音响系统放大器。具体要求如下： ⑴ 负载阻抗 ； ⑵ 额定功率 ； ⑶ 带宽 ≥； ⑷ 失真度 ； ⑸ 音调控制 低音（100Hz）±12dB; 高音（10kHz）±12dB; ⑹ 频率均衡特性符合RIAA标准； ⑺ 输入灵敏度 话筒输入端≤5mV; 调谐器输入端≤100mV; ⑻ 输入阻抗 Ri≥500kΩ; ⑼ 整机效率 η≥50%； 三、进度安排 9月28日：熟悉课题要求，到图书馆、上网查找相关资料； 10月1 日：甄选资料的相关内容，初步确定设计方案； 10月3 日：设计详细电路图并用Multisim软件绘制电路图； 10月7 日：对电路图进行检查，撰写课程设计报告。 设计一个音响系统放大器。具体要求如下： ⑴ 负载阻抗 ； ⑵ 额定功率 ； ⑶ 带宽 ≥； ⑷ 失真度 ； ⑸ 音调控制 低音（100Hz）±12dB; 高音（10kHz）±12dB; ⑹ 频率均衡特性符合RIAA标准； ⑺ 输入灵敏度 话筒输入端≤5mV; 调谐器输入端≤100mV; ⑻ 输入阻抗 Ri≥500kΩ; ⑼ 整机效率 η≥50%； 二、方案设计与论证 音响系统中的放大器决定了整个音响系统放音的音质、信噪比、频率响应以及音响输出功率的大小。高级音响中的放大器通常分为前置放大器和功率放大及电源等两大部分。 前置放大器又可分为信号前置放大器和主控前置放大器。信号前置放大器的作用是均衡输入信号并改善其信噪比；主控前置放大器的功能是放大信号、控制并美化音质；功率放大器及电源部分的主要功能是提供整机电源及对前置放大器来的信号作功率放大以推动扬声器。其组成框图如图所示： 三、单元电路设计与参数计算 扩音机电路的工作原理与音频功率放大器的工作原理相似，具有放大音频信号并将其还原纯真声音信号的电子装置。扩音机电路是一个典型的多级放大器，其原理如下图（1）所示。 音 调 控 制 功 率 放 大 输入Vi 输 出 V0 图（1） 前置级主要完成对小信号的放大。一般要求输入阻抗要高，输出阻抗低，频带宽度要宽，噪声要小。音调控制级主要实现对输入信号高、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、失真尽可能小、输出功率大。首先根据技术指标要求，对整机电路作适当安排，确定各级的增益分配，然后对各级电路进行具体的设计计算。 因为P0max=8W。所以此时的输出电压：V0= =8V。要使输入为5mv的信号放大到8v的输出，所需要的总放大倍数为1600倍，扩音机中各级增益的分配为：前置级电压放大倍数为80；音调控制级中频电压放大倍数为1；功率放大级电压放大倍数为20。 前置放大级 由于信号源提供的信号非常微弱，因此在音调控制器前面要加一级前置放大级。该前置放大级的下限频率要小于音调控制器的低音转折频率，前置放大器的上限频率要大于音调控制器的高音转折频率。前置放大器采用集成运算放大器电路，具体电路结构如下图所示 图 （2） 前置放大电路 考虑对噪声、频率响应的要求，运算放大器选用LF353双运放，该运放是场效应管输入型高速低噪声集成器件，其输入阻抗极高。前置级由LF353组成两级放大器完成。第一级其的Av1=10,即1+R3/R2=10,取R2=10K,R3=100K。取Av2=10，同样R5=10K,R6=100K。电阻R1\R4为放大器的偏置电阻，取R1=R4=100K。耦合电容C1\C2取10uF,C4、C5取100uF，以保证扩音机的低频响应。 音调节控制器设计 音调节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，达到美化音色美的。一般音调控制器只对低音和高音信号的增益进行提升或衰减，二中阴线号的增益不变。音频控制器的电路结构有多种形式，常用的典型电路结构如下图所示 图 （3） 音调控制器电路 音调节控制器的设计主要是根据要求的不同的转折频率，选择电位器、电阻及电容值。 （1） 低频工作是原件 音调控制器工作的低音频时，由于电容C5C6=C7，故在低频时C5可看成开路，因调节控制电路此时可简化为 图（4） 低频提升电路 上图图（4）为电位器RW1中间抽头处在最左端，对应于低频提升最大的情况。 低频提升 由图可求低频提升电路的频率响应函数为： A=V0/V1=-(R10+RW1)(1+Jw/wL2)