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1、 研究生电类综合实验音响放大器实验报告作 者:学 号：114104000455学院(系):电光院专 业:电路与系统 指导老师： 宗志园 吴少琴 实验日期： 2015.6.152015.6.19 2015年 6 月摘 要音响系统是指用传声器把声波信号转换为电信号，经过一些电路的处理，最终用扬声器将电信号再转换为声波信号重放的系统。简单的音响系统由传声器、音频放大器和扬声器三部分组成，在本次实验中，我们着重运用 Multisim 软件对三级电路和音量控制器进行设计、性能仿真和分析。并搭建了硬件电路、进行实验调试和参数测试。 关键词： 前置放大 音量控制器 功率放大器 硬件电路 AbstractAu
2、dio system refers to the microphone for the acoustic signal conversion into electrical signals, after some of the circuit processing, eventually with the speaker will electrical signals are converted to the acoustic signal reproducing system. Simple sound system divided into three parts, the microph
3、one, the audio amplifier and the loudspeaker. In this experiment, we focus on using the Multisim software to third stage circuit and a volume controller for design, performance simulation and analysis. And we finished the hardware circuit, the experiment debug and the parameter test.Keywords ：Pre am
4、plification Volume controller Power amplifier hardware circuit 一. 实验目标和要求通过学习和训练，掌握基于计算机和现代EDA技术的电路系统设计、仿真和实验调试方法。要求：1.能够运用Multisim等EDA软件对常规模拟、数字电路进行设计、性能仿真和分析，掌握基于EDA技术的电路设计基本方法和步骤。2.掌握小型模/数综合电路的设计、硬件电路搭建、实验调试和参数测试方法。二. 实验原理（1） 小型音响放大器的设计、仿真与调试音响系统是指用传声器把声波信号转换为电信号，经过一些电路的处理，最终用扬声器将电信号再转换为声波信号重放的系统
5、。传声器音频放大器扬声器（2） 本实验音频放大器的组成前置放大器音调控制器功率放大器 （3） 各部分电路1. 前置放大器：有一定增益、输入阻抗比较高（远高于话筒输出阻抗）、输出阻抗比较低（不影响音调控制电路的正常工作）、噪声系数尽可能小，可采用基于集成运放的同相输入比例运算电路。其闭环增益可以由以下公式得出： （1）图1 前置放大器2. 音调控制器：对低音或高音的增益进行提升或衰减，而保持中音的增益不变，达到补偿声学特性，美化音色等目的。图2 音调控制器图3 音调控制器的频率响应其中fL1为低音转折频率， fL2为中音转折频率， fL2=10 fL1，f0为中音频率或称中心频率f0=1KHz，
6、fH1为中音转折频率，fH2为高音转折频率， fH2=10 fH1，一般为几十千赫兹。3.功率放大器：使输出电压和电流都得到放大，输出足够大的功率，驱动喇叭发声。图3 TDA2030典型外围接线路4. 音量调节器：三.实验技术指标音频放大器使用12V双电源供电，扬声器阻抗8 ，其它技术指标如下：输入信号幅度峰值为10mV时，输出功率Po 1W 输入信号频率范围f L f H40Hz20kHz； 音调控制器特性 1kHz 处增益为 0dB，100Hz和10kHz处有12dB 的调节范围，AuL = AuH = 20dB 前置放大器输入电阻Ri 20k四.实验设计方法（1） 电压增益的分配 （11
7、）（二）计算各电路参数前置放大器：R1=10k; Rf=240k;R2=20k音调控制器：R1=R2=R4=20k;Rw1=Rw2=20k;R3=6.2k;C1=C2=22nF;C3=1nF;oC4=C5=10uF功率放大器： R2=13k;R3=680;五.实验内容电路Multisim分级仿真测试结果：1. 前置放大器电路连接图：图4 前置电路前置放大器接峰值10mV、频率1kHz的正弦信号时的输出波形图：图5 仿真结果示波器得到的输入电压为10mv，输出电压近似250mv ，放大倍数为25倍。2. 音调控制器：图6 仿真结果示波器得到的输入电压为10mV，输出电压接近10mV ，放大倍数为
8、1倍。（1） 音调控制器高、中、低三个频段的频率响应图低频提升区, Rw1左：低频提升区 17dB，50Hz低频提升区： 107.9Hz，12dB低频提升区416Hz， 3dB低频衰减区，Rw1右：低频衰减区50Hz， -17dB低频衰减区，107Hz，-12dB。低频衰减区433Hz，-3dB中频区：中频区0dB高频提升区：高频提升区3dB，2.23KHz 高频提升区12dB，9.9kHz高频提升区17dB，22.4kHz高频衰减区：高频衰减区-3dB，2.23kHz高频衰减区-12dB，10kHz高频衰减区-17dB，22.4kHz 转折频率大约为 100Hz 和 10kHz 处有12dB
9、 的调节范围。3.功率放大电路：图7 功率放大电路信号源：图8 仿真结果示波器得到的输入电压为10mv，输出电压为230mV ，放大倍数为23倍，设计合理。通道B为输入，通道为输出。输入信号幅度调至前置放大器输出信号幅度 250mv，频率为 1kHz，在波形不失真的前提下检验输出功率为 2W，符合要求。4. 总电路如下图所示：图9 总电路图图10 总电路仿真结果输入电压为10mv，示波器得到的输出电压为5.7V ，放大倍数为570倍。（2） 电路硬件测试结果：总体电路1. 输入信号峰峰值10mV，频率1kHz，测试输出信号波形:总电路输出波形示波器的输出波形可以得到总电路的输出电压峰峰值为7.
10、04V，符合设计指标。2.输入信号峰值1mV，频率分别为100Hz、 10kHz ，改变电位计指针RW1和Rw2的指针位置，测试输出信号波形，要求波形不失真，峰值幅度为 (1)情况下的4倍或0.25倍。100Hz时的4倍输出电压 10kHz时的0.25倍输出电压3 音乐试听电路连接完整，负载采用 8/15W 喇叭： (1) 电路无输入信号时，输出无严重的交流声。 (2) 输入信号改为计算机内指定的音乐输入，有悦耳的歌曲声音，调节滑动 变阻器 Rw1 和Rw2，输出高低音应有明显变化，且没有噪声。4.音量调节器搭建上音量调节器电路后，进行实验，能通过按键调节歌曲声音的大小，达到音量调节的目的。六
11、、实验结果分析与体会 此次音频放大器的设计是在面包板上搭建完成的，包含仿真和实际操作两部分， 实验前我仔细阅读了 PPT ，根据电路中各级电路的放大倍数等技术指标要求方面，对电路中电阻、电容等参数进行确定。然后逐级连接电路，最后将整体电路相连，获得最终电路。 无论是仿真，还是实际电路的搭建，都达到了技术指标要求. 此次实验不仅考察了我们对小型电路系统的搭建能力，还对电路模块化设计、预防功放自激等多方面进行了考察。在音响放大电路的搭建过程中，对布局和布线的要求更加严格， 非常容易造成自激现场，往往在电路搭建中出现各级分级测试时完好，但连接在一起就波形错误，出现自激的情况，在宗老师的讲解下，认识到分开供电、独立接地、模块化设计的重要性，之后我对电路进行了及时的修改，简化了连接导线，对元器件的管脚进行了处理，最后消除了自激现象。最后感谢宗老师、吴老师、刘老师的辛勤付出，感谢助教们的辛苦指导，通过你们的指导帮助，使我顺利完成实验，也学到了很多知识。谢谢你们！
