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1、题目 基于音响设备系统的设计与制作 作者姓名 楮雄军 指导教师 郝云芳 二级学院 电气信息工程学院 专 业 电子信息工程 学 号 7B081205 2012 年 4 月 15 日 西安培华学院本科毕业论文（设计） 基于音响设备系统的设计与制 作 I 基于音响设备系统的设计与制作 摘 要 本文介绍了音响放大器的原理和设计方法.通过对原理的分析和研究，设计一种具有 电子混响、音频控制的音响放大器。通过本课题的设计，要求了解小信号放大器、功率 放大器、音调放大器等电路和其它外围电路的设计与主要性能的测试方法，并掌握电路 的计算机仿真的方法，确定整机电路的级数，再根据各级的功能及技术指标要求分配电 压
2、增益，然后分别计算各级电路参数，通常从功放级开始向前级逐级计算。掌握每个电 路中需要的集成电路的原理和功能，了解构成电路的主要类型，因为设计的是一种简单 的音响放大器，因此考虑到的是它的实用性。即使用的方便性、简单性、高效性以及功 放效果好等优点。 关键词：电子混响；功率放大；音调放大 西安培华学院本科毕业论文（设计） 基于音响设备系统的设计与制 作 II Based on the design and production of audio equipment systems Abstract The article introduced the principle and design p
3、rocedure of the audio amplifier. After have analyed and studied the principle, design one kind of the audio amplifier with Electron reverberation and VF Controled. Though design the audio amplifier, not only know the circuit of the Small signal amplifier, Frequency amplifier and VF amplifier. Knowin
4、g the design of the Outer-ring circuit and testing method of the Main function. Grasp the method of the computer simulates, Ascertain that the Grade of the Entire electromechanical road. According to all of the various levels function and technology, Assign the voltage, And then calculate all of the
5、 various levels circuit parameter respectively, Generally from level begins to secretly scheme against forward step one by one step. Grasp the Principle and function of the IC needed in every Circuit. Know the type composing the main part of circuital, Because of designing that is one kind of simple
6、 audio amplifier, consider its pragmatism. simplicity high- effect and meritorious service to a certain extent effect being put into use are easy to wait for merit. Key Words: Electron reverberation；Power amplification；Pitch amplification 西安培华学院本科毕业论文（设计） 基于音响设备系统的设计与制 作 III 目 录 引 言 .1 1 音响放大器的设计任务及
7、基本原理 .2 1.1 音响放大器的设计任务2 1.1.1 设计规划 2 1.1.2 主要技术指标 2 1.2 音响放大器的基本原理2 1.2.1 音响放大器的基本组成及各部分电路原理 2 1.2.2 音调控制器 5 1.2.3 功率放大器 9 2 响放大器主要技术指标及测试方法 12 2.1 概述主要的技术指标.12 2.2 测试方法.12 3 实际电路的设计 14 3.1 设计过程 .14 3.1.1 功率放大器的设计 .14 3.1.2 音调控制器（含音量控制）的设计 .15 3.1.3 话筒放大器的设计 .16 3.1.4 混合前置放大器的设计 .17 3.2 整机电路图.17 3.3
8、 选用的元器件.18 3.3.1 LA4102 .18 3.3.2 LM324 19 3.3.3 BBD 延时器 MN3102、MN3207 .21 4 电路的安装调试 24 西安培华学院本科毕业论文（设计） 基于音响设备系统的设计与制 作 IV 4.1 合理布局，分局装调.24 4.2 电路调试技术.24 4.3 整机功能试听.25 结 论 26 参考文献 27 致 谢 28 附 录 29 西安培华学院本科毕业论文（设计） 基于音响设备系统的设计与制 作 1 引 言 音响技术的发展历史可以分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段。 1906 年美国人德福雷斯特发明了真空三极管，开创了人
9、类电声技术的先河。1927 年 贝尔实验室发明了负反馈技术后，使音响技术的发展进入了一个崭新的时代，比较有代 表性的如“威廉逊“放大器，较成功地运用了负反馈技术，使放大器的失真度大大降低， 至 50 年代电子管放大器的发展达到了一个高潮时期，各种电子管放大器层出不穷。由于 电子管放大器音色甜美、圆润，至今仍为发烧友所偏爱。60 年代晶体管的出现，使广大 音响爱好者进入了一个更为广阔的音响天地。晶体管放大器具有细腻动人的音色、较低 的失真、较宽的频响及动态范围等特点。在 60 年代初，美国首先推出音响技术中的新成 员-集成电路，到了 70 年代初，集成电路以其质优价廉、体积小、功能多等特点，逐步
10、 被音响界所认识。发展至今，厚膜音响集成电路、运算放大集成电路被广泛用于音响电 路。70 年代的中期，日本生产出第一只场效应功率管。由于场效应功率管同时具有电子 管纯厚、甜美的音色，以及动态范围达 90dB、THD C3,则：在中、低音频区，C3可视为开路；在中、高音频区， C1、C2可视为短路。 图 1-6 音调控制电路 （1）当 0 ff 时，音调控制器低频等效电路如图 1-7 所示，其中图 1-7（a）为 1 RP的滑臂在最左端，对应于低音频提升最大的情况，图 1-7（b）为 1 RP滑臂在最右端， 对应于低音频衰减最大情况。图 1-7（a）实质上是一个一阶有源低通滤波器，其传递函 数表
11、达式为： （a）低音频提升 (b) 低音频衰减 图 1-7 音调控制器低频等效电路 1 2 1 21 . /1 /1 )( j j R RRP U U SA i o （1-2） 式中 西安培华学院本科毕业论文（设计） 基于音响设备系统的设计与制 作 7 21 1 1 CRP 或 21 1 2 1 CRP fL 221 21 2 CRRP RRP 或 221 21 2 2CRRP RRP fL 1L ff 时， 2 C可视为开路，运放的反相输入端为虚地，因运放输入电流0I， 4 R影响可忽略，此时电压增益为： 1 21 R RRP AuL （1-3） 1L ff 时，由式（1-3）得 )1( )
12、1.01( 1 21 1 j j R RRP Au （1-4） 模为 2 2 1 21 1 uL u A R RRP A （1-5） 此时电压增益相对 uL A下降了dB3。 2L ff 时，由式（1-4）得 )101( )1( 1 21 2 j j R RRP Au （1-6） 模为 uL uA R RRP A14.0 10 2 1 21 2 （1-7） 此时电压增益相对 uL A下降了 17dB。 21LLxL fff范围内，电压增益衰减速率为dB20/10 倍频程。 同样可得出图 1-7（b）所示电路表达式，其增益相对于中频为衰减量。音调控制器 工作在低音频时，幅频特性如图 1-5 左半
13、部虚线所示。 （2）当 o ff 时，音调控制器高音频等效电路如图 1-8(a)所示。在高音频段 1 C、 西安培华学院本科毕业论文（设计） 基于音响设备系统的设计与制 作 8 2 C可视为短路， 4 R与 1 R、 2 R 组成星形联接，为分析方便，将其转换成三角形联接后的 等效电路如图 1-8(b)所示。 (a) 高音频等效电路 (b) 三角形联接后的等效电路 图 1-8 音调控制器高频等效电路 电阻关系式为: )/( 24141 RRRRRRa )/( 14242 RRRRRRb )/( 42121 RRRRRRc 若取 421 RRR，则 421 333RRRRRR cba 这时高频等
14、效电路如图 1-9 所示，图 1-9（a）为 2 RP的滑臂在最右端时，对应于高 频提升最大的情况，图 1-9(b)为 2 RP滑臂在最左端时，对应于高频衰减最大的情况。该电 路为一阶有源高通滤波器，其传递函数表达式为 4 3 . /1 /1 )( j j R R U U SA a b i o （1-8） 33 3 )( 1 CRRa 或 33 1 )(2 1 CRR f a L 33 4 1 CR 或 33 2 2 1 CR fH 西安培华学院本科毕业论文（设计） 基于音响设备系统的设计与制 作 9 （a）高频提升 （b 高频衰减） 图 1-9 高频等效电路 通过低频等效电路相同方法分析，可
15、得到以下关系式： 1H ff 时， 3 C可视为开路，)0( 1 0 dBAu 1H ff 时， )9 . 2(4 . 12 03 dBAA uu 2H ff 时， )17( 1 . 72/10 04 dBAA uu 2H ff 时， 3 C可视为短路，电压增益为 33 / ) RRRA auH （1-9） 21HHxH fff范围内,电压提升速率为 20dB/10 倍频程，音调控制器高频时幅频特性 如图 1-5 中右半部虚线所示。 实际应用中，通常是给出低频区 Lx f和高频区 Hx f处的提升量或衰减量 x(dB),再根据 下式求出转折频率)( 12LL ff和)( 21HH ff。 即 6 2 2 x LxL ff （1-10） 6 1 2/ x LxH ff （1-11） 1.2.3 功率放大器 功率放大器的作用是给音响放大器的负载 RL（扬声器）提
