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1、音响放大器的设计,话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20k(亦有低输出阻抗的话筒如20，200等),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。,音响放大器的设计,电子混响器是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。,将放音机输出的音乐信号与电子混响后的声音信号混合放大 。,音响放大器的设计,主要是控制、调节音响放大器的幅频特性,给音响放大器的负载RL(扬声器)提供一定的输出功率。,1. 话音放大器,由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20k(亦有低输出阻抗的话筒如2
2、0，600等)，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20kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。方法 运算放大器构成的基本比例放大电路,2. 混合前置放大器,混合前置放大器的作用是将放音机输出的音乐信号与电子混响后的声音信号混合放大 。,V1为话筒输出电压； V2为放音机输出电压.,3、音调控制器,fL1表示低音频转折频率，一般为几十赫兹,fH2(等于10fH2)表示高音频转折频率，一般为几十千赫兹,音调控制器只对低音频与高音频的增益进行提升与衰减，中音频的增益保持0dB不变。因此，音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器构成。,主要用于控制、调节音响放大器的幅频特性
3、使声音变得更好听一些。,fL2(等于10fL1)表示低音频区的中音频转折频率,fH1表示高音频区的中音频转折频率,f0（等于1kHz）表示中音频率，要求增益AV0=0dB,音调控制器用于对低音频与高音频的增益进行提升与衰减，中音频的增益保持0dB不变。因此，可由低通滤波器与高通滤波器构成。,设电容C1=C2C3，在中、低音频区，C3可视为开路，作为低通滤波器；在中、高音频区，C1、C2可视为短路，作为高通滤波器。,3、音调控制器,当ff0时,当RP1的滑臂在最左端时，对应于低频提升最大的情况,当ff0时,当RP1滑臂在最右端时，对应于低频衰减最大的情况,当ff0时,分析表明，右图所示电路是一个
4、一阶有源低通滤波器，其增益函数的表达式为,式中，,当ff0时,当ffL1时，C2可视为开路，运算放大器的反向输入端视为虚地，R4的影响可以忽略，此时电压增益,当ff0时,在f=fL1时，因为fL2 =10fL1 ，故可由式,模,此时电压增益相对AVL下降3dB。,得,当f f0时,音调控制器的高频等效电路如图所示 R4与R1、R2组成星形连接，将其转换成三角形连接。,C1、C2可视为短路，作为高通滤波器。,当f f0时,若取R1=R2=R4，则 Ra = Rb = Rc = 3R1 = 3R2 = 3R4,当ff0时的等效电路,当RP2的滑臂在最左端时， 对应于高频提升最大的情况,当RP2的滑
5、臂在最右端时 对应于高频衰减最大的情况,当f f0时,分析表明，右图所示电路为一阶有源高通滤波器，其增益函数的表达式为,式中，,由图(a)可以推导： 当f f0时,同理图(b) 的增益相对于中频增益为衰减量,当f f0时,实际应用中,通常先提出对低频区fLx处和高频区fHx处的提升量或衰减量x(dB)，再根据下式求转折频率fL2(或fL1)和fH1(或fH2),即,4、功率放大器,功率放大器(简称功放)的作用是给音响放大器的负载RL(扬声器)提供一定的输出功率。当负载一定时，希望 输出的功率尽可能大 输出信号的非线性失真尽可能地小 效率尽可能高。,22,LM386集成功率放大器,LM386是广
6、泛用于收录音机、对讲机、电视伴音等系统中的低电压通用型低频集成功放。,1、8 开路时，AV = 20 (负反馈最强),1、8 交流短路AV = 200 (负反馈最弱),电压串联负反馈,镜像电流源,+VCC,接旁路电容,复合管电路,R5,LM386低电压音频集成功放,LM386典型应用,额定功率 音响放大器输出失真度小于某一数值(如20。,设计过程,确定整机电路的级数 根据各级的功能及技术指标要求分配电压增益 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 根据技术指标要求，音响放大器的输入为5mV时，输出功率大于1W，则输出电压Vo=2.8V。总电压增益Av=Vo/Vi560倍(55dB
7、)。,设计过程,根据技术指标要求，音响放大器的输入为5mV时，输出功率大于1W，则输出电压Vo=2.8V。总电压增益Av=Vo/Vi560倍(55dB)。,36,1.功率放大器设计,根据功放级增益分配采用图5.5.13（c)所示电路与参数，功放级的电压增益（5.5.21）式有：,满足设计要求,2.音调控制器(含音量控制)设计(1),2.音调控制器(含音量控制)设计(2),已知fLx=100Hz，fHx=10kHz，x=12dB。 由式(5.5.16)、(5.5.17)得到转折频率fL2及fH1； fL2 = fLx *2x/6=400Hz， fL1 =fL2/10=40Hz ； fH1 = f
8、Hx /2x/6=2.5kHz ， fH2= 10fH1=25kHz 。 由式(5.5.5)得AVL=(RP31+R32)/R3120dB。其中，R31、R32、RP31一般取几千欧姆至几百千欧姆。现取RP31=470k，R31=R32=47k，则,满足预期音调控制要求,2.音调控制器(含音量控制)设计 (3),由式(5-5-3)得 取标称值0.01F，即C31=C32=0.01F。 由式(5-5-9)Ra=Rb=Rc=3R31=3R32=3R34 有R34=R31=R32=47k ，则 Ra=3R4=141k 由式(5-5-15)AVH=（Ra+R33）/R33 得R33=15.6k,取标称
9、值15k 由式(5-5-12)得 取C33=470pF,2.音调控制器(含音量控制)设计 (4),取RP32=RP31=470k，RP33=10k，级间耦合与隔直电容C34=C35=10F。 音量控制电位器RP33滑臂在最上端时，音响放大器输出最大功率,3.话音放大器与混合前置放大器设计(1),3.话音放大器与混合前置放大器设计(2),话音放大器采用具有很高的输入阻抗的同相放大器形式，与高阻话筒配接作为话音放大器电路，其放大倍数 取R11=10k ，则R12=75k 混合前置放大器采用反向加法器电路，根据(5.5.1)有根据系统设计增益分配和话音放大器、录音机输出信号情况，取R23=R22=3
10、R21=30k 设置音量控制电位器RP11、 RP12用于控制话音与音乐的音量,整机电路图,五、电路安装与调试技术,（1）合理布局，分级装调 音响放大器是一个小型电路系统，安装前要对整机线路进行合理布局 一般按照电路的顺序逐级布线 功放级应远离输入级 每一级的地线尽量接在一起 连线尽可能短，否则很容易产生自激。 可以从输入级开始向后级安装，也可以从功放级开始向前逐级安装。 安装一级调试一级，安装两级要进行级联调试，直到整机安装与调试完成。,五、电路安装与调试技术,（2）电路调试技术 电路的调试过程一般是先分级调试，再级联调试，最后进行整机调试与性能指标测试，分级调试又分为静态调试与动态调试。
11、静态调试 输入端对地短路，测量该级输出端对地的直流电压。 话放级、混放级、音调级都是由运算放大器组成的，其静态输出直流电压均为VCC/2， 功放级的输出(OTL电路)也为VCC/2，且输出电容CC两端充电电压也应为VCC/2。 动态调试 输入端接入规定的信号，观测该级输出波形，应满足各级性能指标要求（相差不大）,五、电路安装与调试技术,（2）电路调试技术-级间联调 级联时，由于级间相互影响，可能使单级的技术指标发生很大变化，甚至两级不能进行级联。产生的主要原因： 一是布线不太合理，形成级间交叉耦合，应考虑重新布线； 二是级联后各级电流都要流经电源内阻，内阻压降对某一级可能形成正反馈，应接RC去耦滤波电路。R一般取几十欧姆，C一般用几百微法大电容与0.1F小电容相并联。,五、电路安装与调试技术,（2）电路调试技术-自激现象处理 由于功放级输出信号较大，对前级容易产生影响，引起自激。 常见高频自激现象如图所示。低频自激现象是电源电流表有规则地左右摆动，或输出波形上下抖动处理方法： 功放级脚与之间接入几百皮法的电容，形成电压并联负反馈，可消除叠加的高频毛刺 旁路电容； 接入RC去耦滤波电路消除。,
