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1、 基于音响设备系统的设计与制作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
2、好等优点。关键词：电子混响；功率放大；音调放大Based on the design and production of audio equipment systemsAbstractThe article introduced the principle and design procedure of the audio amplifier.After have analyed and studied the principle, design one kind of the audio amplifier with Electron reverberation and VF Control
3、ed. Though design the audio amplifier, not only know the circuit of the Small signal amplifier, Frequency amplifier and VF amplifier. Knowing 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 Enti
4、re electromechanical road. According to all of the various levels function and technology, Assign the voltage, And then calculate all of the various levels circuit parameter respectively, Generally from level begins to secretly scheme against forward step one by one step. Grasp the Principle and fun
5、ction 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 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 mer
6、it.Key Words: Electron reverberation；Power amplification；Pitch amplification目 录引 言 .11 音响放大器的设计任务及基本原理 .21.1 音响放大器的设计任务21.1.1 设计规划 21.1.2 主要技术指标 21.2 音响放大器的基本原理21.2.1 音响放大器的基本组成及各部分电路原理 21.2.2 音调控制器 51.2.3 功率放大器 92 响放大器主要技术指标及测试方法 122.1 概述主要的技术指标.122.2 测试方法.123 实际电路的设计 143.1 设计过程 .143.1.1 功率放大器的设计 .
7、143.1.2 音调控制器（含音量控制）的设计 .153.1.3 话筒放大器的设计 .163.1.4 混合前置放大器的设计 .173.2 整机电路图.173.3 选用的元器件.183.3.1 LA4102 .183.3.2 LM324 193.3.3 BBD 延时器 MN3102、MN3207 .214 电路的安装调试 244.1 合理布局，分局装调.244.2 电路调试技术.244.3 整机功能试听.25结 论 26参考文献 27致 谢 28附 录 29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，开创了人类电声技术
8、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，逐步被音响界所认识。发展至今
9、，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 0ff 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1RP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1RP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，其传递函数表达式为：（a）低音频提升 (b) 低音频衰减 图
10、1-7 音调控制器低频等效电路12121. /1/1)( jj RRRPUUSAio （1-2）式中2111 CRP或 21121 CRPfL22121 2CRRPRRP 或 22121 22CRRPRRPfL1Lff 时，2C可视为开路，运放的反相输入端为虚地，因运放输入电流0I，4R影响可忽略，此时电压增益为：121 RRRPAuL（1-3）1Lff 时，由式（1-3）得)1()1.01(1211jj RRRPAu（1-4）模为22121 1uLuA RRRPA（1-5）此时电压增益相对uLA下降了dB3。2Lff 时，由式（1-4）得 )101()1(1212jj RRRPAu（1-6）
11、模为uLuARRRPA14.01021212 （1-7）此时电压增益相对uLA下降了 17dB。21LLxLfff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 左半部虚线所示。（2）当off 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1C、2C可视为短路，4R与1R、2R 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:)
12、/(24141RRRRRRa)/(14242RRRRRRb)/(42121RRRRRRc若取421RRR，则421333RRRRRRcba这时高频等效电路如图 1-9 所示，图 1-9（a）为2RP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2RP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43./1/1)( jj RRUUSAabio （1-8）333)(1 CRRa 或 331)(21 CRRfaL3341 CR 或 33221 CRfH（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，可得到
13、以下关系式：1Hff 时，3C可视为开路，)0( 10dBAu1Hff 时， )9 . 2(4 . 1203dBAAuu2Hff 时， )17( 1 . 72/1004dBAAuu2Hff 时，3C可视为短路，电压增益为33/ ) RRRAauH （1-9）21HHxHfff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Lxf和高频区Hxf处的提升量或衰减量 x(dB),再根据下式求出转折频率)(12LLff和)(21HHff。即 622xLxLff （1-10）612/xLxHff （1-11）1.2.3
14、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，输出的信号的非线性失真尽可能的小，效率尽可能高。功率放大器的常见电路形式有单电源供电的 OTL 电路和正负双电源供电的OTC 电路。有集成运放和晶体管组成的功率放大器，也有专用集成电路功率放大器芯片。（1）. la4100 与 la4102 集成音频功率放大器功率放大器的作用是给负载 RL 提供一定的输出功率。当负载一定时，希望功率放大器的输出功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。由于集成功率放大器具有性能稳定，工作可靠，安装与调试简单等优点，因此在音响设
15、备中普遍采用集成功率放大器。图 1-10 是集成功率放大器 LA4100（LA4101、LA4102）的内部电路图，它们由输入级、中间级（第二级和第三级）和输出级三部分组成。输入级是由 T1、T2 组成的单端输入、单端输出的差动放大电路。外接电源 EC 经过T3、R4、R5和 T5 组成的分压网络，在端点 10 上产生直流电压 U10，其值等于 EC/2。该直流电压通过电阻 R1加到 T1 的基极，作为 T1 的基极偏置电压。输出端点 1 通过 R11接到 T2 管的基极，实现交直流负反馈。其中，直流负反馈用来稳定输出端点 1 的直流电位，使它维持在 EC/2 上。交流负反馈用来稳定整个放大器的增益，并改善放大器的非线性失真。中间级由第二级和第三级组成。其中第二级是由 T4 管组成的电流串联负反馈放大器，T5、T6 管组成的镜象恒流源是该放大器的集电极有源负载。因此第二级放大器具有很高的增益。第三级是由 T7 管组成的电流串联负反馈放大器，它为输出级提供所需的推动电压。输出级是由 T8T14 管组成的互补对称功率放大电路。其中，T12 和 T13 组成等效的 NPN 管，T8 和 T14 组成等效的 PNP 管。为了克服交越失真，将 T12 的集电极直流电压通过 R8
