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1、课程设计任务书课程设计任务书学生姓名：学生姓名： 专业班级：专业班级： 指导教师：指导教师： 工作单位：工作单位： 信息工程学院信息工程学院 题题 目目: : 音响放大器设计与制作音响放大器设计与制作 初始条件：初始条件：集成芯片 LM324 三块，LM386 一块，瓷片电容，电解电容，电位器若干，4/0.5W 扬声器一个。要求完成的主要任务要求完成的主要任务: : （1）技术指标如下：a输出功率：0.5W；b负载阻抗：4 欧姆；c频率响应：fLfH=50Hz20KHz；d 输入阻抗：20K 欧姆；e整机电压增益： 50dB；（2）电路要求有独立的前置放大级（放大话筒信号） 。（3）电路要求有
2、独立的功率放大级。时间安排：时间安排：2016 年 1 月 10 日 查资料 2016 年 1 月 11，12 日 设计电路 2016 年 1 月 13 日 仿真 2016 年 1 月 14 日，15 日 实物调试 2016 年 1 月 16 日 答辩 指导教师签名：指导教师签名： 年年 月月 日日系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 年年 月月 日日目录目录摘摘 要要3 3ABSTRACTABSTRACT4 4电路方案的比较与论证电路方案的比较与论证5 51.1 音响放大器的总设计 5 1.2 放大电路的比较与论证 5 1.3 音频功率放大电路的比较与论证 62 2 核心元器
3、件介绍核心元器件介绍 7 72.1 LM324 的介绍.7 2.2 LM386 的介绍.93 3 电路设计电路设计 10103.1 直流稳压电源电路的设计 .10 3.2 话音放大器 .11 3.3 混合前置放大器 .11 3.4 音调控制器 .12 3.5 功率放大电路的设计 .17 3.6 总电路图 .184 4 用用 MULTISIMMULTISIM 进行仿真进行仿真 18184.1 话放与混放性能测试 .18 4.2 单独功放性能测试 .20 4.3 整体性能测试 .20 4.4 仿真结果分析.225 5 音响放大器的技术指标的测试音响放大器的技术指标的测试 23235.1 相关性能参
4、数的测量 .23 5.2 整机信号试听 .24 5.3 实物调试 .24心得与体会心得与体会2525参参 考考 文文 献献2626附件附件 1 1：电路原理图：电路原理图 2727附件附件 2 2：元件清单：元件清单 2828附件附件 3 3：实物图：实物图 2929附件附件 4 4：本科生课程设计成绩评定表：本科生课程设计成绩评定表 3030摘摘 要要本文介绍了音响的构成、功能、及工作原理，音响放大器所需要设计的电路为话音放大器，混合前置放大器，音调控制器及功率放大器。话音放大器的作用是不失真的放大声音信号。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗；音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，因
5、此音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器组成。关键词：音响放大器；话放级；混合前置放大器，音调控制级；功放级。AbstractThis paper introduces the structure, function and working principle of the sound system, and the design of the circuit is the voice amplifier, the hybrid preamplifier, the pitch controller and the power amplifier. The function of the v
6、oice amplifier is to amplify the sound signal without distortion. The input impedance should be far greater than the output impedance of the microphone; pitch controller is mainly controlling and regulating the amplitude frequency characteristics of the audio amplifier, so the tone control circuit c
7、an be composed of a low pass filter and high pass filter.Key words : Audio amplifier; audio amplifier; hybrid preamplifier, pitch control level; power amplifier.电路方案的比较与论证1.1 音响放大器的总设计首先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。根据本设计要求，输入信号为 5mv，负载为 4/0.5W 的扬声器，因此电路系统的总电压增益 Av=31
8、6(50dB)。各级分配如下图 1.1.1。功放级增益由集成功放块决定，取 Av4=20(26dB)，音调控制级在 f=1KHZ 时，增益应为(0dB)，但实际电路有可能产生衰减，取 Av3=0.8(-2dB)。话放级与混合级一般采用运算放大器，但会受到增益带宽积得限制，各级增益不宜太大，取 Av1=8.5(26dB)，Av 2=3（9.5dB)。可以通过控制滑动变阻器来控制输出，上述分配方案还可在实验中适当变动。1.2 放大电路的比较与论证方案一：采用 uA741 运算放大器设计电路，uA741 通用高增益运算通用放大器，早些年最常用的运放之一，应用非常广泛，为双列直插 8 脚或圆筒 8 脚
9、封装。工作电压22V，差分电压30V，输入电压18V，允许功耗 500mW。方案二：采用 LM324 通用四运算放大器，双列直插 8 脚封装，内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。它有 5 个引出脚，其中“+” 、 “-”为两个信号输入端， “V+” 、 “V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中 Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端 Vo的信号与该输入端的相位相同。方案选取：uA741 是通用放大器，性能不是很好，满足一般需求，而 LM324功放级音调级混合级话放级AV
10、1=8.5 18.5dBAV2=3 9.5dBAV3=0.8 -2dBAV4=20 26dB5mv125mv42mv100mv 2.0V图 1.1.1 增益分配示意图四运放大器具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点。本设计放大倍数不高，LM324 能达到频响要求，故选用 LM324 四运放大器。1.3 音频功率放大电路的比较与论证方案一：采用 SL34 集成功率放大器， SL34 是低电压集成音频功放，功耗低、失真小，工作电压为 6V，8 负载时，输出功率在 300mW 以上。主要用于收音机及其它功放。方案二：TDA2030 芯片所组成的功放电路，它是一款输出功率大，最大
11、功率到达 35W 左右， 静态电流小，负载能力强，动态电流大既可带动 4-16 的扬声器，电路简洁，制作方便、性能可靠的高保真功放，并具有内部保护电路。方案三： LM386 是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。LM386 电源电压 4-12V，音频功率 0.5w。LM386 音响功放是由 NSC制造的，它的电源电压范围非常宽，最高可使用到 15V，消耗静态电流为 4mA，当电源电压为 12V 时，在 8 欧姆的负载情况下，可提供几百 mW 的功率。它的典型输入阻抗为 50K。方案选取：本课题要求音响放
12、大器的额定功率在 0.5w，然而 TDA2030 输出功率太大，故选用 LM386。频率响应 fLfH50Hz20kHz；而单电源供电音频功率放大器已经达到所需要的目标。并且它较少元件组成单声道音频放大电路、装置调整方便、性能指标好等特点。而 BTL 电路虽然也有以上的功能，但制作复杂，不利于维修。2 核心元器件介绍2.1 LM324 的介绍LM324 引脚图简介：LM324 系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到 3.0 伏或者高到 32 伏的电源下，静态电流为 MC1741 的静态电流的五分之一。
13、共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用图 1 所示的符号来表示，它有 5 个引出脚，其中“+” 、 “-”为两个信号输入端， “V+” 、 “V-”为正、负电源端， “Vo”为输出端。两个信号输入端中， Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端 Vo的信号与该输入端的相位相同。实物如图 2.1.1，LM324 的引脚排列见图2.1.2。图 2.1.1 LM324图 2.1.2LM324 的特点：1.短跑保护输出。2.真差动输入级。3.可单电源工作：3V-32V。4.
14、低偏置电流：最大 100nA。5.每封装含四个运算放大器。6.具有内部补偿的功能。7.共模范围扩展到负电源。 8.行业标准的引脚排列。9.输入端具有静电保护功能。图 2.1.3 典型原理图（所示为电路的四分之一）LM324 系列采用两个内部补偿，二级运算放大器，每个运放的第一级由带输入缓冲晶体管 Q21 和 Q17 的差动输入器件 Q20 和 Q18，以及差动到单端转换器 Q3 和 Q4。第一级不仅完成第一级增益的功能，而且要完成电平移动和减小跨导的功能。由于跨导的减小，仅需使用一个较小的补偿电容（仅 0.5pF） ，从而就可以减小芯片尺寸，跨导的减小可由将 Q20 和 Q18 的极电集分离而
15、实现。该输入级的另一特征是，在单电源工作模式下，输入共模范围包含负输入和地，无论是输入器件或者差动到单端变换器都不会饱和，第二级含标准电流源负载放大器级。2.2 LM386 的介绍LM386 是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。LM386LM386 内部电路内部电路 LM386 内部电路原理图如图 2.2.1 所示。与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路。图 2.2.1第一级为差分放大电路，T1 和 T3、T2 和 T4 分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T5 和 T6 组成镜像电流源作为 T1 和 T2 的有源负载；T3 和 T4信号从管的基极输入，从 T2 管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。第二级为共射放大电路，T7 为放大管，恒流
