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1、目录1. 设计实验的目的及其任务要求 11.1 设计实验目的 21.2 设计实验要求 22. 计原理及其方案 23. 元电路的设计 43.1 筒放大电路的设计 43.2 混合前置放大电路的设计 43.3 线路信号输入电路的设计 53.4 功率放大电路的设计53.5 单元电路之间的线路连接 64. 整体电路原理图 65.安装调试与性能测试 75.1 运放的调试 75.2 功放的调试 85.3 系统调节 86.器件清单 86.1集成运算放大电路LM324的管脚图及其基本参数 86.2集成功率放大电路TDA2003的管脚图及其基本参数 86.3 语音放大电路的元件清单10心得体会 10参考文献 11
2、1.设计实验的目的及其任务要求1.1 设计实验目的1.1.1 熟悉设计电路的基本方法及其电路的制作、安装、调试1.1.2 学会运用理论知识分析电路，了解 LM324TDA2003 的基本方法1.2 设计实验要求设计并制作一个由集成电路组成的具有话筒放大电路、混合前置放大器，对 其输出信号进行扩音的语音放大电路，能够对输入的声音信号进行清晰的放大。2设计原理及其方案本实验是要求制作一个由集成电路组成的具有语音信号放大作用的语音放 大电路，其基本原理图如下图 2.1 语音放大电路原理图由图可知，话筒输入信号可通过两级放大电路进行放大，再通过功率放大路放大后输入。另一方面，线路信号也可以通过混合前置
3、放大器放大输出。根据要求，输出功率P=2W，电阻R=4Q,由功率公式可得U=2.8V，对TDA2003输入lOOmv电压时，可达到设计要求。另外，由于话筒输入信号为5mv，放大后要求达到lOOmv，放大倍数需在 20 倍以上，使用两级放大，各级为 5 倍左右。两级均采用集成运算放大器，话 筒放大倍数设为A1，混合运放的放大倍数设为A2,即放大倍数A=A1*A2。本设计中A1=8.5, A2=3，A=A1*A2=25.520,再通过电位器来调节，使其 达到设计的要求，电位器为1OKQ,其放大电路的示意图如下图 2.2 话筒输入信号放大示意图对于线路信号，同样可以用这种方法，只不过不用话筒放大器直
4、接将信号送入到混合前置放大器中进行放大。由于线路信号的大小为100mv,在功率放大器的放大范围内，因此混合前置放大器对它的放大倍数约为 1 倍，如下图所示：3单元电路的设计3.1话筒放大电路的设计由于输入功率放大器的输入电压要求在 100mv 左右，因此放大倍数 A20，设计中话筒放大电路采用同相比例运算放大器，为了使输入的话筒信号最大可能的不失真，采用两极电阻平衡输入电压，如下图所示：*11H6 8H7 1.6图 3.1.1 话筒放大电路设计图如图所示，R1=R2=4.7KQ, R3=R4=10KQ, Cl=10yFAl为 LM324中的一个运算放大器。令 R5=10KQ, R6=75KQ,
5、则 A1=1+R6/R5=8.53.2 混合前置放大电路的设计本设计实验中的混合前置放大电路有放大话筒输入信号与线路输入信号的 两个作用。因此它的输入信号有两个均可以放大,它是紧接着前面一级话筒输入级的输入端Rt=R8=10KQ,A2为LM324中的另一个运放，为了稳定电路,提高其抗干扰能力， 电路设计过程中采用两个10KQ的电阻形成比较器。由A=A1A2得 A2=A/A1=20/8.5=2.4 倍，图中的R9=10KQ, R10=30KQ，则IA2l=R10/R9=32.4, 则设计合理。3.3 线路信号输入电路的设计由于线路输入信号为100mv,为功率运算放大器的输入信号范围，故电路可 采
6、用反向比例运算放大器，即IA3I=1倍，电路如下所示图 3.3.1 线路信号输入电路由图 A3=R10/R11,取 R11=30KQ，则IA3I=1 倍。选 Rp=10KQ，可调节电位 器来改变输入信号大小。C3=100yF, C4=10yF，它们在电路中起到了以线路输 入信号选频的作用，避免无用信号及干扰信号。3.4 功率放大电路的设计由混合前置放大电路输入的信号可供给功率运算放大器频率范围为50HZ 20KHZ 的语音。为了提高语音的音质，应该减少输出阻抗，即可在扬声器的两 端并联一个1。电阻和一个0.1成的电容串联电路。另外，在直流电压电路中， 可并上两个电路，形成去耦电路，以减少引入运
7、放而产生的干扰功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。他一般直接驱动负 载，带负载能力强。从能量控制的观点来看，功率放大电路实质上是能量转换电 路。主要任务是使负载得到不失真（或失真较小）的输出功率。在大信号下工作。 综合以上条件考虑，最优化的电路图如下：为了避免各级运算器之间的相互干扰，且过滤掉放大过程中的纹波，各级之 间用100瓦的电容进行连接。4整体电路的电路图 10微法lOkohm4. ikorini图 4.1 整体电路的电路图5.安装调试与性能测试5.1 运放的调试安装由左到右，前一部分以LM324为中心，后部分以TDA2003为中心。通 电前认真检查，确定无误后，才可调试
8、与测试。a 静态调试：调零和消除自激振荡。b 动态调试：在两输入端加差模输入电压u ，测量输出电压口 ，观测与记录输出电压与id od 1 输入电压的波形，算出差模放大倍数 A 。ud1（2）在两输出端加共模输入电压u，测量输入电压U ，算出共模放大倍icoc1数 A 。uc1（3）算出共模抑制比KCMR（4）用逐点法测量幅频特性，并作出幅频特性曲线，求出上、下限截止频 率。（5）测量差模输入电阻。5.2 功放的调试a 静态调试：集成输入对地短路，观察输出有无振荡，如有振荡，采取消振 措施以消除振荡。b 功率参数测试（1）测量最大输出功率Pom输入f=1kHz的正弦输入信号u，并逐渐加大输入电
9、压幅值直至输出电压13u的波形出现临界削波时，测量此时RL两端输出电压的最大值U或有 o omU 2 U 2P =om = oom 2RRLL效值U，则o（2）测量电源供给的平均功率PV近似认为电源供给整个电路的功率即为P，所以在测试U的同时，只Vom要在供电回路串入一只直流电流表测出直流电源提供的平均电流I，C（AV）即可求出 P 。V此平均电流 I 也就是静态电源电流。C(AV)(3) 计算效率耳耳=P Po m v(4) 计算电压增益AA二U /Uu 3u 3 o i 35.3 系统调节 经过以上对各级放大电路的局部调试之后，可以逐步扩大到整个系统的联 调。( 1)令输入信号 u =0，
10、测量输出的直流输出电压。i(2) 输入f =1kHz的正弦信号，改变u幅值，用示波器观察输出电压u波形io的变化情况，记录输出电压u最大不失真幅度所对应的输入电压u的变化范 oi围。(3) 输入u为一定值的正弦信号，改变输入信号的频率，观察u的幅值变化io情况，记录u下降到0.707u之内的频率变化范围。oo(4) 计算总的电压放大倍数A二u .u。uo i6器件清单6.1集成运算放大器LM324的管脚图及基本参数管脚号功能管脚号功能1输出8输出2反向输入端9反向输入端3同向输入端10同向输入端4接电源正极11接电源负极5同向输入端12同向输入端6反向输入端13反向输入端参数名VccIccVi
11、dVicRidRoAvoKCM(dB)参数值10 362.83012100020086 10670 90图 6.1.1 LM324 的管脚图及其参数值7输出14输出6.2集成功率放大器TDA2003的管脚图及其参数TDA2003 是 TDA2002 的改进型，其输出功率更大，电路特点及内设的各保护电路与TDA2002相同。它适用于收音机及其它设备中作音频放大表 1 集成功率放大器 TDA2003 的基本参数参数名称符号参数值单位备注峰值电源电压Vcc40V直流电源电压Vcc28V工作电源电压Vcc18V50ms输出峰值电流（重复）Io3.5A输出峰值电流（非重复）Io4.5A功率Po20W工作
12、环境温度Topz3075CTa=9C贮存温度.结晶Tstg, T-40150C引脚功能定义：TDA2003为5脚单引直插式，其引脚功能如下：1同向输入 2反向输入 3地4输出 5输 Vcc图 6.2.1位置编号名称型号规格数量备注6.3 语音放大电路的元件清单表 2 语音放大电路的元件清单R1.R2电阻4.7KQ2个25CR3.R4.R5.R7.R8.R9电阻10KQ6个25CR10.R11电阻30KQ2个25CR6.电阻75KQ1个25CR12电阻22001个25CR13电阻2.2Q1个25CR14电阻101个25CRp1.Rp2电位器10KQ2个调节音量C1.C3.C4.C5.C11.C12.C13电容10卩7个25C.电极 正负C8.C10电容0.1卩2个25CC9电容100卩1个25C.注意电 极C2电容1卩1个25C.注意电 极A1.A4集成运 算放大 器LM3242个25CA功率放 大器TDA20031个25CO话筒1个25OCY扬声器3W.401个25OC7 心得体会通过这次课程设计，让我深刻地体会到了在电子设计过程中应该十分细心， 而且应 该有全局观。我在设计时因为没有考虑到后面的电路，只看眼前，不顾后面。结 果搞的后面布线布得一团糟。俗话说：“磨刀不误砍材工。”这句话应该是我以后 在做设计时应该牢记的。首先
