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1、设计说明书音响放大器院、部：电气与信息工程学院学生：澎指导教师：松华职称副教授专 业：电子信息工程班 级：电子1201班学 号：12303401362014 年 6 月课题三 音响放大器的设计（一）设计目的1、了解集成功率放大器部电路工作原理2、掌握其外围电路的设计与主要性能参数测试方法3、掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术（二）设计要求和技术指标1、技术指标额定功率P20.3W，负载阻抗为10Q，频率响应围为50Hz-20KHz，输入阻 抗大于20KQ，放大倍数20dB。2、设计要求（1）设计话音放大与混合前置放大器、音调控制级、功率放大级；（2）选定元器件和参数，并设计好电路
2、原理图；（3）在万能板或面包板或 PCB 板上进行电路安装调测；（4）测试输出功率；（5）测试输出阻抗;（6）撰写设计报告。（三）设计报告要求1、选定设计方案；2、拟出设计步骤，画出设计电路，分析并计算主要元件参数值；调试总结3、列出设计电路测试数据表格；4、进行设计总结和分析，并写出设计报告。（四）设计总结与思考1、总结话音放大器的设计和测试方法；2、总结设计话音放大器器所用的知识点；目录第1章绪论11.1 音响的意义11.2音响的技术指标1 1.2.1频率响应1 1.2.2信噪比1 1.2.3动态围2 1.2.4失真2 1.2.5立体声分离度21.2.6立体声平衡度3 第2章音响放大器电路
3、设计42.1 音响放大器的基本原理42.2 前置放大电路（A1） 52.3音调控制电路（A2） 52.3.1低音提升62.3.2高音提升62.3.3高音衰减7 2.3.4低音衰减7 2.3.5反馈型音调控制电路72 . 3 . 6信号在低频区82 . 3 . 7信号在高频区82.4 功率放大级102.4.1 TDA2030A 介绍 10 2.4.2功率放大电路说明1112第3章用multisim仿真音响放大器电路第4章组装与调试134. 1电路元件组装13 4.2作品调试13结束语14参考文献15附录A实物图16附录 B 元件清单17第 1 章 绪论1.1 音响的意义音响技术的发展经历了电子管
4、、晶体管、场效应管的历史时期，在不同的历 史时期都各有其特点。通过音响放大器设计，使我们认识到一个简单的模拟电路 系统，应当包括信号源、输入级、中间级、输出级和执行机构。信号源的作用是 提供待放大的电信号，如果信号是非电量，还须把非电量转换为电信号，然后进 入输入级，中间级进行电流或电压放大，再进入输出级进行功率放大，最后去推 动执行机构做某项工作。放大器电路发展更是迅速，已成为新一代音响不可缺少 的核心部件，其现实生活中的运用也是非常普遍和广泛。1.2 音响的技术指标音响系统整体技术指标性能的优劣，取决于每一个单元自身性能的好坏，如 果系统中的每一个单元的技术指标都较高，那么系统整体的技术指
5、标则很好。其 技术指标主要有六项：频率响应、信噪比、动态围、失真度、瞬态响应、立体声 分离度、立体声平衡度。1.2.1 频率响应所谓频率响应是指音响设备重放时的频率围以及声波的幅度随频率的变化 关系。一般检测此项指标以1000Hz的频率幅度为参考，并用对数以分贝（dB）为 单位表示频率的幅度。1.2.2 信噪比所谓信噪比是指音响系统对音源软件的重放声与整个系统产生的新的噪声 的比值，其噪声主要有热噪声、交流噪声、机械噪声等等。一般检测此项指标以 重放信号的额定输出功率与无信号输入时系统噪声输出功率的对数比值分贝(dB) 来表示。一般音响系统的信噪比需在85dB以上。1.2.3 动态围动态围是指
6、音响系统重放时最大不失真输出功率与静态时系统噪声输出 功率之比的对数值，单位为分贝(dB) 一般性能较好的音响系统的动态围在 100(dB)以上。1.2.4 失真失真是指音响系统对音源信号进行重放后，使原音源信号的某些部分(波形、 频率等等)发生了变化音响系统的失真主要有以下几种 1 谐波失真所谓谐波失真是指音响系统重放后的声音比原有信号源多出许多额外的谐 波成分此额外的谐波成分信号是信号源频率的倍频或分频，它是由负反馈网络 或放大器的非线性特性引起的高保真音响系统的谐波失真应小于1% 2 互调失真互调失真也是一种非线性失真，它是两个以上的频率分量按一定比例混合， 各个频率信号之间互相调制，通
7、过放音设备后产生新增加的非线性信号，该信号 包括各个信号之间的和及差的信号3 瞬态失真瞬态失真又称瞬态响应，它的产生主要是当较大的瞬态信号突然加到放大器 时由于放大器的反映较慢，从而使信号产生失真一般以输入方波信号通过放音 设备后，观察放大器输出信号的包络波形是否输入的方波波形相似来表达放大器 对瞬态信号的跟随能力1.2.5 立体声分离度立体声分离度表示立体声音响系统中左、右两个声道之间的隔离度，它实际 上反映了左、右两个声道相互串扰的程度如果两个声道之间串扰较大，那么重 放声音的立体感将减弱。1.2.6 立体声平衡度立体声平衡度表示立体放音系统中左、右声道增益的差别，如果不平衡度过 大，重放
8、的立体声的声像定位将产生偏移。一般高品质音响系统的立体声平衡度 应小于 1dB。第 2 章 音响放大器电路设计2.1 音响放大器的基本原理音响放大器的作用是对于微弱信号进行电压放大和功率放大，推动负载工 作，同时需要对音调和音量的调节。音频信号的输入，由话音放大电路放大输出到音调调节电路，在由功率放大 电路放大，输到扬声器。音频输入 语音放大 音调调节图 2-1 音响放大器的工作流程音响放大电路的整机电路如下图所示，按其构成，可分为前置放大级，音调控制级和功率放大级三部分。iT l：uR23CKRP1 22DKCM 22-r?7AlJ0K|2&KU 20k|1汕1/41 5 ICu旧 J2UK
9、4V F l 2 KO cii_LJ_ l - iryri钳Ao图 2-4音调控制电路只要合适选择并调节输入回路和反馈回路的阻容网络，就能使放大器的闭环增益随信号频率改变，从而达到音调控制的目的。组成Zi和Zp的RC网络通常 有下图所示四种形式。2.3.1低音提升从而得到低音提升。图 2-5低音提升电路图2-5中若C1取值较大，只有在频率很低时才起作用，则当信号频率在低 频区随频率降低，Zfl增大，所以lAufl2.3.2高音提升备提高，从而可得到高音提升图 2-6高音提升电路图2-6中，若C3取值较小只有高频区起作用，则当信号在高频区且随频率 升高Zi减小，所以IAuf |=2.3.3高音衰
10、减图 2-7高音衰减电路图 2-8低音衰减电路2.3.4低音衰减 同理可以分析图2-7、图2-8，分别可用作高、低音衰减。2.3.5反馈型音调控制电路如果将这四种电路形式组合起来，即可得到下图所示的反馈型音调控制电 路。先假设 R1=R2=R3=R ； C1=C2C3 ； RW1=RW29R。图 2-9反馈型音调控制电路2.3.6信号在低频区在低频区，因为C3很小，所以C3、R4支路可视为开路，反馈网络主要由上 半部分电路起作用。又因运放的开环增益很高，UEUE0 （虚地），故R3的影 响可忽略，当电位器RP2的活动端移至A点时，C1被短路。可以得到低音最大 提升量。按实际电路参数 Rl=R2
11、=R3=20kQ，RPl=RP2=220kQ，Cl=C2=0.022uF，可得：以同样方式可以说明在RP2滑动到B点时，低音地最大衰减量:1f =L1 2- RP2C2=48HZ2-7)按实际电路参数可得：AUB =R + RP12AUb- 0.1182-8)(约 一18 6dB)转折频率：2-9)? fL12-10)二 410 HZL 2L2Z图2-10高频音调控制线路（Y型）图2-11高频音调控制线路（型）(2-5)R + RP f 2 -22 = 410 HZL 2 2兀 RRPCZ2 2 2aua8.5(约 186dB)转折频率:人R 2 + W 2(2-6)AUA=R1设前级输出电阻
12、很小（如小于500Q），输出电压Uo通过Rc反馈到输入端的信号被前级输出电阻所旁路，故 Rc 的影响可忽略（视为开路）。因此当 RP2滑动到C点或D点时，可分别画出如下图2-12和图2-13所示的等效电路（因RP2的数值很大，为简单起见，可视为开路）。图2-12等效高频音调控制线路（C点）图2-13等效高频音调控制线路（D点）上图2-12显然具有高音提升作用，其最大提升量:2-11）RR 4 + 3RA =b = 4-UC R / R 4R 4a 44按电路实际参数R=20kQ，R4=& 2kQ，C3=1000P，所以:Auc u 8.3 （约 18dB）上图2 - 1 3为高音衰减电路，其衰减量:R / R 4 R a2-12）AUDR4按电路实际参数:R 4 + 3RAud u 0.12 （约- 18dB）高频转折频率:（2-13）X= 23KHz2- C 3（ Ra + R 4）f = x- = 19 KHzH 22n C 3 R 4若将音调控制电路高低音提升和衰减曲线画在一起，可得到如下图所示幅频H12-14）特性曲线。图 2-14 音调控制器的幅频特性曲线由图2-14可见，音调控制级的中频电压放大倍数Aum=l ；
