音頻功率放大器課程設計

1、文檔本電路設計采用前置放大電路和音頻功率放大電路相結(jié)合的放大模式， 前者采用 TL072 對電壓進行放大，后者采用性能優(yōu)良的 TDA2616對電壓和電流放大，給音 響放大器的負載（揚聲器）提供一定的輸出功率。當負載一定時，希望輸出的功 率盡可能大，輸出的信號的非線形失真盡可能的小， 效率盡可能的高。 在前置放 大和功放之間加上一個滑動變阻， 就保證了音量可調(diào)， 在滑動變阻器之前再加上 一足夠大電阻， 這樣保證了信號不失真。 除此之外， 加上相應的旁路電容又使得 電路具有雜音小， 有電源退偶，無自激等優(yōu)點。 根據(jù)實例電路圖和已經(jīng)給定的原 件參數(shù)，使用 multisim11 軟件模擬電路，并對其進

2、行靜態(tài)分析，動態(tài)分析，顯 示波形圖，計算數(shù)據(jù)等操作。關鍵詞： TL072 TDA2616 性能優(yōu)良 音量可調(diào) 雜音小目錄1 設計任務和要求 21.1 設計任務 21.2 設計要求 22 系統(tǒng)設計 32.1 系統(tǒng)要求 32.2 方案設計 32.3 系統(tǒng)工作原理 43 單元電路設計 63.1 前置放大電路 63.1.1 電路結(jié)構(gòu)及工作原理 63.1.2 元器件的選擇及參數(shù)確定 93.1.3 前級放大電路仿真 103.2 后級放大部分 103.2.1 電路結(jié)構(gòu)及工作原理 123.2.2 電路仿真 133.2.3 元器件的選擇及參數(shù)確定 153.3 音源選擇電路 153.3.1 電路結(jié)構(gòu)及工作原理 1

3、53.3.2 電路仿真 163.3.3 元器件的選擇及參數(shù)確定 163.4 電源 174 系統(tǒng)仿真 205 電路安裝、調(diào)試與測試 215.1 電路安裝 215.2 電路調(diào)試 235.3 系統(tǒng)功能及性能測試 23文檔5.3.1 測試方法設計 236結(jié)論 25參考文獻 26總結(jié)、體會和建議 27附 錄 281 設計任務和要求1.1 設計任務設計并制作一個音頻功率放大器，將 MP3輸出的音樂信號放大1.2 設計要求1. 放大器有兩個 MP3 輸出輸入接口；2. 能夠使用電子開關進行音源選擇，并且能夠用發(fā)光二極管指示；3. 放大器設有音量控制，功率放大功能；4. 主要技術指標如下：（1）額定輸出功率：

4、 21W（或 25W）（THD0.5 ）（ 2）負載阻抗： 8（ 3）輸入阻抗：6005. 電源： 220V/50HZ的工頻交流電供電；（注：直流電源部分僅完成設計即可，不需制作，用實驗室提供的穩(wěn) 壓電源調(diào)試，但要求設計的直流電源能夠滿足電路要求）6. 按照以上技術要求設計電路，繪制電路圖，對設計的電路用Multisim 或 OrCAD/PspiceAD9.2 進行仿真，用萬用版焊接元器件， 制作電路，完成調(diào)試，測試，撰寫設計報告。發(fā)揮部分： 1.設計均衡電路（音調(diào)電路） ：文檔2. 有電平指示功能3.2 系統(tǒng)設計 2.1 系統(tǒng)要求1. 放大器有兩個 MP3輸出輸入接口；2. 能夠使用電子開關

5、進行音源選擇，并且能夠用發(fā)光二極管指示；3. 放大器設有音量控制，功率放大功能；4. 主要技術指標如下：（1）額定輸出功率： 21W（或 25W）（THD0.5 ）（ 2）負載阻抗： 8（ 3）輸入阻抗：6005. 電源： 220V/50HZ 的工頻交流電供電；2.2 方案設計設計方案分析根據(jù)推任務要求，設計總電路需要弱信號前置放大級電路和功 率放大電路兩個基本電路， 其中前置級主要完成小信號的電壓放大任 務；功率放大級則實現(xiàn)對信號的電壓和電流放大任務。 以一路聲道為 例，該音頻功率放大器可由圖 1 所示框圖實現(xiàn)。電路設計方案 :文檔圖 1 音頻功率放大器組成框圖2.3 系統(tǒng)工作原理原理框圖圖

6、 2.3.1 圖 2.3.1 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 框 圖 圖 2.3.1 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 框 圖 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 框 圖弱信號前置放大級 弱信號前置放大電路必須由低噪聲、高保真、高增益、快響應、寬帶音響 集成電路構(gòu)成。 符合上述條件的集成電路有： M5212、LM5213、LLM1875、TDA1514、 NE5532、 NE5534、TL072 等。本系統(tǒng)設計選用 TL072，因為同眾多的運放相比 , NE5532具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、寬頻帶等優(yōu)良性能。這種運放的 高速轉(zhuǎn)換性能可大大改善電路的瞬態(tài)性能 , 較寬的帶寬能保證信號在低、 中、高 頻段均能不失真輸出 , 使電路的整體指標大

7、大提高。由于 MP3有兩路信號輸入， 分別為左右聲道，所以放置兩路前置放大電路，為后級放大做電壓放大。功率放大級根據(jù)題目設計要求， 可供選擇的功率放大器可由分立元件組成， 也可由集成 電路完成。由分立元件組成的功放，如果電路選擇得好，參數(shù)恰當，元件性能優(yōu)文檔越，且制作和調(diào)試得好， 則性能很可能高過較好的集成功放。 許多優(yōu)質(zhì)功放均是 分立功放。 但其中只要有一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題或者搭配不當， 則性能很可能低于一 般集成功放，為了不至于因過載、過流、過熱等損壞還得加復雜的保護電路。現(xiàn) 在市場上有許多性能優(yōu)異的集成功放芯片，如 TDA2040A、LM1875、LM386等。集 成功放具有工作可靠，外圍電

8、路簡單，保護功能較完善，易制作調(diào)試等優(yōu)點，雖 不及頂級功放的性能， 但滿足并超過本設計的要沒有問題的。 另外集成運放還有 性價比高的特點。 本電路中 LM386是一種音頻集成功放， 具有自身功耗低、 電壓 增益可調(diào)整、電源電壓圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點的功率放大器， 廣泛應用于錄音機和收音機之中。 靜態(tài)功耗低，約為 4mA，可用于電池供電。 其 特點是工作電壓圍寬， 4-12V 或者 5-18V ，外圍元件少， 電壓增益可調(diào)，20-200， 低失真度，符合本電路的設計要求。音源選擇根據(jù)題目設計要求，兩個 MP3作為輸入，有音源選擇電路控制其中一路的輸 出。要求沒有延遲，不會有信號的衰

9、減和失真。而每個 MP3有兩路信號輸入，分 別為左右聲道，兩個 MP3有 4 路信號輸入，選擇方式一般有機械式，繼電器式， 電子式。機械式通過撥動選擇開關選通某一音源， 繼電器式是用繼電器及相應的 驅(qū)動電路代替機械式選擇開關， 電子式是用電子線路構(gòu)成模擬式電子開關來選擇 音源。機械式雖然電路簡單，聲道隔離度好，但其對選擇開關要求較高，否則頻 繁的撥動選擇開關容易使開關老化， 影響整機性能。 繼電器式聲道隔離度好， 但 裝配較復雜， 另外還有一定的電磁干擾， 一般采用的不多。 電子式選擇電路設計 靈活，裝配方便，應用比較廣泛， 許多半導體公司都生產(chǎn)出了這種用途的多路開 關電路。這種方式的缺點是通

10、道隔離度稍低， 但在一般情況下足以滿足要求。 故 本實驗采用電子式音源選擇電路 。我們學選擇 CD4066,作為選擇電路的核心元 件，CD4066 是四雙向模擬開關， 主要用作模擬或數(shù)字信號的多路傳輸。 CD4066 由四個相互獨立的雙向開關組成， 每個開關有一個控制信號端， 開關可以相互獨 立地開斷，互補影響。電源部分音頻功放的電源部分是很重要的組成部分，一般選擇穩(wěn)定的單相橋式整流 電路做功放的電源， 由于實驗室提供了穩(wěn)定的直流源， 經(jīng)過測試后滿足功放系統(tǒng)文檔的設計要求，所以不再詳細設計電源部分3 單元電路設計3.1 前置放大電路3.1.1 電路結(jié)構(gòu)及工作原理前置放大器 音頻功率放大器的作用

11、是將聲音源輸入的信號進行放大，然后輸出驅(qū)動揚聲器。聲音源 的種類有多種，如傳聲器（音源） 、電唱機、錄音機（放音磁頭） 、CD 唱機及線 路傳輸?shù)?，這些聲音源的輸出信號的電壓差別很大，從零點幾毫伏到幾百毫伏。 一般功率放大器的輸入靈敏度是一定的， 這些不同的聲音源信號如果直接輸入到 功率放大器中的話， 對于輸入過低的信號， 功率放大器輸出功率不足， 不能充分 發(fā)揮功放的作用； 假如輸入信號的幅值過大， 功率放大器的輸出信號將嚴重過載 失真，這樣將失去了音頻放大的意義。 所以一個實用的音頻功率放大系統(tǒng)必須設 置前置放大器，以便使放大器適應不同的的輸入信號，或放大，或衰減，或進行 阻抗變換， 使其

12、與功率放大器的輸入靈敏度相匹配。 另外在各種聲音源中， 除了 信號的幅度差別外， 它們的頻率特性有的也不同， 如電唱機輸出信號和磁帶放音 的輸出信號頻率特性曲線呈上翹形， 即低音被衰減， 高音被提升。 對于這樣的輸 入信號，在進行功率放大器之前， 需要進行頻率補償， 使其頻率特性曲線恢復到 接近平坦的狀態(tài)，即加入頻率均衡網(wǎng)絡放大器。對于音源和線路輸入信號， 一般只需將輸入信號進行放大和衰減， 不需要進 行頻率均衡。前置放大器的主要功能 : 一是使音源的輸出阻抗與前置放大器的輸 入阻抗相匹配；二是使前置放大器的輸出電壓幅度與功率放大器的輸入靈敏度相 匹配。由于音源輸出信號非常微弱，一般只有 10

13、0V幾毫伏，所以前置放大器 輸入級的噪聲對整個放大器的信噪比影響很大。 前置放大器的輸入級首先采用低 噪聲電路， 對于由晶體管組成的分立元件組成的前置放大器， 首先要選擇低噪聲 的晶體管， 另外還要設置合適的靜態(tài)工作點。 由于場效應管的噪聲系數(shù)一般比晶文檔體管小，而且它幾乎與靜態(tài)工作點無關， 在要求高輸入阻抗的前置放大器的情況 下，采用低噪聲場效應管組成放大器是合理的選擇。 如果采用集成運算放大器構(gòu) 成前置放大器， 一定要選擇低噪聲、 低漂移的集成運算放大器。 對于前置放大器 的另外一要要有足夠?qū)挼念l帶， 以保證音頻信號進行不失真的放大。 圖 2 為前置 放大電路原理圖。圖2 前置放大電路原理

14、圖在前置放大電路元件的選擇上，我們選擇了低噪聲JFET輸入運算放大器，以下圖、圖 4為 TL072的封裝管腳圖和部結(jié)構(gòu)圖：文檔圖 3 TL072 封裝管腳圖圖 4 TL072 部結(jié)構(gòu)圖以下是 TL072 的功能說明表文檔由于 TL072是電壓放大型器件，所以在前置放大電路， TL072用于電壓放大。 在參數(shù)方面， 完全能夠滿足設計需求， 尤其是低阻特性， 較寬的響應頻帶而且考 慮到成本的限制， 所以選擇了價格較低的 TL072做前級核心元件。 在前置放大電 路中， TL072分別為差分式放大電路的前級放大器，在原理圖中為 U1和 U2的位 置。由于左右聲道原理和元件及結(jié)構(gòu)都相同， 所以只以左聲

15、道為例， 列出原理圖 及結(jié)構(gòu)圖。在二級放大中想經(jīng)過電壓放大的信號進行電流放大，再二級放大中，使用 NPN和 PNP三極管分別對差分電路的兩路進行二級放大。三極管型號分別為NPN型 2SD667和 PNP型 2SB647。3.1.2 元器件的選擇及參數(shù)確定在前級放大時，首先需要對電壓進行放大， 綜上所述， TL072 為電壓放大器， 所以可以滿足設計要求，而且成本較低，所以選擇 TL072 為前置放大電路的核 心放大元件。在二級放大中想經(jīng)過電壓放大的信號進行電流放大， 再二級放大中， 使用 NPN 和 PNP三極管分別對差分電路的兩路進行二級放大。電容選擇：在音頻電路中，信號電容應該越大越好，首

16、先可以對負載進行保 護，防止直流滲透進負載，將揚聲器燒壞，其次，音效好，可以將低頻拉低，有 很好的下潛度，和彈性，收放自如。但在前級沒有較大的直流產(chǎn)生，前級的放大 接近 1，所以前級輸出電容選擇 47F 電解電容，在此注意電容正負極，選擇電 解電容也不會對后級有較大影響，前級主要起濾波和整理輸入信號的作用，在 TL072的供電部分，使用 47F 電解電容并聯(lián)一個 0.1 F的瓷片電容，在首次 調(diào)試中，沒有瓷片電容，發(fā)現(xiàn)，有較多的高次諧波產(chǎn)生，而且負反饋深度不夠， 所以將之前輸入的 1000電阻降為 200，目的是展寬通頻帶， 在展寬通頻帶的同 時又有較大的放大電壓，所以為了減輕放大倍數(shù)增高所有

17、可能產(chǎn)生的自激振蕩， 在TL072第4腳和第 8腳各并聯(lián)一個 0.1F瓷片電容，并聯(lián)后，效果明顯提升， 由于放大倍數(shù)約為 1，所以，放大效果不好，但是相頻特性已有較大改觀，在用 耳機測試時，已有較高的聲音素質(zhì)，高頻明亮，但沒有沖頭感，中頻段一般，沒 有多少特色， 低頻段，下潛度較好，低頻彈性也較好，測試耳機接DT235，音文檔源為筆記本音源， 曲目為加州旅館 WAV格式音源。 考慮到負載要求， 還需要接后 級電路。因此接入后級放大。3.1.3 前級放大電路仿真如圖 5 所示當輸入正弦波幅值為 2V 時，經(jīng)放大電路放大后輸出正弦波的幅值為 22V（圖中縱坐標為每格 10V），則仿真結(jié)果與計算結(jié)果

18、吻合。圖 5 前級放大電路波形仿真3.2 后級放大部分 功率放大級的作用是將來自前置放大器的信號進行功率放大。 功率放大級可以由 集成放大器組成， 也可以由分離元件組成， 一般后者性能優(yōu)于前者， 但為使實驗 簡單，采用集成功率放大器。 集成功率放大器的種類很多， 本系統(tǒng)采用 TDA1521A 構(gòu)成集成功率放大電路。TDA2616 是 PHILIPS 公司生產(chǎn)的雙聲道功放，可單電源工作，也可雙電源 工作，在16V 電源時可獲得 212W 功率。部設置了過熱保護及靜噪電路， 接通 或斷開瞬間有靜噪功能， 可以在接通或斷開瞬間抑制不需要的輸入， 保護功放及 喇叭。該集成功率放大電路性能優(yōu)良， 外圍電

19、路簡單， 廣泛應用于大屏幕電視機 的音頻信號放大電路，以及其它音頻設備。 TDA2616 是 TDA1521 的替代型號。 其各引腳功能如下：文檔tda2616引 腳功能 TDA2616 引腳功能及參考電壓： 1 腳： 10V信號輸入 12 腳： 5V靜噪（低電平靜噪） 3腳： 10V1/2 基準電壓 4腳： 10V 信 號輸出 15腳：0V地6腳：10V信號輸出 27腳：20V電源 8腳：10V 負向輸入端 9 腳： 10V信號輸入 2vctda2616引腳功能TDA2616 引腳功能及參考電壓：1腳：10 V信號輸入 12腳：5V靜噪（低電平靜噪）3腳：10V 1/2 基準電壓4腳：10V

20、 信號輸出 15 腳：0V地6 腳：10V 信號輸出 27 腳：20V電源8腳：10V負向輸入端9腳：10V 信號輸入 2文檔圖 5 TDA2616 管腳圖及管教說明表3.2.1 電路結(jié)構(gòu)及工作原理文檔3.2.2 電路仿真由于 Multisim 仿真軟件中找不到 TDA2616，故我們方針是根據(jù)其部結(jié)構(gòu)， 構(gòu)造出部元件及其接線方式， 以完成 TDA2616的仿真。圖 7 即為搭建的后級放大 電路原理圖，圖 8 是 Multisim 仿真出的波形圖，當輸入波形幅值為 100mV時， 輸出波形幅值為 300mV左右，則放大倍數(shù)約為 31.6 倍（增益約為 30dB）。文檔圖 8 后級放大電路仿真波

21、形文檔3.2.3 元器件的選擇及參數(shù)確定圖中中接線簡單，為TDA2616 的典型用法，采用正 16V單電源供電。其中 C10、 C11為耦合電容，取 22nF；C14、C15為濾波電容,取1000uF；R13（取 10歐） 與 C15、R14（取 10 歐）與 C16 組成吸收回路（ C15、C16 可取 0.1 F）。3.3 音源選擇電路3.3.1 電路結(jié)構(gòu)及工作原理 音源選擇電路有兩路雙刀雙擲開關和四雙向模擬開關 CD4066 構(gòu)成， CD4066 是四雙向模擬開關， 主要用作模擬或數(shù)字信號的多路傳輸。 CD4066 由四個相互 獨立的雙向開關組成，每個開關有一個控制信號端，開關可以相互獨

22、立地開斷， 互補影響。這種結(jié)構(gòu)消除了開關晶體管閾值電壓隨輸入信號的變化，因此在整 個工作信號圍導通阻抗比較低。 CD4066 引出端排列與 CC4016 一致，但具有 比較低的導通阻抗。另外，導通阻抗在整個輸入信號圍基本不變。與單通道開 關相比，具有輸入信號峰值電壓圍等于電源電壓以及在輸入信號圍導通阻抗比 較穩(wěn)定等優(yōu)點。但若應用于采保電路，仍推薦 CD4016 。當模擬開關的電源電壓采用雙電源時，例如 = 5V， =5V（均對地 0V 而言），則輸入電壓對稱于 0V 的正、負信號電壓（ 5V 5V）均能傳輸。這 時要求控制信號 C=“1”為+5V ，C=“0”為-5V，否則只能傳輸正極性的信號

23、電壓 CD4066 的引腳功能下圖所示。每個封裝部有 4 個獨立的模擬開關，每個模擬 開關有輸入、輸出、控制三個端子，其中輸入端和輸出端可互換。當控制端加 高電平時，開關導通；當控制端加低電平時開關截止。模擬開關導通時，導通 電阻為幾十歐姆；模擬開關截止時，呈現(xiàn)很高的阻抗，可以看成為開路。模擬 開關可傳輸數(shù)字信號和模擬信號，可傳輸?shù)哪M信號的上限頻率為40MHz 。各開關間的串擾很小，典型值為 50dB 。文檔3.3.2 電路仿真由于 CD4066 在 Muitisim 中沒有該原件， 在電路中 CD4066的功能近似于一個雙 刀雙擲開關，所以仿真有一個雙刀雙擲開關組成。3.3.3 元器件的選

24、擇及參數(shù)確定CD4066 是四雙向模擬開關， 集成塊 SCR1SCR4為控制端， 用于控制四雙向模 擬開關的通斷。當 SCR1 接高電平時，集成塊、腳導通， 12VK1 集成 塊、腳 電源負極使 K1 吸合；反之當 SCR1 輸入低電平時，集成塊、 腳開路，K1 失電釋放， SCR2SCR4輸入高電平或低電平時狀態(tài)與 SCR1相同。 以及單刀雙擲開關 2 個。文檔3.4 電源3.4.1 電路結(jié)構(gòu)及工作原理直流電源為放大器各部分電路提供能量。 電路的各部分對電源可能有不同的 要求，因此，應根據(jù)電路對電壓、電流、穩(wěn)壓系數(shù)、波紋電壓等參數(shù)的不同要求 來設計直流電源。本實驗中若選擇 TDA1521A

25、為功率放大器，則選功率放大器 電源為16V，另外，選擇 12V 為運放供電，邏輯電路電源為 +5V ，因此，該電 路系統(tǒng)的電源電壓等級為 16V，12V，+5V 。FUSEAC220VTR1A/250V4BR+16V4700 F4700N6MC7805 1Vin +5VDNGN7LM7812 1C190.1 FVin +12VDNG+C21220F+5VC220.1 F+12V+ C23C24220 F 0.1 FC200.1 F2DNGVin -12V+ C25C26220 F 0.1 F-12V在音頻電路中， 通常功率放大級電流較大， 對電源的電壓和電流有一定的要 求，但對穩(wěn)壓系數(shù)和波紋系

26、數(shù)要求不高， 因此可直接用整流濾波后的直流脈動電 壓供電，當然，如果要提高音質(zhì)，可用穩(wěn)壓電源為功放級供電。一般情況下，前 級功耗較小， 三端穩(wěn)壓器提供的電流足以滿足要求， 因此用三端穩(wěn)壓器為前級提 234 供穩(wěn)壓電源，如圖 3.1.1 所示。-16VN8LM7912圖 3.1.1 電源電路原理圖3.4.2 電路仿真電路仿真如圖 3.1.2（a）、（b）、（c）所示 （a、b圖中縱坐標為每格 5V，c 圖中縱坐標每格為 10V）文檔圖 3.1.2（ a）正 5V 直流電源仿真圖圖 3.1.2 （ b）正負 12V 直流電源仿真圖圖 3.1.2（ c）正負 16V 直流電源仿真圖3.1.3 元器件

27、的選擇及參數(shù)確定濾波電容的容量可由計算而得， 但是在工程設計中， 一般按經(jīng)驗選取， 而且文檔音頻功率放大器的電源濾波電容通常選得較大，故圖 3-20 中 C17、C18 選用 4700F的電解電容器，耐壓應大于 161.4=22.4V，取 25V（工程上，電容耐壓 通常取電路額定工作電壓的 1.42倍以上），C21、C23、C25取 220F，耐壓大 于 121.4=16.8V，取 25V， C19、 C20、C22、 C24、C26 為高頻退耦電容，同 時還可以降低電源的高頻阻， 一般選取聚酯或聚丙烯電容， 要求不高的地方也可 選用價格較低的滌綸電容， 耐壓選 63V 。該放大器的功耗主要在

28、功率放大級，小 信號部分功耗相對較小，所以估算電源變壓器容量時，主要考慮功率放大部分。 該功放額定工作電流 IO=1.5A（見 TDA1521 的 DATA SHEET），加上小信號電路 的功耗，取 IOMAX=3A ，所以變壓器次級輸出功率為：P0 = 16 3= 48W設變壓器效率為 =0.8，則變壓器輸出功率P = 48 0.8= 60W如果兩個聲道同時使用，則取變壓器功率為 120W。電源變壓器次級繞組（雙繞 組）輸出電壓為Uo = 161.2= 13.3 V取 Uo = 13V 。故電源變壓器可選用 120W，次級輸出為雙 13V，或次級輸出 26V， 但有中心抽頭的變壓器。保險絲選

29、用 1A/250V，整流二極管選用 3A/50V 。由于電源有實驗室給出， 且滿足放大電路設計要求， 所以講不在另行設計文檔4 系統(tǒng)仿真系統(tǒng)整體電路如所示，其功放輸出端仿真波形如圖所示。 當輸入幅值為 30mV 時， 則輸出端波形幅值約為 9V。 .圖 4（ b）系統(tǒng)整體電路仿真圖該圖包含了本系統(tǒng)除電源和模擬開關外的所有單元電路。在使用 Multisim 進行仿真時，需要從前置放大的輸入端送入一個正弦波信號，設定其幅值應為 25mV 左右，然后再放大級輸出端觀察所屬出的波形信號的幅值為多少。經(jīng)仿真 后引入探針或者運用示波器觀察后得知其輸出正弦波的幅值 300mV 左右，則仿 真結(jié)果與理論計算的

30、結(jié)果相吻合，說明前置放大基本達到了設計要求。繼續(xù)在均衡輸出端引入探針或者使用示波器觀察輸出波形的幅值， 則可檢測 到輸出正弦波幅值為 280mV 左右，則說明均衡部分增益稍有損失，可認為其放 大倍數(shù)基本為 1。同時調(diào)節(jié)均衡電位器與音量電位器，觀察示波器波形變化與波 特圖儀曲線變化。最后把探針或者示波器接入功率放大的輸出端， 檢測輸出波形的幅值， 結(jié)果 大約應為 7000mV 左右，則說明功放基本合適。 再把功放輸出端接在電平指示的 輸入端上，觀察電平指示的二極管發(fā)光情況。文檔5 電路安裝、調(diào)試與測試5.1 電路安裝5.1.1 元件選擇三大模塊：第一模塊是 RC振蕩電路產(chǎn)生正弦波，電壓過零比較器

31、產(chǎn)生方波，積 分電路產(chǎn)生三角波；第二模塊為由 cd4051 構(gòu)成的開關電路；第三模塊為由 74ls148 、cd4511、及共陰氣段數(shù)碼管構(gòu)成的數(shù)字信號發(fā)生部分。5.1.2 焊接對焊接點的基本要求 ：1、焊點要有足夠的機械強度，保證被焊件在受振動或沖擊時不致脫落、松動 不能用過多焊料堆積，這樣容易造成虛焊、焊點與焊點的短路。2、焊接可靠，具有良好導電性，必須防止虛焊。虛焊是指焊料與被焊件表面沒 有形成合金結(jié)構(gòu)。只是簡單地依附在被焊金屬表面上。3、焊點表面要光滑、清潔 ， 焊點表面應有良好光澤，不應有毛刺、空隙， 無污垢，尤其是焊劑的有害殘留物質(zhì)，要選擇合適的焊料與焊劑。手工焊接的基本操作方法1

32、、前準備 準備好電烙鐵以及鑷子、剪刀、斜口鉗、尖嘴鉗、焊料、焊劑等工具 , 將電烙鐵及焊件搪錫，左手握焊料，右手握電烙鐵，保持隨時可焊狀態(tài)。2、用烙鐵加熱備焊件。3、送入焊料，熔化適量焊料。4、移開焊料。5、當焊料流動覆蓋焊接點，迅速移開電烙鐵。掌握好焊接的溫度和時間。在焊接時，要有足夠的熱量和溫度。如溫度過低， 焊錫流動性差，很容易凝固，形成虛焊；如溫度過高，將使焊錫流淌，焊點不易 存錫，焊劑分解速度加快， 使金屬表面加速氧化， 并導致印制電路板上的焊盤脫 落。尤其在使用天然松香作助焊劑時， 錫焊溫度過高， 很易氧化脫皮而產(chǎn)生炭化， 造成虛焊。文檔拆焊的方法 :在調(diào)試、維修過程中， 或由于焊

33、接錯誤對元器件進行更換時就需拆焊。 拆焊方 法不當，往往會造成元器件的損壞、 印制導線的斷裂或焊盤的脫落。 良好的拆焊 技術，能保證調(diào)試、 維修工作順利進行， 避免由于更換器件不得法而增加產(chǎn)品故 障率。通過電路設計圖。我們就可以購買器件進行安裝焊接，安裝時先將各模塊器 件放上電路板進行合理分配。 分配好后， 按照各模塊分別連接和檢驗， 待各模塊 連接好后再總體連在一起。 焊接時要注意先接器件的引腳再接其他導線， 準確按 照設計圖連接，千萬不能接錯，更不能短路。焊接注意事項： 待鍍面應該保持清潔。溫度要足夠高。 要使用有效的焊劑。要注意焊烙鐵的安全使用。 謹防焊接短路。在焊接過程中要理清接線，必

34、要時做標記。 元器件引線成型注意事項：所有元器件引線均不得從根部彎曲。 彎曲一般不要成死角，圓弧半徑應大于直徑的 1 倍到 2 倍。 要盡量將有字符的元器件面置于容易觀察的位置。元器件插裝注意事項： 貼板與懸空插裝。安裝應注意元器件字符標記方向一致，容易讀出。 安裝時不要用手直接碰元器件引線和印刷板上銅箔。 插裝后為了固定可對引線進行彎折處理。焊接步驟： 1. 準備施焊 2. 加熱焊件 3. 融化焊料 4. 移開焊錫5. 移開烙鐵焊前處理： 減去多余引線，注意不要對焊點施加剪切力以外的其它力。文檔檢查印制板上所有元器件引線焊點，修補缺陷。根據(jù)工藝要求選擇清潔液清洗印制板。 一般使用松香焊劑的

35、印刷版不用清 洗。5.2 電路調(diào)試利用 5V，15V電源進行調(diào)試，將電路板和電源箱正確接線，確保線沒接反， 輸出端可與示波器相連進行調(diào)試。調(diào)試是也按每個小模塊進行檢測。若出 現(xiàn)結(jié)果失真，依據(jù)理論知識調(diào)整參數(shù)即可；若連結(jié)果都不出現(xiàn)，則要按模 塊逐個檢查電路：首先檢查接線是否有誤，再檢查是否有短路或虛焊的地 方，可用萬用表或發(fā)光二極管（看二極管是否亮或亮度變化）進行檢測。 不斷調(diào)試，直到成功為止。調(diào)試中遇到的問題 ： 電路焊接完成后的調(diào)試中，波形產(chǎn)生部分出現(xiàn)的問題主要是實際的結(jié)果與 仿真產(chǎn)生的結(jié)果有較大懸殊，主要是器件的參數(shù)性能以及周圍環(huán)境問題導 致，而且示波器上的顯示出現(xiàn)了跳躍以及毛刺等現(xiàn)象，有

36、時還會伴有幅值 以及頻率的無規(guī)則變化，這應該主要是由于示波器本身工作精度以及電路 焊接問題導致的干擾，特別是電容 、電阻等器件的連接不牢固以及器件本 身參數(shù)性能。對于譯碼顯示電路部分，首先就是數(shù)碼管的上拉電阻問題，上面已經(jīng) 闡述并且找到解決方法。其次是兩個集成塊的連接問題，用萬用表進行逐 一檢測。5.3 系統(tǒng)功能及性能測試5.3.1 測試方法設計在確認以上級連調(diào)試正常無誤后， 在線路輸入端加入一音源信號， 檢查并試 聽各項功能。具體測試時可以用 8/3W 的揚聲器代替負載電阻 RL。將一 Mp3的 輸出信號或幅值約為 25mV 的音頻信號接入到音頻功率放大器， 調(diào)節(jié)音量控制電 位器，應能改變音

37、量的大小。調(diào)節(jié)高、低音控制電位器，應能明顯聽出高、低音文檔調(diào)的變化。 敲擊電路板應無聲音間斷和自激現(xiàn)象。 如果達到這些要求， 則可說明 本系統(tǒng)基本設計成功。5.3.2 測試結(jié)果及分析由于設備資源與本系統(tǒng)特性限制， 測試圖形未能具體給出。 現(xiàn)將測試中出現(xiàn) 的現(xiàn)象及解決方法簡要敘述如下：（1）電路板焊接完成之后，我們把電源接通，但是揚聲器沒有聲音輸出， 由于前級放大器電源選擇耐壓過小，導致與電容并聯(lián)的一個33電阻燒毀，后來經(jīng)過重新計算后， 選擇耐壓較大的電容后問題解決， 一般電容耐壓選擇的使用 值比在電路中計算的耐壓值大 1/3 或 1/2.（2）換掉已毀壞的電容后，我們繼續(xù)測試，揚聲器仍然未有聲

38、音輸出。于 是我們改用單元測試， 首先把音源信號接入前置放大電路， 在其輸出端進行測試， 發(fā)現(xiàn)有輕微的音樂聲， 此刻證明前置放大功能正常。 繼續(xù)把揚聲器接入均衡的輸 出端進行測試， 發(fā)現(xiàn)也有輕微的音樂聲， 但是音量稍低于前置放大的輸出， 此系 均衡損失所致， 屬正常現(xiàn)象。 最后把揚聲器再次接入功放輸出端， 可聽到清晰悅 耳的音樂聲。至此單通道的前置放大部分與音調(diào)電路部分和功率放大電路部分已 調(diào)試成功。（3）在調(diào)試另外一個通道的時候，揚聲器聲音輸出又消失了，按上述步驟 進行單元調(diào)試檢查發(fā)現(xiàn)前置放大部分有虛焊現(xiàn)象。 之后再把揚聲器接入功率輸出 端可聽到音樂聲。至此兩個通道均已完成調(diào)試與測試。（4）

39、電子開關部分調(diào)試對我們來說相當麻煩，首先是觸發(fā)器部分，在一切 接好之后， 借開關給以觸發(fā)脈沖時， 音源選擇指示部分不能很好的工作。 最后我 們更換觸發(fā)器集成塊， 更改原理接線圖方使其性能得到改善。 其次是模擬開關部 分，在接入音源信號后，其輸出沒有聲音，經(jīng)更換模擬開關 CD4066 后，輸出才 能正常工作。（5）電平指示部分本書拓展容，但是由于我們原理選擇欠妥，其不能很好的進行高低電平的指示，鑒于答辯之日將近，故此部分待日后完善文檔6結(jié)論本系統(tǒng)為音頻功率放大器的制作，我們組經(jīng)過查閱相關資料，設計原理方案，購買元器件，以及進行焊接調(diào)試測試，最終完成了該模擬電子電路的制作，并使其達到了任務要求的各

40、項性能指標。如下：1、具有音源切換功能，并進行指示； 2、具有音量控制功能，通過調(diào)節(jié)電位器 實現(xiàn)；3、輸出功率 2 3W（THD0.5%）；4、負載阻抗： 8；輸入阻抗： 47K； 5、設有電平指示功能，用發(fā)光二極管被點亮的個數(shù)進行音高指示。以上即為音頻功率放大器設計的基本要求， 在此基礎之上我們還有很大的擴展空 間。此外我們設計的電平指示功能還不能很好的進行工作， 這就需要我們以后繼 續(xù)努力，使該系統(tǒng)的設計更加完善。 最后我們組斗膽提出一些自己對本次設計的 認識：首先，我們對技術指標的要求方面未能準確理解，例如，要求額定輸出功 率為 2 3W,我們在選擇功放集成塊的時候就感到萬般苦惱；還有就

41、是電平指示 方面我們理解為該指示與音量調(diào)節(jié)同步。 其次，我們在選擇工作場所的時候未能 達到統(tǒng)一，以至于我們走了很多“冤枉路” 。最后就是經(jīng)費的問題，由于設計經(jīng) 驗不足，缺乏社會生存能力，在購買器件是，花了很多冤枉錢，經(jīng)常買到很不劃 算的器材，而且由于電路設計的失誤， 導致采購次數(shù)較多， 整個設計進度被拖延， 這也是我們存在的問題。文檔參考文獻【1】童詩白，華成英 主編 . 模擬電子技術基礎 . 第 4版 . 高等教育， 2006 .【2】閻石 主編 . 數(shù)字電子技術基礎 . 第5版 . 高等教育， 2006 .【3】 肖子，鄧建國 主編 . 電子設計指南 . 第1版 . 高等教育.2006.

42、【4】畢滿清 主編 . 電子技術與課程設計 . 第 3版 . 機械工業(yè)， 2006. 【5】小豐，余瓊?cè)?主編 . 電子線路實驗模擬電路實驗 . 第1版 . 清 華大學， 2008.【6】斌 主編 . 圖表細說電子元器件 . 第1版 . 電子工業(yè)， 2004. 【7】康華光 電子技術基礎 .模擬部分（第五版） ：高等教育， 1998.8 【 8】畢滿清 電子技術試驗與課程設計（第三版） ：機械工業(yè)， 2009.1 【9】 肖子等 電子設計指南 高等教育 2006.1 其他：.fjmcu. 精誠電子設計.ele-diy./ 中國電子制作網(wǎng).baidu./ 百度文庫文檔總結(jié)、體會和建議通過本次設計與制作， 我們感受非常深刻。 無論是從獲得的知識， 學