模電擴(kuò)音機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、鄭州科技學(xué)院模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目擴(kuò)音機(jī)學(xué)生姓名LXLL專業(yè)班級(jí)11級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化班學(xué)號(hào)201247159院（系）電氣工程學(xué)院指導(dǎo)教師丫丫丫丫完成時(shí)間2013年6月6日摘要擴(kuò)音機(jī)是生活中很常見(jiàn)的一類電子產(chǎn)品使用非常廣泛。擴(kuò)音機(jī)電路是把微弱的聲音信號(hào)放大成能推動(dòng)揚(yáng)聲器的大功率信號(hào)，電路結(jié)構(gòu)主要分為前置放大，音調(diào)控制，功率放大三部分。前置放大主要完成小信號(hào)的放大,一般要求輸入阻抗高，輸出阻抗低，頻帶寬，噪聲要小。在本次設(shè)計(jì)中前置放大級(jí)分為兩級(jí)，第一級(jí)為共源放大電路，整個(gè)電路的放大倍數(shù)主要靠第一級(jí)；第二級(jí)為射級(jí)跟隨器，保證音調(diào)控制電路有較好的效果，給音調(diào)控制電路以較小的信號(hào)源內(nèi)阻。音調(diào)控制主

2、要是實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入號(hào)高、低音的提升和衰減；由于集成運(yùn)算放大器具有電壓增益高、輸入阻抗高等優(yōu)點(diǎn)，用它制作的音調(diào)控制電路具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，功率放大的主要作用是向負(fù)載提供功率。要求輸出功率盡可能大，轉(zhuǎn)換功率盡可能高，非線性失真盡可能小。關(guān)鍵詞：擴(kuò)音機(jī)；前置放大；音調(diào)控制；功率放大1 課程設(shè)計(jì)目的1.2 設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù).1.2.2 設(shè)計(jì)要求.1.3 設(shè)計(jì)方案與論證4 設(shè)計(jì)原理5.5 總體的制作與仿真7.5.1 電烙鐵的使用7.5.2 電子產(chǎn)品仿真圖86 總結(jié)9.致謝12.附錄一：總體電路原理圖14附錄二:實(shí)物圖15:元器件清單161課程設(shè)計(jì)目的通過(guò)理論設(shè)計(jì)和實(shí)物制作解決

3、相應(yīng)的實(shí)際問(wèn)題，鞏固和運(yùn)用在模擬電子技術(shù)中所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，掌握常用模擬電路的一般設(shè)計(jì)方法，提高設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，為以后從事電子電路設(shè)計(jì)、研發(fā)電子產(chǎn)品打下良好的基礎(chǔ)。1. 學(xué)習(xí)擴(kuò)音機(jī)的設(shè)計(jì)方法；2. 掌握擴(kuò)音機(jī)的電路原理；3. 熟悉電烙鐵的使用方法。2 設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一音響放大器，要求具有音量控制，功率放大等功能。2.2 設(shè)計(jì)要求 輸入信號(hào)為語(yǔ)音輸入； 最大輸出公路為8W；負(fù)載阻抗RL=8歐姆； 具有音調(diào)控制功能。3 設(shè)計(jì)方案與論證根據(jù)設(shè)計(jì)課題的要求，該音頻功率放大器電路可以分3級(jí)：第一級(jí)：前置放大，主要是完成對(duì)小信號(hào)無(wú)失真的放大，一般要求輸入阻抗高，輸出阻

4、抗低，頻帶寬，噪聲小。第二級(jí)：音調(diào)控制，電路的功能不僅僅在于擴(kuò)音，還有對(duì)高低音的抑制或第三級(jí)：功率放大，決定了最終電路的輸出效果，要求效率高、失真盡可能小、輸出功率大。盡可能高，非線性失真盡可能小。擴(kuò)音電路可由圖3-1所示框圖實(shí)現(xiàn)。刖置放大音調(diào)控制圖3-1擴(kuò)音機(jī)電路圖(1)前置放大器前置放大器的主要功能是使話筒的輸出阻抗與前置放大器的輸入阻抗相匹配；由于場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲系數(shù)一般比晶體管小，而且它幾乎與靜態(tài)工作點(diǎn)無(wú)關(guān)，在要求高輸入阻抗的前置放大器的情況下，采用低噪聲場(chǎng)效應(yīng)管組成放大器是合理的選擇。對(duì)于前置放大器的另外一要求是要有足夠?qū)挼念l帶，以保證音頻信號(hào)進(jìn)行不失真的放大。由于話筒提供的信號(hào)非常弱

5、，一般在音調(diào)控制器前面加一個(gè)前置放大器?？紤]到設(shè)計(jì)電路對(duì)頻率響應(yīng)及零輸入時(shí)的噪聲、電流、電壓的要求做電路如圖3-2所示。c?IfWiiLio>HnLR9 ,：？庫(kù)口iRtO ewow<i0k0 工C3 =p1O&uF<OkflLF351D JW ：圖3-2前置放大器電路圖(2)音調(diào)控制電路音調(diào)控制器的功能是根據(jù)需要按一定的規(guī)律控制、調(diào)節(jié)音響放大器的頻率響應(yīng)，達(dá)到美化音色的目的。一般音調(diào)控制器只對(duì)低音和高音信號(hào)的增益進(jìn)行提升或衰減，而中音信號(hào)增益不變，音調(diào)控制電路一般可分為衰減式和負(fù)反饋式兩大類，負(fù)反饋式音調(diào)控制電路的噪音和失真較小，并且在調(diào)節(jié)音調(diào)時(shí)，其轉(zhuǎn)折頻率保持固定

6、不變，而特性曲線的斜率卻隨之改變。下面分析負(fù)反饋型音調(diào)控制電路的工作原理。(3)負(fù)反饋式音調(diào)控制器的工作原理音調(diào)控制電路一般可分為衰減式和負(fù)反饋式兩大類，負(fù)反饋式音調(diào)控制電路的噪音和失真較小，并且在調(diào)節(jié)音調(diào)時(shí)，其轉(zhuǎn)折頻率保持固定不變，而特性曲線的斜率卻隨之改變。下面分析負(fù)反饋型音調(diào)控制電路的工作原理。由于集成運(yùn)算放大器具有電壓增益高、輸入阻抗高等優(yōu)點(diǎn)，用它制作的音調(diào)控制電路具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，典型的電路結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。其中電位器R6是高音調(diào)節(jié)電位器，R3是低音調(diào)節(jié)電位器，電容。是低音提升和衰減電容，一般選擇。=0，電容Q起到高音提升和衰減作用，要求Q的值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于C90電路中各

7、元件一般要滿足的15關(guān)系為：R3=R6,R8=Ri=R2,C7=C9oRM 34TOkOKey=A : SO%:RL11 :SlkjCS 1; Or? FIIO：R16：1470k050八Key =A圖3-3負(fù)反饋式.G7 .爐調(diào)控制電路在電路圖3-3中,對(duì)于低音信號(hào)來(lái)說(shuō)，由于C6的容抗很大，相當(dāng)于開(kāi)路，此時(shí)高音調(diào)節(jié)電位器R16在任何位置對(duì)低音都不會(huì)影響。當(dāng)?shù)鸵粽{(diào)節(jié)電位器R3滑動(dòng)端調(diào)到最左端時(shí),C9被短路，由于電容。對(duì)于低音信號(hào)容抗大，所以相對(duì)地提高了低音信號(hào)的放大倍數(shù)，起到了對(duì)低音提升的作用，同樣當(dāng)R3的滑動(dòng)端調(diào)到最右端時(shí)，電容C7被短路，由于電容。對(duì)輸入音頻信號(hào)的低音信號(hào)具有較小的電壓放大

8、倍數(shù)，所以該電路可實(shí)現(xiàn)低音衰減。從定性的角度來(lái)說(shuō)，就是在中、高音域，增益僅取決于R2與R11的比值，即等于1;在低音域，增益可以得到衰減。(4)功率放大級(jí)設(shè)計(jì)功率放大的主要作用是向負(fù)載提供功率。要求輸出功率盡可能大，轉(zhuǎn)換功率盡可能高，非線性失真盡可能小。功率輸出級(jí)電路結(jié)構(gòu)有許多種形式，選分立元件組成的功率放大器或單片集成功率放大器均可，下面是用TDA203造成的功率放大電路圖。VDD圖3-4功率放大級(jí)電路圖4設(shè)計(jì)原理電路的組成中元器件的選用很重要，就幾種重要元器件進(jìn)行說(shuō)明：電位器（英文：Potentiomete）是可變電阻器的一種。通常是由電阻體與轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)組成，即靠一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)在電阻體上移

9、動(dòng)，獲得部分電壓輸出。電位器的作用一一調(diào)節(jié)電壓（含直流電壓與信號(hào)電壓）和電流的大小。電位器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)電位器的電阻體有兩個(gè)固定端，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸或滑柄，改變動(dòng)觸點(diǎn)在電阻體上的位置，則改變了動(dòng)觸點(diǎn)與任一個(gè)固定端之間的電阻值，從而改變了電壓與電流的大小系統(tǒng)電位器是一種可調(diào)的電子元件。它是由一個(gè)電阻體和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)組成。當(dāng)電阻體的兩個(gè)固定觸點(diǎn)之間外加一個(gè)電壓時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)改變觸點(diǎn)在電阻體上的位置，在動(dòng)觸點(diǎn)與固定觸點(diǎn)之間便可得到一個(gè)與動(dòng)觸點(diǎn)位置成一定關(guān)系的電壓。它大多是用作分壓器，這時(shí)電位器是一個(gè)四端元件。電位器基本上就是滑動(dòng)變阻器，在此設(shè)計(jì)中通過(guò)電位器R6和R3來(lái)控制擴(kuò)音機(jī)的高低音量，實(shí)現(xiàn)

10、可調(diào)功能。TDA203喑頻功放電路能在最低土6V最高i22V的電壓下工作在土19V?8Q阻抗時(shí)能夠輸出16W勺有效功率，THDC0.1%無(wú)疑，用它來(lái)做電腦有源音箱的功率放大分或小型功放再合適不過(guò)了。如下4-1圖是關(guān)于TDA203CB勺介紹：圖4-1TDA203勵(lì)放電路圖有字的那一面對(duì)著你，管腳朝下，從左至右依次是1,2,3,4,5腳。1腳是正相輸入端；2腳是反向輸入端；3腳是負(fù)電源輸入端；4腳是功率輸出端；5腳是正電源輸入端。5總體的制作與仿真5.1 電烙鐵的使用良好的焊接是實(shí)驗(yàn)成功的重要保證；反過(guò)來(lái)說(shuō)，焊接不良，往往會(huì)使實(shí)驗(yàn)失敗，甚至損毀元器件。雖然焊接技術(shù)并不復(fù)雜，但如果認(rèn)為它操作簡(jiǎn)單而掉

11、以輕心，也會(huì)造成種種不良后果。所以應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)電烙鐵焊接TDA203al勺時(shí)候，一定要等電烙鐵加熱后，拔掉電源插頭，用電烙鐵的余熱焊。否則，溫度過(guò)高的焊接，會(huì)燙壞TDA2030。(2) 焊接揚(yáng)聲器的時(shí)候，一定要將連接電源正、負(fù)極的導(dǎo)線分別焊接在揚(yáng)聲器標(biāo)有?！薄ⅰ耙环?hào)的一端。揚(yáng)聲器的下方還有兩個(gè)類似焊點(diǎn)的地方，如果錯(cuò)將導(dǎo)線焊在那兒，揚(yáng)聲器就會(huì)損壞，不能使用了。(3) 烙鐵使用日久后，烙鐵頭容易被“燒死”，即在表面出現(xiàn)一層黑色氧化物，而且變得凹凸不平?！盁馈钡睦予F頭很難熔化和沾取焊錫，需用銼刀將它重新挫亮。盡量使用市場(chǎng)上出售的空心焊錫絲，它是將焊錫做成直徑2?4毫米的細(xì)管狀，在管內(nèi)裝

12、進(jìn)松香粉。使用這種焊錫絲，能保護(hù)烙鐵頭不易被“燒死”。(4) 使用電烙鐵一定要注意安全，使用前用萬(wàn)用表測(cè)一下電烙鐵電源插頭兩端的電阻是否為正常值。正常時(shí)20瓦烙鐵的電阻約2000歐，45瓦的為1000歐，75瓦的為600歐，100瓦的約500歐。電源插頭與電烙鐵外殼、烙鐵頭之間的電阻應(yīng)接近無(wú)窮大，否則說(shuō)明這把電烙鐵漏電，不能使用。2、電路的連接在連接電路的時(shí)候，要嚴(yán)格按照電路圖連接電路，焊接器件時(shí)，先把各個(gè)器件的一腳焊接住，再去焊接其他器件，要注意烙鐵與電路板接觸的時(shí)間，不要燒壞電路板，并在連好電路以后進(jìn)行測(cè)量即使發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并改正5.2 電子產(chǎn)品仿真圖圖5-1仿真圖100MJ10K1=1003k

13、RIOT卜Tl<100kfi 16聲珞3口&R9<22*cD21*QR1T47|>kpiR憶.,沁e蘇R11""WV-i的叫F51kDcmCCC7伽F二二IftflFr!hfp»I<51kORie負(fù)kD50%仿真的過(guò)程中確實(shí)存在很多困難，有很多元器件沒(méi)有找到，芯片LF353的2腳碼和3腳碼極性接反，導(dǎo)致沒(méi)有出現(xiàn)波形，連線路時(shí)由于電路較復(fù)雜所以在仿真的過(guò)程中老連錯(cuò)電路。還好在同學(xué)與老師的幫助下，順利找到了元器件，基本上完成了仿真。保存 Ext. Trigger時(shí)間軸比例嚇而7 x位番Y/T B/A| A/B通道AtH 比陽(yáng)M YiV/

14、Dw 貿(mào)JAC | 0 | DC (-通道日比例11 V/Dlv邊沿刁"T臼|外卻|vfiH 0電平正.I標(biāo)準(zhǔn)I自動(dòng)I丙IH匚| 0 ； DC -直 類型圖5-2波形圖因?yàn)樵诜抡嬷蠰M358的集成芯片沒(méi)有輸出波形，故用有運(yùn)放功能的LF353代替即得到輸出波形。且由圖可看出在誤差允許的情況下仿真成功。6總結(jié)經(jīng)過(guò)一周左右的課程設(shè)計(jì)終于要畫(huà)上一個(gè)完美的句號(hào)?；匚哆@個(gè)過(guò)程，確實(shí)充滿著酸甜苦辣。設(shè)計(jì)的過(guò)程并非一帆風(fēng)順，遇到了許多困難，但我們努力解決。通過(guò)一周的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許多，這讓我擁有了一次運(yùn)用我所學(xué)模電知識(shí)的機(jī)會(huì)。在課程設(shè)計(jì)開(kāi)始階段，遇到的問(wèn)題比較多。通過(guò)查找資料，我開(kāi)始漸漸了解擴(kuò)音

15、機(jī)電路的原理，設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用。擴(kuò)音機(jī)的種類繁多，技術(shù)含量與復(fù)雜程度也各不相同。我通過(guò)了解了各種類型的擴(kuò)音機(jī)電路的原理，然后開(kāi)始考慮自己應(yīng)該設(shè)計(jì)何種類型的擴(kuò)音機(jī)。據(jù)課題要求，考慮到我所學(xué)的知識(shí)有限，難以設(shè)計(jì)復(fù)雜的擴(kuò)音機(jī)電路，最終決定設(shè)計(jì)通過(guò)電位器控制的擴(kuò)音機(jī)電路。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我參考了網(wǎng)上的一些擴(kuò)音機(jī)電路及其他資料。通過(guò)設(shè)計(jì)、查找資料，我了解了一些以前未學(xué)過(guò)的元件。如LM35曬片，電位器與揚(yáng)聲器。我知道了很多，也擴(kuò)展了視野。我也收獲很多，我更熟練的掌握運(yùn)用multisim進(jìn)行仿真，雖然multisim不是很難學(xué)，但由于自己對(duì)multisim還沒(méi)有熟練的掌握，仿真過(guò)程中還是會(huì)有一定的誤差，此外仿真

16、時(shí)無(wú)法插入語(yǔ)音，無(wú)法對(duì)聲音部分的仿真，所以只能對(duì)后面部分電路進(jìn)行仿真。對(duì)于一個(gè)女生來(lái)說(shuō)，焊接的過(guò)程也是考驗(yàn)我的時(shí)候，不僅要細(xì)心，還要看準(zhǔn)確電路的連接方法，不能把元器件接反，也不能焊短路，注意焊接的時(shí)間和技巧，不能有虛焊、空焊，更要注意溫度的把握和正確的使用方法，注意個(gè)人安全。綜合性實(shí)驗(yàn)涉及了幾乎整個(gè)電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，嚴(yán)謹(jǐn)完成實(shí)驗(yàn)將很有意義，而且這是學(xué)習(xí)模擬電路以來(lái)第一次完整體驗(yàn)實(shí)際電路的實(shí)現(xiàn)，這個(gè)過(guò)程讓我獲益頗多。通過(guò)這次實(shí)踐，我對(duì)擴(kuò)音機(jī)電路有了更深入的了解，對(duì)模擬電路設(shè)計(jì)過(guò)程和方法有了基本了解和認(rèn)識(shí)，能夠?qū)?jiǎn)單電路系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障和問(wèn)題提出解決方案，掌握了仿真軟件仿真實(shí)驗(yàn)電路的方法，重要

17、的是我初步學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)電子電路的方法與技巧，這對(duì)我而言，確實(shí)是大有裨益的。我相信有這次設(shè)計(jì)作基礎(chǔ)，我以后會(huì)設(shè)計(jì)出更好的電子電路致謝通過(guò)這些天的設(shè)計(jì)，使我深深的感受到了，理論聯(lián)系實(shí)際的必要性及其重要性.在課程設(shè)計(jì)期間，要感謝老師教導(dǎo)，感謝同學(xué)幫助，通過(guò)不斷學(xué)習(xí)理論知識(shí)和參與實(shí)踐，感覺(jué)自己的綜合素質(zhì)在很大程度上得到了提升，努力將自己塑造成為一個(gè)專業(yè)功底扎實(shí)、知識(shí)結(jié)構(gòu)完善、適應(yīng)能力強(qiáng)的合格大學(xué)生。這次課程設(shè)計(jì)，不僅讓我們大開(kāi)眼界，也是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一個(gè)初審，從這次實(shí)習(xí)中，進(jìn)一步鞏固和深化了所學(xué)的理論知識(shí)，彌補(bǔ)了單一理論教學(xué)的不足，并為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1 華成英童詩(shī)白?模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第3版）M.北京：高等教育出版社.2006.194?1952江曉安董秀峰.數(shù)字電子基礎(chǔ)（第3版）M.陜西：西安電子科技大學(xué)出版社.2008.189?1923張瑜璞.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)M.北京：北京理工大學(xué)出版社.1994.234康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分M.華中科技大學(xué)出版社.2005.7李萬(wàn)臣.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)M.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2001.1附錄一：總體電路原理圖JTCL8*L1甲fHIIILJ11|1WFVE)O