音響放大器的設(shè)計(jì)分析

1、電子技術(shù)（綜合）課程設(shè)計(jì)題目名稱：音響放大器的設(shè)計(jì)班級(jí)： 電氣 1302 班學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)教師：吳建國(guó)日期：音響放大器的設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求：(1) 具有對(duì)話筒與錄音機(jī)輸出信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)音、音調(diào)控制、卡拉OK 伴唱等功能。(2) 主要技術(shù)指標(biāo)：額定功率PO1 W （3%）；負(fù)載阻抗RL8；截止頻率fL40z ， fH10 kz ；音調(diào)控制特性： 1 kz 處增益為 0dB；100z 處和 10kz處有12 dB 的調(diào)節(jié)范圍； AVLALH20 dB；話筒放大級(jí)輸入靈敏度5 mV ；錄音機(jī)的輸出信號(hào)電壓為 100 mV ；輸入阻抗 Ri 20 。（為了保證設(shè)計(jì)內(nèi)容的多樣性，技術(shù)指標(biāo)部分可另取值

2、）。(3) 主要器件： VCC =+9V ；話筒（低阻 20 ）電子混響模塊一個(gè)； 集成功放 LA4102一只；集成運(yùn)放 LM324 一只（或A741 3 只）；8/ 2W 負(fù)載電阻 RL 一只； 8/ 4W揚(yáng)聲器一只。題目分析或內(nèi)容摘要：這個(gè)音響放大器的設(shè)計(jì)過(guò)程為：首先確定整機(jī)電路的級(jí)數(shù)，再根據(jù)各級(jí)的功能及技術(shù)指標(biāo)要求分配電壓增益，然后分別計(jì)算各級(jí)電路參數(shù)，通常從功放級(jí)開(kāi)始向前級(jí)逐級(jí)計(jì)算。只需給定電子混響器電路模塊， 需要設(shè)計(jì)的電路為話筒放大器， 混合前置放大器，音調(diào)控制器及功率放大器。 根據(jù)題意要求，輸入信號(hào)為 5mV 時(shí)輸出功率的最大值為 lW ，因此電路系統(tǒng)的總電壓增益Au=PoPL

3、Ui=566(55dB) ，由于實(shí)際電路中會(huì)有損耗，故取 Au=600(55 ·6dB)，各級(jí)增益分配如圖4 所示。功放級(jí)增益 Au 4 由集成功放塊決定，取 Au 4 =100(40dB)，音調(diào)控制級(jí)在 fo=lkHz 時(shí)，增益應(yīng)為 1(0dB)，但實(shí)際電路有可能產(chǎn)生衰減，取 Au3 =0.8 (一 2dB)。話放級(jí)與混合級(jí)一般采用運(yùn)算放大器， 但會(huì)受到增益帶寬積的限制，各級(jí)增益不宜太大，取Au1 =7 5(175dB)， Au 2 =l(OdB) 。2. 設(shè)計(jì)方案甲類放大器作為一種最古老，效率最低，最耗電，最笨重，最耗資，失真最小的放大器前置放大級(jí)電路沃共射 -共基電路輸入音爾推

4、至末級(jí)頻信號(hào)漫恒壓源電路動(dòng)功放級(jí)電路共射 -共基電路反饋電路圖 1前置放大電路框圖它有吸引人的音質(zhì)。甲類放大器輸出電路本身具有抵消奇次諧波失真，且甲類放大器管子始終工作在線性曲線內(nèi)，晶體管自始自終處于導(dǎo)通狀態(tài)。因此，不存在開(kāi)關(guān)失真和交越失真等問(wèn)題。甲類放大器始終保持大電流的工作狀態(tài)。所以對(duì)猝發(fā)性聲音瞬間升降能迅速反映。因而輸出功率發(fā)生急劇變化時(shí)，電源電流變化微乎其微。由這種強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)者來(lái)推動(dòng)揚(yáng)聲器就能輕而易舉的獲得高保真的重放效果。為了能得到好的音質(zhì) ,在設(shè)計(jì)時(shí) ,我采用了前后級(jí)分離。 前置低放和末級(jí)功放完全分離,甚至分開(kāi)供電。 電路的方框圖如圖1 所示。3 電路組態(tài)與頻響的關(guān)系經(jīng)過(guò)一期的學(xué)習(xí)

5、，我們學(xué)了各種放大電路及其組合形式。由于所選器件和組合形式的不同，不可避免地要造成諸如輸入阻抗、頻響、失真、信噪比等方面性能的指標(biāo)差異，并且最終以音質(zhì)方面的差異體現(xiàn)出來(lái)。3.1組態(tài)與頻響的關(guān)系選擇電路時(shí)，我們希望其頻響應(yīng)盡量平坦寬闊，在整個(gè)音頻范圍內(nèi)平衡度好。電路的轉(zhuǎn)換速率和失真也相對(duì)低。通過(guò)第五章的學(xué)習(xí)，我們了解到晶體管Cbe、Ccb 和 Co 的反饋或分流效應(yīng)，造成輸入、輸出信號(hào)中的高頻分量減少，其中以Ccb 的影響最大。高頻信號(hào)經(jīng)該電容反饋主生的 “密勒效應(yīng)”，相當(dāng)于在放大器輸出端并接了一個(gè)容量等于Cm(密勒電容 ) 的電容。 Cm 和 Ccb 的關(guān)系是：Cm=(1+Kv)C cb（ 1

6、）可以認(rèn)為 Cm 是影響放大器高頻響應(yīng)的主要因素。而耦合電容的容抗主要影響放大器低頻頻響。這些因素與電路組態(tài)有關(guān)。3.2共射 -共基差分的頻響3.2.1 共射 -共基電路R 3R 51.5k1.5kC通過(guò)學(xué)習(xí)我們知道共基放大器由于基極交流接地，集COUTV電極電容 Ccb 的反饋條件被破壞， Ccb 轉(zhuǎn)化為 CO（共T1VbT2基接地時(shí)晶體管的輸出電容） 。其影響比 Cm 自然小得多，而集電極與發(fā)射極之間的寄生電容基電路有很T3T4Ui好的高頻響應(yīng)。 在音頻放大電路中， 共一般極小，管1 kR P 1圖 2R3共基差分電路R5子內(nèi)部反饋的影響也小得多。 所以共基電路不單獨(dú)作共射-01. 5k4

7、1. 5kC2OUTC用，而是與共射或場(chǎng)效應(yīng)管共源放大器直接耦合組成2VCT1T2共射 -共基或共源 -共基放大器。共射 -共基差分電路如VbC 22 4 0Q1Q2K170K1 70Ui1k RP 1圖 3共源 - 共基差放電路圖2所示。這種放大器取兩種放大器之長(zhǎng)而避其短，不僅有很好的高頻響應(yīng)和較高的增益，而且使共射管有恒定的 UCE。因 T1 有很高的輸出阻抗， T3 有很低的輸入阻抗，所以 T3 可將T1 的電流變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化。 如圖 2 示，這就為 T1 提供了恒定的 UCE。UCE 恒定，可明顯改善 T1 的 值線性度，避免了上下半周放大量不一致而導(dǎo)致的失真。所以共射 -共基電

8、路是一款性能優(yōu)良的放大器。共源 -共基電路眾所周知，場(chǎng)效應(yīng)管具有輸入阻抗高，動(dòng)態(tài)范圍大，噪聲系數(shù)小且與工作電流基本無(wú)關(guān)的特點(diǎn)。所以由場(chǎng)效應(yīng)管和三極管組成的共源-共基差放電路在現(xiàn)代高保真放大器中應(yīng)用更為廣泛。共源 -共基差放電路 3 所示。3.3互補(bǔ)對(duì)稱放大器的失真互補(bǔ)對(duì)稱放大器是用不同極性的放大器件（N 型或 P 型）構(gòu)成的高保真放大器中最常用的放大器。其結(jié)構(gòu)有互補(bǔ)對(duì)稱雙管放大器和互補(bǔ)對(duì)稱差分放大器兩種。信號(hào)由不同極性的器件分別放大后在其輸出端合成。由于它們工作在對(duì)稱放大狀態(tài)，具有類似差分的特性抵消失真中的偶次諧波，獲得較低的失真度。鑒于此，我在這里用了沃爾漫電路。形式如圖 4 所示。共射 -

9、共基電路有諸多優(yōu)點(diǎn)，在信噪比方面的表現(xiàn)也不遜色。4 功放優(yōu)化設(shè)計(jì)4.1DC 化無(wú)大環(huán)路負(fù)反饋功放電路為消除非線性失真和抑制零飄，一般晶體管功放的輸出端與輸入級(jí)之間加有大環(huán)路負(fù)反饋。研究表明，由于功放輸出端信號(hào)會(huì)因?yàn)榫w管極間電容的充電過(guò)程而被延遲，使輸出信號(hào)相位滯后于輸入信號(hào)。加環(huán)路負(fù)反饋后產(chǎn)生TIM 失真。+VCCR 3R 4R 5o ut1.5k2 0 k1.5ko utNT1C2240R6T2IC22401 1 kQ 1Q 2R 1K170K170C11 kR P 11 kR1 1R 2kQ 3Q 401 1 kR 701J 7 7J 7 7T3A970T4o utA970o utR 8

10、R 9R 1 01.5k2 0 k1.5k-VCC雖然晶體管的極間電容很小，相移的影響主要表圖 4沃爾漫電路現(xiàn)在高頻段。但對(duì)波形前沿很陡的音頻信號(hào)仍然產(chǎn)生明顯的影響。要避免TIM 失真，減少電路相移量的方法為治本之策。在功放電路中，輸出級(jí)晶體管的極間電容最大，可達(dá)幾百皮法上千皮法。若使反饋環(huán)路避開(kāi)輸出級(jí)，反饋信號(hào)的相移將會(huì)明顯減少。TIM 失真也可明顯改善。于是設(shè)計(jì)時(shí)可將反饋信號(hào)的提取點(diǎn)移至電壓驅(qū)動(dòng)級(jí)的輸出端，使輸出級(jí)不介入環(huán)路負(fù)反饋（即所謂無(wú)大環(huán)路負(fù)反饋）。這樣就縮短了反饋路經(jīng)。使反饋信號(hào)的相移量盡可能小，同時(shí)又保留了負(fù)反饋給電路帶來(lái)的好處。輸出級(jí)介入反饋，還可以防止感性負(fù)載（即揚(yáng)聲器）反向

11、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)帶入輸入級(jí)，引起交叉調(diào)制失真。綜合分析主電路部分如圖5 所示，音頻信號(hào)經(jīng) R1 緩沖進(jìn)入 Q1 和 Q2 組成的雙差分輸入電路。 C1C2 R3R 4R 5C 7D1RP20.1 uR 141.5 k20 k1.5 k1 k15 0C 1 0T568 pNT1T2B647Q 5IC2240R6C224011 kT6K 214Q 1Q 2B647R 19OUTR 1K 170K 170R 124 701 kR 17R P1WR 216.8 k1kC 41M12C 8/R1 6C1 R22.2 ukT7*0.1 u9R 138WkQ 3Q 434D6 69R P3R 1810k201 1

12、k R 71D 310k/1 000p401J77J 771 kN2 R201OUTR 11C5D6 674 70Q 6T3T4T8J 77A 970A 970T9R 8R 9R 1 07.5 v R 15D6 6768 pC 3C 6D2 300C90.1 u 1.5 k20 k1.5 k0.1 u圖 5前置低放電路圖和 R2 對(duì)輸入信號(hào)中的高頻干擾起到旁路的作用。R2 作為輸入電阻 .Q1、T1，Q2、T2，Q3、T3 和 Q4、 T4 構(gòu)成共射共基電路（也稱沃爾漫電路）這種電路最顯著的特點(diǎn)是具有失真低、頻響寬、增益高、線性好。 R4、 R6、RP1、R7、R9 構(gòu)成分壓電路給 T1、T2

13、、T3、T4 的基極提供 12V 基極偏壓。這樣， Q1 Q4 四只結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極工作電壓只有 11.3V （12-0.7）左右 ,保證了結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管安全可靠地工作 ,這是因?yàn)榻Y(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作電壓較低 ,不能直接工作在較高的電壓下。 RP1(兼作輸出級(jí)輸出中點(diǎn)電位的調(diào)節(jié) )為輸入電路靜態(tài)電流的調(diào)節(jié)電阻 ,設(shè)計(jì)時(shí)輸入級(jí)靜態(tài)電流設(shè)定在 1.4mA 左右。這樣， R3、R8 上產(chǎn)生 2.1V 壓降作為下一級(jí)電路的偏置電壓。電壓放大級(jí)同樣是由T5 、T6、T7、 T8 構(gòu)成共射共基電路。D1、R16、D2 為 T6、T8的基極供基準(zhǔn)工作電壓。調(diào)節(jié)RP3 將該級(jí)的電流設(shè)定在4.8mA 左右， R3

14、6 上電壓降為1.45V。正負(fù)半周的信號(hào)經(jīng) T9 T13 共射放大電路后由其集電極進(jìn)入 T10、 T12 組成的共基電路，并從兩 管的集電極輸出，經(jīng) R37、R38 緩沖送入 Q5、Q6 組成的末級(jí)電路。T7、 R17、 D3 、RP3 構(gòu)成恒壓電路，調(diào)節(jié)RP3 可以改變 Q5, Q6 兩管柵極電位差，從而改變末級(jí)靜態(tài)工作電流。C6、C7 及輸入級(jí)的 C2、C3 為高頻退耦電容，減少了電源的調(diào)頻內(nèi)阻過(guò)大引起自激的可能。關(guān)于末級(jí)管 5、6 電流到底設(shè)計(jì)在多大， 以前有人作過(guò)探討，結(jié)論是靜態(tài)電流大于80mA 后，膽味才更濃郁。為了獲得10W 左右的功率，本設(shè)計(jì)中將Q5、 Q6 的靜態(tài)電流設(shè)計(jì)在80

15、mA 左右。如果想得到更大一點(diǎn)的功率，我們可以改變末級(jí)功放的電源電壓，把場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電流調(diào)到100mA 左右。這樣，不僅有大的功率，而且有膽機(jī)的味道。場(chǎng)效應(yīng)管屬電壓控制器件，柵極輸入阻抗高，靜態(tài)電流調(diào)大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生寄生振蕩，解決的辦法是在Q5、Q6 的柵漏之間并聯(lián)C10、C9來(lái)消除。 R18、R21 為末級(jí)管的源級(jí)電阻，當(dāng)該級(jí)電流為100mA 時(shí)，其上的壓降為2V左右。R11、 R12、R13、 C4、C5 組成電壓反饋網(wǎng)絡(luò)，這種反饋的特點(diǎn)是：通頻帶、轉(zhuǎn)換速率等指標(biāo)最優(yōu)（在該電路中） 。 R11、R13 將整機(jī)的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)定在 10 倍左右，這也是前級(jí)電路常規(guī)的放大倍數(shù)設(shè)定方法。至于相位

16、補(bǔ)償電容C5 的使用，有一個(gè)原則是能小則小，能不用則不用。 C5 的使用影響整機(jī)的轉(zhuǎn)換速率，使整機(jī)的動(dòng)態(tài)變軟（ C5 在這里可以不用，不會(huì)產(chǎn)生自激） 。電路特點(diǎn)：靜態(tài)下沒(méi)有噪音，噪聲系數(shù)低，背景干凈，動(dòng)態(tài)范圍大，電路簡(jiǎn)單且易于集成， 穩(wěn)定性高。音頻放大電路中均采用了高音頻專用管，使整機(jī)提高了信噪比。 提高了轉(zhuǎn)換速率且減少開(kāi)關(guān)失真。 推動(dòng)管采用了 2SK214 和 2SJ77 并將推動(dòng)管的工作點(diǎn)調(diào)至最佳工作狀態(tài)。有了優(yōu)秀的功放電路， 還得選擇優(yōu)質(zhì)的元件來(lái)組裝。 功放的音質(zhì)幫能有保證。 正所謂“寶馬配金鞍”吧！胡亂地東拼西湊，忽略了對(duì)元件品質(zhì)的要求，再優(yōu)秀的線路相信也不一定能出靚聲。本功放對(duì)各部分

17、元件的品質(zhì)要求較高?？偟膩?lái)說(shuō)，本機(jī)播放的音樂(lè)定位準(zhǔn)確、平穩(wěn)、樂(lè)器質(zhì)感逼真、自然、動(dòng)態(tài)范圍寬，瞬態(tài)響應(yīng)訊速靈敏，干凈利落。5.1 音源切換電路1 k* 6T APE-LR1R6音源切換電路如圖6 所示。采T APE-RT UR-LkT UR-RCD-Lk用小型繼電器，最大限度地縮CD-R6k3 RCA15*k*0Vk短了小信號(hào)的傳輸路線， 這也0211R1 2AkR82R1 0R1 3KAUX1是中高當(dāng)功放電路常用的形-L1 k * 4AUX1-RAUX2-LAUX2-RTU R SW -6WAYRE C-LRE C-R1TA PE3 RCA21 0 k * 21 0 0 k * 4C DAUX

18、 123456AUX 2K1 BCDK2 BT UR K3 B T APE K4 B AUX1 K5 B AUX2L -inR-in123456圖 7切換開(kāi)關(guān)圖 6音源切換電路CON6式。通過(guò)固定在面板上的五擋切換開(kāi)關(guān)，控制五路繼電器。 所用繼電器為直流通道12V，直流電阻700 歐左右。繼電器的12V 電壓由穩(wěn)壓電源正端取出經(jīng)集成穩(wěn)壓IC1（ LM7812 ）穩(wěn)壓，供五路繼電器和其它附屬電路使用。圖 7 是一個(gè)音源選擇開(kāi)關(guān)，它可以固定在面板上。電源電路圖 8 是該電路的電源電路。集成穩(wěn)壓電源 7812 為音源選擇電路提供 12V 電源。主電源部分為前置放大電路提供± 31.5V 的

19、電壓。5.3 末級(jí)功放電路下面介紹末級(jí)功放的設(shè)計(jì)要求。在設(shè)計(jì)末級(jí)功放時(shí)，我們可以根據(jù)以下條件來(lái)選擇。電源電壓與晶體管的選擇應(yīng)根據(jù)：C 1 2C 1 31 0 0 u /2 5 VC 1 1IC 10.1 u圖 8電源電路 0.1 uLM7812+12 V1N4004+31.5VD 124*v*0450/D 236*20U40N 2D 412D 3D669AD 5T2R 1C 11.8 KT11 000U/ 3 5V*2C 1 42C 30.1u*C 5UC 945D 6C 61.3 3 V03 3 VD 7C 8C 9T40. 1U*2C 2C 4C 1 5R 2A 7330.1u1.8 KT

20、3B649A-31.5V圖 8電源電路圖VCC=（2）來(lái)確定。為了留有余量，實(shí)際電壓值應(yīng)比計(jì)算值高出3 5。對(duì)輸出管的要求： 為 40 80， fT 20M， BRCEO 2VCC（ 3）ICM VCC/R L（ 4）PCM=2（ 0.05VCC2/RL ） +VCCIC（ 5）我們可以根據(jù)以上的公式來(lái)確定三極管的型號(hào)。如圖9 所示，這是二級(jí)推挽射極接地功放。+VCC這個(gè)末級(jí)功放工作在甲類狀態(tài)。三極管的型號(hào)已在圖 9 中標(biāo)明。表 1 所示是它的一R 21 0INR 11 0T3T4C5200C5200R 5R 70.22/2W *4 L1些主要參數(shù)。當(dāng)前面的低放管Q5、 Q6 的漏極電流

21、77; 80mA 時(shí)， 圖 9 所示功放輸outR 6R 8C 1A 1943A 1943W1 0 4R 42T1T2/R 901出功率 PO:IN10* 2R 3-VCCPO=2*0.7*810W圖 9末級(jí)功放電路末（ 6）表 1 末級(jí)功放管的主要參數(shù)表三極管型號(hào)特征頻率C-E 間的擊穿電C 最大充許電C 最大耗散功fT壓 BRCEO流 ICM率 PCM2SC5200FT 30MICM 15APCM 150WBRCEO 160V2SA1943FT 30MBRCEO-160VICM -15APCM 150W甲類放大器作為一種最古老， 效率最低，最耗電，最笨重，最耗資，失真最小的放大器，在當(dāng)今眾

22、多性能優(yōu)良的放大器中，它仍有吸引人的音質(zhì)。甲類放大器輸出電路本身具有抵消奇次諧波失真， 且甲類放大器管子始終工作在線性曲線內(nèi)，晶體管自始自終處于導(dǎo)通狀態(tài)。因此，不存在開(kāi)關(guān)失真和交越失真等問(wèn)題。甲類放大器始終保持大電流的工作狀態(tài)。所以對(duì)猝發(fā)性聲音瞬間升降能訊速反映。因而輸出功率發(fā)生急劇變化時(shí)，電源電流變化微乎其微。由這種強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)者來(lái)推動(dòng)揚(yáng)聲器就能輕而易舉的獲得高保真的重放效果。5.4 揚(yáng)聲器保護(hù)電路揚(yáng)聲器保護(hù)電路如圖10 所示是一個(gè)三極管式正、負(fù)1 2VR31 5KINR14. 7KT3R2T2向直流電壓檢測(cè)電路。對(duì)3D G63. 9KK1 BT4T1其原理作簡(jiǎn)要說(shuō)明。C 1T0 08D 13

23、D G62 C PK1 AC 2k圖 10揚(yáng)聲器保護(hù)電路T3 為正向直流電壓檢測(cè)器，T1、T4 為負(fù)向直流電壓檢測(cè)器。正常時(shí)，T3 基極電位為0V ，T1T4 均截止， K1 的常閉觸點(diǎn)不動(dòng)。當(dāng)T3 基極電位± 0.7V 時(shí)， T1 的集電極電位約 0.2V 。T2 飽和導(dǎo)通， K1 吸合，斷開(kāi)揚(yáng)聲器起到保護(hù)作用。tuo1409C1RCCC1CV0V+L-032W 2/015TC7483*RWR492210/AT2052642.5R0RTC340091111AT2214*30R RR1R4 01 5R 12PkR1 1D7Ck55.R14k0R2k35.R12 uC 1.0L1 為自

24、制電感，由 為418712165 2RR70Q KQ J19CppCu890008616178 .27R4C0WR42 *2/0 27k3k8P01 .RR61圖779377路54646696電6676D66TBT BDD8T D總T506T11R01Rv3521.8414N17 D圖3619 3kuRkCW 1 /01M.21u1502C14 .kRC 211014R0k422Q41520.T C27T 0R1717k6k Q177991KP kJA0R 1R 1RR200k0k4127177852119.173Ru1CQ K3JATT1Q3 .C 021mm漆包線1在k鉛筆R上繞10 匝左

25、右脫胎而成，順繞、反繞均可。R 1k0 0 1N I1pC0012.1 音響放大器的基本組成如圖2.1 。各部分電路的作用如下：圖 2.1 音響放大器的組成圖話筒放大器由于話筒的輸出信號(hào)一般只有5mV 左右，而輸出阻抗達(dá)到20kf) 亦有低輸出阻抗的話筒 (如 20Q，20012 等)，所以話筒放大器的作用是不失真地放大聲音信號(hào)(最高頻率達(dá)到10kHz)。其輸入阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于話筒的輸出阻抗。電子混響器電子混響器的作用是用電路模擬聲音的多次反射，產(chǎn)生混響效果，使聲音聽(tīng)起來(lái)具有一定的深度感和空間立體感。在“卡拉OK"( 不需樂(lè)隊(duì)，利用磁帶伴奏歌唱)伴唱機(jī)中，都帶有電子混響器。 電子混響器的

26、組成如圖所示，其中 BBD 器件稱為模擬延時(shí)集成電路，內(nèi)部由場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成多級(jí)電子開(kāi)關(guān)和高精度存貯器。在外加時(shí)鐘脈沖作用下，這些電子開(kāi)關(guān)不斷地接通和斷開(kāi)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行取樣、保持并向后級(jí)傳遞，從而使BBD的輸出信號(hào)相對(duì)于輸人信號(hào)延遲了一段時(shí)間。BBD的級(jí)數(shù)越多，時(shí)鐘脈沖的頻率越高，延遲時(shí)間越長(zhǎng)。BBD配有專用的時(shí)鐘電路，如MN3102時(shí)鐘電路與MN3200系列的BBD器件配套。電子混響器的電路如圖3 45 所示，其中兩級(jí)二階(MFB) 低通濾波器 A ，、A ：濾去 4kHz( 語(yǔ)音 )以上的高頻成分，反相器 A3 用于隔離混響器的輸出與輸入級(jí)間的相互影響。 RPl 控制混響器的輸入電壓， RP

27、2 控制 MN3207 的輸出平衡以減小失真， RP3 控制延時(shí)時(shí)間， RP4 控制混響器的輸出電壓。其實(shí)驗(yàn)電路如圖?；旌锨爸梅糯笃骰旌锨爸梅糯笃鞯淖饔檬菍⒋艓Х乓魴C(jī)輸出的音樂(lè)信號(hào)與電子混響后的聲音信號(hào)進(jìn)行混合放大。其電路如圖所示一個(gè)反向加法電路，輸出與輸入電壓間的關(guān)系為UoRFU 1RFU 2(21)圖R1R2式中U1話筒放大器輸出電壓；圖混合前置放大器U2錄音機(jī)輸出電壓。圖電子混響器的組成圖圖電子混響延時(shí)器實(shí)驗(yàn)電路3. 主要技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試方法3.1 額定功率音響放大器輸出失真度小于某一數(shù)值(如<5)時(shí)的最大功率稱為額定功率，即POU O2（3.1）RL式中 R L 額定負(fù)載阻抗；U

28、O (有效值 )-R L 兩端的最大不失真電壓。測(cè)量 PO 的條件：信號(hào)發(fā)生器輸出頻率f1=lkHz ，輸出電壓 Ui=20mV ，音調(diào)控制器的兩個(gè)電位器 RPl、RP2 置于中間位置，音量控制電位器RP3 置于最大值，雙蹤示波器觀測(cè) Ui 及 Uo 的波形，失真度測(cè)量?jī)x監(jiān)測(cè) Uo 的波形失真。測(cè)量 Po 的步驟是：功率放大器的輸出端接額定負(fù)載電阻 R L (代替揚(yáng)聲器 )，輸入端接 Ui ，逐漸增大輸入電壓 Ui ，直到 Uo 的波形剛好不出現(xiàn)削波失真 (或 <3 )，此時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出電壓為最大輸出電壓，由式（ 4.1）即可算出額定功率 Po，請(qǐng)注意，最大輸出電壓測(cè)量后應(yīng)迅速減小 Ui

29、，否則會(huì)因測(cè)量時(shí)間太久而損壞功率放大器。3.2 頻率響應(yīng)放大器的電壓增益相對(duì)于中音頻率fo(1kHz) 的電壓增益下降 3dB 時(shí)所對(duì)應(yīng)的低音頻率 f L 和高音頻率f H 稱為放大器的頻率響應(yīng)。測(cè)量條件同上，調(diào)節(jié)RP3 使輸出電壓約為最大輸出電壓的50。測(cè)量步驟是：話筒放大器的輸入端接Ui=20mV ，輸出端接音調(diào)控制器，使信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率 f i 從 20Hz 50kHz 變化 (保持 Ui=20mV 不變 )，測(cè)出負(fù)載電阻 R L 上對(duì)應(yīng)的輸出電壓 Uo，用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙繪出頻率響應(yīng)曲線， 并在曲線上標(biāo)注 f L 與 f H 值。3.3 音調(diào)控制特性Ui(=100mV) 從音調(diào)控制級(jí)輸

30、入端耦合電容加入，Uo 從輸出端耦合電容引出。先測(cè)lkHz處的電壓增益 Au( 0dB)，再分別測(cè)低頻特性和高頻特性。測(cè)低頻特性：將RPl 的滑臂分別置于最左端和最右端時(shí)，頻率從20Hz lkHz 變化，記下對(duì)應(yīng)的電壓增益。同樣，測(cè)高頻特性是將RP2 的滑臂分別置于最左端和最右端，頻率從(1 50)kHz 變化，記下對(duì)應(yīng)的電壓增益。最后繪制音調(diào)特性曲線，并標(biāo)注f l 1 、 f x 、 f l 2 、 f 0 1kHz、 f H 1 、f H 2 等頻率對(duì)應(yīng)的電壓增益。A V /dB20dB/10倍頻201730 3f Hxf/HzfL xf 0(1kHz) 17 20fL1f L2f H1f

31、H2音調(diào)控制器只對(duì)低音頻與高音頻的增益進(jìn)行提升與衰減，中音頻的增益保持0dB 不變。因此，音調(diào)控制器的電路可由低通濾波器與高通濾波器構(gòu)成。頻率；fH1 表示高音頻區(qū)的中音頻轉(zhuǎn)折頻率；fH2( 等于 10fH1) 表示高音頻轉(zhuǎn)折頻率，一般為幾十千赫茲； f0（等于 1kHz ）表示中音頻率，要 fL1 表示低音頻轉(zhuǎn)折頻率，一般為幾十赫茲；fL2( 等于 10fL1) 表示低音頻區(qū)的中音頻轉(zhuǎn)折求增益AV0=0dB 。音調(diào)控制器的電路可由低通濾波器與高通濾波器構(gòu)成R1RP1R2C1C2R4C4C5viC3voR3RP2設(shè)電容 C1=C2>>C3，在中、低音頻區(qū)， C3 可視為開(kāi)路，作為低

32、通濾波器；在中、高音頻區(qū)， C1、C2 可視為短路，作為高通濾波器。3.4 輸入阻抗從音響放大器輸入端 (如話筒放大器輸入端 )看進(jìn)去的阻抗稱為輸入阻抗 Ri 。如果接高阻話筒， Ri 應(yīng)遠(yuǎn)大于 20k 。接電唱機(jī)， Ri 應(yīng)遠(yuǎn)大于 500k 。Ri 的測(cè)量方法與放大器的輸入阻抗測(cè)量方法相同。3.5 輸入靈敏度使音響放大器輸出額定功率時(shí)所需的輸入電壓 (有效值 )稱為輸入靈敏度。測(cè)量條件與額定功率的測(cè)量相同， 測(cè)量方法是，使 Ui 從零開(kāi)始逐漸增大直到 Uo 達(dá)到額定功率值時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓值，此時(shí)對(duì)應(yīng)的 Ui 值即為輸入靈敏度。3.6 噪聲電壓音響放大器的輸入為零時(shí)，輸出負(fù)載R L上的電壓稱為噪聲

33、電壓UN 。測(cè)量條件同上，測(cè)量方法是，使輸入端對(duì)地短路，音量電位器為最大值，用示波器觀測(cè)輸出負(fù)載RL 的電壓波形，用交流電壓表測(cè)量其有效值。3.7 整機(jī)效率PO100%(37)PC式中 Po輸出的額定功率；Pc輸出額定功率時(shí)所消耗的電源功率。設(shè)計(jì)一音響放大器，要求具有電子混響延時(shí)，音調(diào)輸出控制、卡拉OK 伴唱，對(duì)話筒與放音機(jī)的輸出信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)音。4. 4 設(shè)計(jì)內(nèi)容這個(gè)音響放大器的設(shè)計(jì)過(guò)程為：首先確定整機(jī)電路的級(jí)數(shù)，再根據(jù)各級(jí)的功能及技術(shù)指標(biāo)要求分配電壓增益， 然后分別計(jì)算各級(jí)電路參數(shù)， 通常從功放級(jí)開(kāi)始向前級(jí)逐級(jí)計(jì)算。只需給定電子混響器電路模塊，需要設(shè)計(jì)的電路為話筒放大器，混合前置放大器，音調(diào)控制器及功率放大器。根據(jù)題意要求，輸入信號(hào)為5mV 時(shí)輸出功率的最大值為lW ，因此電路系統(tǒng)的總電壓增益 Au=PoPL Ui=566(55dB) ，由于實(shí)際電路中會(huì)有損耗， 故取 Au=600(55·6dB)，各級(jí)增益分配如圖4 所示。功放級(jí)增益Au 4 由集成功放塊決定，取Au4 =100(40dB)，音調(diào)控制級(jí)在 fo=lkHz 時(shí)，增益應(yīng)為 1(0dB)，但實(shí)際電路有可能產(chǎn)生衰減， 取 Au3 =0.8 (一 2dB)。話放級(jí)與混