音頻功率放大器開放實驗

創(chuàng)新實驗培訓(xùn)“迎接未來科學(xué)技術(shù)的挑戰(zhàn)，最重要的是堅持創(chuàng)新，勇于創(chuàng)新?！比绾闻囵B(yǎng)創(chuàng)新能力：1）“興趣是最好的老師”；2）加強(qiáng)基本知識的學(xué)習(xí)；3）獨立地思考和探索；音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!培訓(xùn)內(nèi)容培訓(xùn)內(nèi)容

1、儀器儀表的使用（2）

2、焊接培訓(xùn)（2）

3、運算放大器典型應(yīng)用（12）（1）線性運用（2）非線性運用音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!培訓(xùn)內(nèi)容單片機(jī)和外圍電路的設(shè)計（16）（1）單片機(jī)的基本知識（2）傳感器（3）常用總線（4）電機(jī)控制方式（5）AD、DA接口音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!培訓(xùn)計劃

結(jié)合《音頻功率放大器》和《單片機(jī)應(yīng)用》開放實驗進(jìn)行培訓(xùn)。其中音頻功率放大器主要涉及模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)的相關(guān)內(nèi)容。單片機(jī)應(yīng)用主要涉及數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)相關(guān)內(nèi)容。（MSP430）音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!音頻功率放大器開放實驗3、實驗原理本實驗設(shè)計一個具有如下功能的音頻功率放大電路：將來自麥克風(fēng)的音頻信號線性放大，然后和來自其它音源的音樂信號混合，混合后的信號經(jīng)過前置放大進(jìn)行電壓放大，然后經(jīng)過功率放大推動揚聲器工作。系統(tǒng)組成和原理框圖如下圖所示。音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!音頻功率放大器開放實驗1、線性放大電路音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!音頻功率放大器開放實驗3、均衡電路音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!音頻功率放大器開放實驗4、功率放大電路音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!音頻功率放大器開放實驗

貫穿本次實驗主要內(nèi)容是“放大”，和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容相同。什么是放大？如何正確理解電子電路的放大？

從電子學(xué)的概念看：放大的本質(zhì)是能量的控制和轉(zhuǎn)換。

放大的基本特征是功率放大。能夠控制能量的元件叫做有源器件。放大電路的基本要求是不失真。音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!麥克風(fēng)簡介麥克風(fēng)，學(xué)名為傳聲器，由Microphone翻譯而來。傳聲器是將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的能量轉(zhuǎn)換器件，也稱話筒，麥克風(fēng)，微音器。音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!

動圈式話筒用的是電磁感應(yīng)的原理：聲音的震動帶動在磁場中的線圈震動，這一震動將切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘枴?yōu)點是：音質(zhì)好，不需要電源供給。音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!麥克風(fēng)簡介電壓變化的大小，反映了外界聲壓的強(qiáng)弱，這種電壓變化頻率反映了外界聲音的頻率，這就是駐極體傳聲器的工作原理。

電容式麥克風(fēng)的膜片多采用聚全氟乙丙烯，其濕度性能好，產(chǎn)生的表面電荷多，受濕度影響小。由于這種傳聲器也是電容式結(jié)構(gòu)，信號內(nèi)阻很大，為了將聲音產(chǎn)生的電壓信號引出來并加以放大，其輸出端也必須使用場效應(yīng)晶體管。有點：保真度好。音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!對象：變化量實質(zhì)：能量的控制和轉(zhuǎn)換基本特征：功率放大前提條件：不失真測試信號：正弦波能量控制器件：有源元件

放大電路中能夠控制能量轉(zhuǎn)換的元件稱為有源元件（如晶體管、場效應(yīng)管、集成運算放大電路）。音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!放大電路的性能指標(biāo)輸入為小信號時（測試信號為正弦波）（1）放大倍數(shù)（或增益）

衡量放大電路的放大能力，定義為輸出變化量與輸入變化量之比。電壓放大電路；電流放大電路；互導(dǎo)放大電路；互阻放大電路。

根據(jù)輸入量與輸出量的不同，將放大電路分為四種類型：音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!1）電壓放大電路

電壓增益：輸出電壓與輸入電壓之比。源電壓增益：

輸出電壓與信號源電壓之比音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!（2）輸入電阻Ri

Ri表明放大電路從信號源索取電流或電壓的能力。Ri越大，電流越小，Ui越接近Us

，信號電壓Us損失越小。

輸入信號源是內(nèi)阻很小的電壓源時，要求輸入電阻盡量大，以保證信號源電壓損失盡可能小。

輸入信號源是內(nèi)阻很大的電流源時，要求輸入電阻盡量小，以保證信號源電流盡可能多流進(jìn)放大電路。音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!

RO表明放大電路的帶負(fù)載能力(指負(fù)載變化時輸出電壓的變化情況）。

Ro越小，放大電路帶電壓負(fù)載的能力越強(qiáng)。（Ro小，RL變化時，UO變化小)（3）輸出電阻Ro音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!

Ri、Ro是為描述電路在相互連接時彼此之間產(chǎn)生影響而引入的參數(shù)。音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!功率放大電路概述功率放大電路的特點和要求

功放電路不僅要有足夠大的輸出電壓,而且還應(yīng)有足夠大的輸出電流，才能提供足夠大的輸出功率。放大管工作在極限應(yīng)用狀態(tài)。

功放電路從組成、元器件的選擇到分析方法，都與小信號放大電路不同。

音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!（1）非線性失真系數(shù)D

指輸出波形中的諧波成分總量與基波成分之比(各次諧波有效值與基波有效值之比）。2.輸入信號幅值較大時音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!

最大輸出功率指在輸出波形基本不失真的情況下，負(fù)載上能夠獲得的最大交流功率。

效率指直流電源能量的利用率。Po交流輸出功率Pv電源提供的平均功率（3）最大輸出功率(Po)M和效率音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!集成運放的符號及電壓傳輸特性線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)符號電壓傳輸特性音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!1.正確辨認(rèn)管腳(目前未完全標(biāo)準(zhǔn)化)集成運放的使用NE5532音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!集成運放應(yīng)用分類

根據(jù)在不同電路中集成運放所處的工作狀態(tài)，可以把集成運放的應(yīng)用分為兩大類：線性應(yīng)用和非線性應(yīng)用

音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!2、非線性應(yīng)用集成運放的輸出量與凈輸入量成非線性關(guān)系，輸出量不是處于正飽和值就是負(fù)飽和值。

本實驗的各種電路，集成運放均是線性應(yīng)用。音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!虛短路：U+≈U-，是指集成運放的兩個輸入端電位無窮接近，但不是真正短路。虛地：當(dāng)集成運放的一個輸入端電位為地時，則另一端為“虛地”點（由虛短推出）。虛斷路：I+=I-≈0

，指集成運放兩個輸入端的電流趨于零，但不是真正斷路?！疤摱獭焙汀疤摂唷币纛l功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!反相比例運算電路（虛斷）（虛地）整理得：輸入電阻：輸出電阻：音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!直流穩(wěn)壓電源原理框圖及波形圖將交流電壓變成直流電壓音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!（4）穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓電路的作用是使直流輸出電壓基本不受電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載變動的影響。

直流穩(wěn)壓電源原理框圖及波形圖音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!音頻功率放大器開放實驗1、線性放大電路音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!音頻功率放大器開放實驗音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!音頻功率放大器開放實驗3、前置放大電路音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!

集成功率放大電路TDA1521是一種內(nèi)部具有短路保護(hù)和過熱保護(hù)功能的雙路輸出的大功率音頻集成功率放大電路，電路結(jié)構(gòu)緊湊，外圍元件少，補(bǔ)償電容全部在內(nèi)部，使用方便，因而得到了廣泛使用。TDA1521音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!音頻功率放大器開放實驗1、實驗內(nèi)容本實驗設(shè)計和制作一個具有麥克風(fēng)、音頻合成和功率放大功能的音頻功率放大器。2、實驗?zāi)康耐ㄟ^本實驗熟悉小信號電壓放大器、放大器運算電路、功率放大器、直流穩(wěn)壓電源的工作原理和設(shè)計方法。同時通過同學(xué)們自己焊接實際電路，提高動手能力。音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!音頻功率放大器開放實驗揚聲器音源功率放大麥克風(fēng)前置放大線性放大器混合均衡音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!音頻功率放大器開放實驗2、音頻混合電路音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!音頻功率放大器開放實驗4、前置放大電路音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!音頻功率放大器開放實驗

系統(tǒng)工作需要的直流電源由電源模塊提供。四、實驗過程

12月12日：理論教學(xué)9：30～16：0012月26日：實踐教學(xué)9：00～16：001月9日：實踐9：00～16：001月10日：實踐9：00～16：00音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!其他概念

建立工程化的概念，多和實際相聯(lián)系。如電阻的阻值，其實是在其標(biāo)稱值某個范圍內(nèi)變化的，并不等同于標(biāo)稱值。實驗調(diào)試中會遇到很多問題，如外部干擾等等，具體問題具體分析。音頻功率放大器開放實驗音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!麥克風(fēng)簡介

目前，市場上銷售的麥克風(fēng)主要分為兩大類：一類是動圈式話筒。其主要特點是音質(zhì)好，不需要電源供給，但價格相對較高。另一類話筒是駐極體話筒。其特點是耐用，靈敏度較高，需要1.5～3V的電源供給，音質(zhì)比同價位的動圈式話筒要差一些。但其價格相對較低，適合作播音麥克風(fēng)。

音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!麥克風(fēng)簡介

駐極體傳聲器有兩塊金屬極板，其中一塊表面涂有駐極體薄膜（多數(shù)為聚全氟乙丙烯）并將其接地，另一極板接在場效應(yīng)晶體管的柵極上，柵極與源極之間接有一個二極管。當(dāng)駐極體膜片本身帶有電荷，表面電荷地電量為Q，板極間地電容量為C，則在極頭上產(chǎn)生地電壓U=Q/C，當(dāng)受到振動或受到氣流地摩擦?xí)r，由于振動使兩極板間的距離改變，即電容C改變，而電量Q不變，就會引起電壓的變化。音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!放大的概念和放大電路的主要性能指標(biāo)1.放大的概念

用小的變化量去控制一個較大的量的變化。要求不失真的“線性放大”。放大電路利用晶體管實現(xiàn)能量的控制與轉(zhuǎn)換。

放大作用的實質(zhì)就是有源器件的電流、電壓或功率的控制作用。輸出的較大能量來自于直流電源Vcc，而不是有源器件。音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!放大電路的組成

一般包含電壓放大電路和功率放大電路。

電壓放大電路將微弱電壓加以放大從而推動功率放大電路，通常工作在小信號狀態(tài)。

功率放大電路輸出較大的功率，推動執(zhí)行元件，工作在大信號狀態(tài)。擴(kuò)音機(jī)示意圖：VCC音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!放大電路的性能指標(biāo)電壓放大電路基本示意圖

輸入量與輸出量都是電壓。音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!（2）輸入電阻Ri從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻。定義為輸入電壓有效值Ui和輸入電流有效值Ii之比。Ri音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!

利用Ri和Rs可以求出電壓增益與源電壓增益的關(guān)系式。（2）輸入電阻Ri音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!

放大電路的輸出量為電壓，要求輸出電壓盡量不受負(fù)載變化影響，電路的輸出電阻應(yīng)盡量小。

放大電路的輸出量為電流，要求輸出電流盡量不受負(fù)載變化影響，電路的輸出電阻應(yīng)盡量大。（3）輸出電阻Ro音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!（4）通頻帶fbw

是用于衡量放大電路對不同頻率信號的放大能力的技術(shù)指標(biāo)。下限截止頻率上限截止頻率通頻帶fbw=fH-fL中頻放大倍數(shù)|A|fLfH0.707|Am|f|Am|音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!（1）輸出功率盡可能大；（2）轉(zhuǎn)換效率η要高；（3）非線性失真要??；

（4）考慮功放電路中晶體管的選擇和散熱問題；

（接近極限運用狀態(tài)）

功率放大電路概述音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!（2）最大不失真輸出電壓

當(dāng)輸入電壓再增大時就會使輸出波形產(chǎn)生非線性失真時的輸出電壓（非線性失真系數(shù)不超過規(guī)定的最大輸出電壓）。可表示為：最大輸出幅值(Uom)M

最大輸出有效值(Uo)M音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!集成運放電路通用型集成運放F007(μA741)、F324(LM324)C14573

晶體管構(gòu)成場效應(yīng)管構(gòu)成音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!

1、是雙端輸入、單端輸出的放大電路。

2、差模放大倍數(shù)高。

3、輸入阻抗高，輸出阻抗低。

4、共模抑制比高，能較好的抑制溫漂。集成運放的特點共模信號：大小相等、極性相同的信號

差模信號：大小相等、極性相反的信號。音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!2.調(diào)零或調(diào)偏置電壓

對于內(nèi)部無自穩(wěn)零措施的運放,在外部要加調(diào)零電路；若為單電源供電,有時還需設(shè)置合適的靜態(tài)輸出電壓,以便能放大雙極性信號.3.消除自激振蕩在電源端加去耦電容，有的需外接頻率補(bǔ)償電容.集成運放的使用音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁!1、線性應(yīng)用集成運放輸出量與凈輸入量成線性關(guān)系。但是，整個應(yīng)用電路的輸出與輸入之間仍可能是非線性的關(guān)系。

音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁!

設(shè)集成運放同相輸人端和反相輸入端的電位分別為U+、U-，電流分別為I+、I-。當(dāng)理想集成運放工作在線性區(qū)時，應(yīng)滿足：“虛短”和

“虛斷”線性應(yīng)用電路的分析方法音頻功率放大器開放實驗共65頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁!基本運算電路

集成運放構(gòu)成負(fù)反饋（深度負(fù)反饋）時，工作在線性區(qū)，完成運算功能－比例、加