現(xiàn)代音響的設(shè)計(jì)與制作報(bào)告

目錄摘要二、任務(wù)與任務(wù)分析三、方案設(shè)計(jì)四、核心元器件介紹五、電路設(shè)計(jì)5.1揚(yáng)聲器系統(tǒng)(音箱)的設(shè)計(jì)原理5.11分頻器的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)5.12分頻器的類型5.13設(shè)計(jì)分頻器時(shí)的注意事項(xiàng)5.2音頻功率放大器5.21功率放大器的基本組成及作用5.22功率放大器的技術(shù)指標(biāo)5.3恒流源電路制作與調(diào)試原理圖八、元件清單九、總結(jié)十參考文獻(xiàn)一、摘要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，模擬音響設(shè)備的性能日益改善，如立體聲磁帶錄放設(shè)備、調(diào)頻立體聲廣播系統(tǒng)等，都具有較高的保真度。但是，模擬音響設(shè)備在信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍、信噪比、分離度、失真度等技術(shù)性能方面，已經(jīng)很難進(jìn)一步改善。本文介紹了音響的構(gòu)成,功能,及工作原理,它由TDA2030芯片所組成的功放電路,LM324四運(yùn)放大器為前置放大和音調(diào)放大構(gòu)成,本身具有電源電壓范圍寬,靜態(tài)功耗小,可單電源使用,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn).設(shè)計(jì)任務(wù)分析設(shè)計(jì)一款音響電路，要求具有高低音音調(diào)調(diào)節(jié)和音質(zhì)補(bǔ)償功能，電路簡(jiǎn)潔，制作方便，性能可靠。1、主要技術(shù)指標(biāo)：輸出功率：10~20W（額定功率）；頻率響應(yīng)：20Hz~20kHz（<=3dB）；輸出阻抗：《=0.16歐姆；輸入靈敏度：500mV（1000Hz，額定輸出時(shí)）。2、音響電路的結(jié)構(gòu)組成部分三、方案設(shè)計(jì)方案一:采用SL34集成功率放大器,SL34是低電壓集成音頻功放,功耗低,失真小,工作電壓為6V,8負(fù)載時(shí),輸出功率在300mW以上.主要用于收音機(jī)及其它功放.方案二: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,電源電壓范圍大,外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中.LM386電源電壓4--12V,音頻功率0.5w.LM386音響功放是由NSC制造的,它的電源電壓范圍非常寬,最高可使用到15V,消耗靜態(tài)電流為4mA,當(dāng)電源電壓為12V時(shí),在8歐姆的負(fù)載情況下,可提供幾百mW的功率.它的典型輸入阻抗為50K.方案三:TDA2030芯片所組成的功放電路,它是一款輸出功率大,最大功率到達(dá)35W左右,靜態(tài)電流小,負(fù)載能力強(qiáng),動(dòng)態(tài)電流大既可帶動(dòng)4-16Ω的揚(yáng)聲器,電路簡(jiǎn)潔,制作方便,性能可靠的高保真功放,并具有內(nèi)部保護(hù)電路.方案選取:本課題要求音響放大器的輸出功率在5W以上,然而LM386達(dá)不到這功率,故選用TDA2030.頻率響應(yīng)fL～fH=50Hz～20kHz;而單電源供電音頻功率放大器已經(jīng)達(dá)到所需要的目標(biāo).并且它較少元件組成單聲道音頻放大電路,裝置調(diào)整方便,性能指標(biāo)好等特點(diǎn).而B(niǎo)TL電路雖然也有以上的功能,但制作復(fù)雜,不利于維修.核心元器件介紹（1）、LM324的介紹LM324系列器件為價(jià)格便宜的帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器.與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比,它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn).該四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下,靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一.共模輸入范圍包括負(fù)電源,因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。如圖：它有5個(gè)引出腳,其中"+","-"為兩個(gè)信號(hào)輸入端,"V+","V-"為正,負(fù)電源端,"Vo"為輸出端.兩個(gè)信號(hào)輸入端中,Vi-(-)為反相輸入端,表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的位相反;Vi+(+)為同相輸入端,表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同.LM324的引腳實(shí)物圖：LM324的特點(diǎn):短跑保護(hù)輸出2.真差動(dòng)輸入級(jí)3.可單電源工作:3V-32V4.低偏置電流:最大100nA5.每封裝含四個(gè)運(yùn)算放大器.6.具有內(nèi)部補(bǔ)償?shù)墓δ?7.共模范圍擴(kuò)展到負(fù)電源8.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的引腳排列9.輸入端具有靜電保護(hù)功能（2）、TDA2030的介紹TDA2030A是德律風(fēng)根生產(chǎn)的音頻功放電路,采用V型5腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu).如圖1所示,電路特點(diǎn):[1].外接元件非常少.[2].輸出功率大,Po=18W(RL=4Ω).[3].采用超小型封裝(TO-220),可提高組裝密度.[4].開(kāi)機(jī)沖擊極小.[5].內(nèi)含各種保護(hù)電路,因此工作安全可靠.主要保護(hù)電路有:短路保護(hù),熱保護(hù),地線偶然開(kāi)路,電源極性反接(Vsmax=12V)以及負(fù)載泄放電壓反沖等.[6].TDA2030A能在最低±6V最高±22V的電壓下工作在±19V,8Ω阻抗時(shí)能夠輸出16W的有效功率,THD≤0.1%.無(wú)疑,用它來(lái)做電腦有源音箱的功率放大部分或小型功放再合適不過(guò)了..引腳情況：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.電路設(shè)計(jì)5.1揚(yáng)聲器系統(tǒng)(音箱)的設(shè)計(jì)原理對(duì)音箱的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，其基本能完成的就是低頻響應(yīng)和分頻器的設(shè)計(jì)，它需要一定的理論知識(shí)。就技術(shù)而言，理想的重放聲系統(tǒng)應(yīng)能完全再現(xiàn)其輸入的時(shí)域波形5.11分頻器的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)分頻器的設(shè)計(jì)主要是確定分頻點(diǎn)和衰減率5.12分頻器的類型功率分頻方式前級(jí)分頻方式5.13設(shè)計(jì)分頻器時(shí)的注意事項(xiàng)（1）相位糾正(2)阻抗補(bǔ)償(3)揚(yáng)聲器極性的確定(4)分頻器中的電感和電容5.2音頻功率放大器音頻功率放大器:(1)前級(jí)放大(前置放大).(2)后級(jí)放大(音頻功率放大)5.21功率放大器的基本組成及作用輸入級(jí)———中間級(jí)————放大級(jí)（1）功率放大器的輸入級(jí)通常由雙極型晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管差動(dòng)放大電路（差分放大電路）組成。提供了較高的輸入電阻和優(yōu)秀的電源噪聲抑制能力（2）中間級(jí)電路主要是為了推動(dòng)輸出級(jí)達(dá)到其設(shè)計(jì)的功率電平值，在有的電路中，采用了電流源電路作為有源負(fù)載來(lái)提高放大倍數(shù)。（3）放大級(jí)的電壓和電流驅(qū)動(dòng)可使用分立元件功率放大器的匹配主要是解決放大器的功率和阻抗匹配的問(wèn)題。音箱的功率越小，RL值就越大，晶體管的集電極電流也就隨之減小，管溫也就不會(huì)太高，晶體管處在良好的放大特性范圍之內(nèi)，動(dòng)態(tài)余量變大。揚(yáng)聲器的保護(hù)可采用無(wú)源保護(hù)和有源保護(hù)兩種。5.22功率放大器的技術(shù)指標(biāo)（1）靜態(tài)技術(shù)指標(biāo):輸出功率,.頻率響應(yīng),信噪比輸出功率最大不失真連續(xù)功率：功率放大器在配接8歐姆的負(fù)載RL時(shí)，在20HZ~20KHZ范圍內(nèi)，輸出信號(hào)總諧波失真小于1%條件下，所能輸出的最大功率信噪比是指放大器輸出的有用信號(hào)與輸出噪聲的比值，常用符號(hào)S/N來(lái)表示，它等于輸出信號(hào)電壓與噪聲電壓之比，用dB表示，即其中Us表示信號(hào)電壓，U無(wú)用信號(hào)電壓，信噪比越大，表明混在信號(hào)里面的噪音越小，重放聲音越干凈，音質(zhì)越好（2）動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)：瞬態(tài)互調(diào)失真：瞬態(tài)互調(diào)失真是造成晶體管功率放大器音質(zhì)不好的重要原因互調(diào)失真：放大器的互調(diào)失真越小越好，專業(yè)放大器的互調(diào)失真應(yīng)小于0.5‰.削波失真：相位失真放大器因輸入信號(hào)過(guò)強(qiáng)造成輸出信號(hào)削波而引起的失真?？朔鞑ㄊд娴姆椒ㄊ亲尫糯笃髟谟凶銐虻膬?chǔ)備功率下放音轉(zhuǎn)換速率：放大器在通過(guò)矩形波時(shí)引起前沿上升時(shí)間延遲，使輸出信號(hào)產(chǎn)生失真的程度，通常用放大器的轉(zhuǎn)換速率來(lái)描述。轉(zhuǎn)換速率越高越好。增益：放大器的增益是放大器放大能力的重要指標(biāo)，也稱為放大倍數(shù)。其定義為放大器的輸出量與輸入量之比5.3恒流源（1）鏡像恒流源計(jì)算：IR=（Vcc-VBE）=Ic+2IB=IC+2IC/βIB=IC/βIC1=IC0=ICIC=β/(2+β)/IR∵β》2極限定律：IC≈IR(2)比例恒流源IE=IC1+IB=IC1+IC1/β≈IC1IC0×RE0≈IC1×RE1IE1=IE0(REO/RE1)→IC1≈（RE0/RE1）TR(IEO≈IE1)其中：IR=(VCC-VBE)/(CR+RE0)(3)微變恒流源∵β》1IC1=IE1=(VBE0-VBE1)/REVBE0-VBE1只有幾十毫伏，只要幾千Ω，六、電路制作與調(diào)試（1）、電路板制作步驟：PCB的制作、原理圖設(shè)計(jì)、布局,布線、PCB加工,、裝配（2）、調(diào)試1、靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)試接上電源(次級(jí)為12伏),不帶負(fù)載情況下接通電源,按下電路板上電源開(kāi)關(guān),測(cè)試濾波電容兩端輸出電壓應(yīng)為14v左右.若出現(xiàn)異常應(yīng)該立即斷電.2、最大輸出功率將負(fù)載接入功率輸出端.再將信號(hào)源調(diào)至頻率f=1000hz,輸出電壓為1V,接到音頻放大器的聲道輸入端.將音調(diào)調(diào)節(jié)電位器調(diào)到最大.功率輸出端接上示波器,毫伏表調(diào)節(jié)音量電位器,測(cè)量，計(jì)算放大器的最大輸出功率.（3）、頻率特性測(cè)試調(diào)節(jié)1000hz輸入信號(hào)幅度(或調(diào)音量電位器),使輸出信號(hào)為1V.測(cè)出電路輸入信號(hào)的大小Vi的值.調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的頻率,保持輸入信號(hào)Vi的大小不變,測(cè)量輸出信號(hào)的大小.找出上下限頻率fL和fH,求出通頻帶BW=FH-f.七原理圖八、元件清單電阻1.5Ω1k51k10k7.5k支數(shù)29486電解電容22U3300U100U4.7U支數(shù)2248電解電容0.027-0.068U0.01U0.1U4700P支數(shù)6242九總結(jié)通過(guò)這次實(shí)訓(xùn)的學(xué)習(xí)，我發(fā)現(xiàn)我比上一次更加熟練，這使我深刻地認(rèn)識(shí)到了熟能生巧的寓意，理論和實(shí)踐相結(jié)合固然重要，但不斷地練習(xí)也非常重要。只有這樣才能提高自己的實(shí)際操作能力，并且從中培養(yǎng)自己獨(dú)立思考的能力。實(shí)訓(xùn)是培養(yǎng)我們動(dòng)手能力的一個(gè)好機(jī)會(huì)，我們可以學(xué)會(huì)了基本的焊接技術(shù)，，知道了電子產(chǎn)品的裝配過(guò)程，我們還學(xué)會(huì)了電子元器件的識(shí)別及質(zhì)量檢測(cè)，知道了整機(jī)的裝配工藝十、參考文獻(xiàn)[1]謝自美.電子電路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn).測(cè)試.武昌:華中理工大學(xué)出版社,1994.[2]童詩(shī)白.模擬電