畢業(yè)設(shè)計(jì)----具有音調(diào)控制的音頻放大器的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題 目 具有音調(diào)控制的音頻放大器的設(shè)計(jì) </p><p>　　專(zhuān) 業(yè) </p><p>　　班　　 號(hào)

2、 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 　　　 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 　　 </p><p>　　答 辯 日 期 　　　 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)</

3、p><p>　　姓名： 學(xué)號(hào)： 專(zhuān)業(yè)： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： </p><p>　　工作起止日期： 年 月 日起 年 月 日止&l

4、t;/p><p>　　指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行情況，完成質(zhì)量及評(píng)分意見(jiàn)：</p><p>　　____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5、____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6、_______________________</p><p>　　指導(dǎo)教師簽字： 指導(dǎo)教師職稱(chēng)： </p><p><b>　　評(píng)閱人評(píng)閱意見(jiàn)：</b></p><p>　　_______________________________________________

7、____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8、_____</p><p>　　________________________________________________________________________________________________________________________________</p><p>　　評(píng)閱教師簽字：_______________ 評(píng)閱教師職稱(chēng)：_________

9、______</p><p><b>　　答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：</b></p><p>　　_____________________________________________________________________________________________________________________________________________

10、____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11、_______________________</p><p>　　根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的材料和學(xué)生的答辯情況答辯委員會(huì)作出如下評(píng)定：</p><p>　　學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯成績(jī)?cè)u(píng)定為： </p><p>　　對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的特殊評(píng)語(yǔ)：</p><p>　　_______

12、____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

13、_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________</p><p>　　答辯委員會(huì)主任（簽字）： 職稱(chēng)：______

14、__________</p><p>　　答辯委員會(huì)副主任（簽字）： </p><p>　　答辯委員會(huì)委員（簽字）：___________ ___________ ___________ __________ __________ ___________ ___________ ___________

15、 __________ __________ ___________ ___________ </p><p>　　年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文首先對(duì)功率放大器的課題背景作簡(jiǎn)要的說(shuō)明，隨后對(duì)功率放大器的一些基礎(chǔ)

16、知識(shí)進(jìn)行介紹。此外，相應(yīng)的介紹低頻功率放大器的各單元電路—前置放大、音調(diào)控制電路、音量控制電路和功率放大部分的組成與工作原理，詳細(xì)敘述了音量控制電路部分。</p><p>　　通過(guò)分析低頻功率放大電路,對(duì)功率放大器進(jìn)行深刻的闡述。功放電路為本機(jī)的主放大器,它的輸出波形容易受前置級(jí)的影響，在調(diào)試部分對(duì)功率放大器出現(xiàn)的干擾、自激振蕩現(xiàn)象等做了細(xì)致的分析。</p><p>　　關(guān)鍵詞 低頻功率

17、放大器、前置放大、音調(diào)控制、音量控制電路</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In this paper, the background of the subject PA to make a brief statement, followed by some basic knowledge of the power amplif

18、ier are introduced. In addition, the corresponding introduction of low-frequency power amplifier circuit in each unit - pre-amplification, tone control circuit, the volume control circuit and power amplification part of

19、the composition and working principle described in detail some of the volume control circuit. By analyzing the low-frequency power amplifier circuit o</p><p>　　Key word Low frequency power amplifier；Pre-

20、amplification；Tonality control circuit；Volume control circuit</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>

21、　　第1章 緒 論1</b></p><p><b>　　1.1課題背景1</b></p><p>　　1.2 選題的目的1</p><p>　　1.3 選題的意義1</p><p>　　1.4 本課題主要研究?jī)?nèi)容2</p><p>　　第2章 功率放大器電路分析3<

22、/p><p>　　2.1 功率放大器的基礎(chǔ)知識(shí)3</p><p>　　2.1.1 功率放大器的作用3</p><p>　　2.1.2 功率放大器的電路組成4</p><p>　　2.1.3 信號(hào)源和負(fù)載4</p><p>　　2.1.4 功率放大器的種類(lèi)5</p><p>　　2.3 功率

23、放大器的性能指標(biāo)6</p><p>　　2.3.1 失真度6</p><p>　　2.3.2 頻率響應(yīng)6</p><p>　　2.3.3 輸出功率7</p><p>　　2.3.4 輸入電壓7</p><p>　　2.3.5 音調(diào)控制范圍8</p><p>　　2.3.6 信噪比8

24、</p><p>　　第3章 整機(jī)電路的設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.1 整機(jī)電路的組成9</p><p>　　3.2 技術(shù)要求9</p><p>　　3.3 電路說(shuō)明9</p><p>　　3.4 單元電路的設(shè)計(jì)與分析10</p><p>　　3.4.1 前置放大器10</

25、p><p>　　3.4.2 音調(diào)控制電路11</p><p>　　3.4.3 音量控制電路12</p><p>　　3.4.4 功率放大電路12</p><p>　　第4章 低頻功率放大器的安裝與調(diào)試16</p><p>　　4.1 電路安裝與調(diào)試技術(shù)16</p><p>　　4.1.1

26、 合理布局、分級(jí)裝調(diào)16</p><p>　　4.1.2 調(diào)試技術(shù)16</p><p>　　4.2 電路的調(diào)試17</p><p>　　4.2.1 抑制干擾、噪聲和消除自激振蕩17</p><p>　　4.2.2 前置放大器輸入、輸出電壓的測(cè)量20</p><p>　　4.2.3 功率放大器的功率計(jì)算20&

27、lt;/p><p><b>　　總 結(jié)22</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b>　　附 錄 125</b></p><p><

28、b>　　附 錄 226</b></p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1課題背景</b></p><p>　　功率放大器是音響裝置的核心部分，無(wú)論是調(diào)諧器輸出的信號(hào)，還是話筒、錄音機(jī)、電唱機(jī)輸出的信號(hào)，都必須經(jīng)過(guò)功率放大器放大以后才能推動(dòng)音箱發(fā)出聲音。<

29、;/p><p>　　功率放大器原來(lái)只是以分立元件的形式組成電路，近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的普及和文化水平的提高，功率放大器也有集成化產(chǎn)品，并在體育館、影劇場(chǎng)、歌舞廳、家庭中的Hi-Fi音樂(lè)欣賞、AV系統(tǒng)放音、卡拉OK等場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　功率放大器是將音頻電壓信號(hào)放大到一定的功率并驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲的一種設(shè)備。功率放大器在擴(kuò)聲中起著極其重要的作用，如果沒(méi)有功率放大器揚(yáng)聲器就不能擴(kuò)聲

30、。</p><p><b>　　1.2 選題的目的</b></p><p>　　通過(guò)對(duì)低頻功率放大電路的剖析，對(duì)功率放大器的工作原理有較深入的了解。在講解低頻功率放大電路的原理中，結(jié)合介紹了常見(jiàn)的電子電路，如前置放大電路、音調(diào)控制電路、音量控制電路等。掌握這些電路的特點(diǎn)，能為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電子技術(shù)打下一定的基礎(chǔ)。</p><p><b>

31、　　1.3 選題的意義</b></p><p>　　隨著時(shí)代的前進(jìn)，人們對(duì)揚(yáng)聲設(shè)備的要求越來(lái)越高，這些要求不斷推動(dòng)新器件新電路的開(kāi)發(fā)，并促進(jìn)整個(gè)電聲技術(shù)的發(fā)展，盡可能采用最新技術(shù)并與現(xiàn)代化技術(shù)結(jié)合起來(lái)，才能使得揚(yáng)聲設(shè)備不斷發(fā)展和完善，才能有廣泛的應(yīng)用前景，才能在更多領(lǐng)域中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。但是設(shè)計(jì)采用的是獨(dú)立元件，對(duì)于鍛煉個(gè)人的動(dòng)手能力和綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力大有裨益。</p>

32、<p>　　1.4 本課題主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　本文首先對(duì)功率放大器的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，然后詳細(xì)分析了低頻功率放大器的工作原理，各組成部分的作用，最后介紹了低頻功率放大器在安裝調(diào)試中遇到的現(xiàn)象以及其對(duì)應(yīng)的解決方案，這對(duì)揚(yáng)聲設(shè)備的修理大有益處。</p><p>　　第2章 功率放大器電路分析</p><p>　　2.1 功率放大器的基礎(chǔ)知識(shí)

33、</p><p>　　2.1.1 功率放大器的作用</p><p>　　人在講話的時(shí)候聲音的強(qiáng)度是很有限的，如果在一個(gè)有成千上萬(wàn)人的會(huì)場(chǎng)中，要使每一個(gè)人都能清楚地聽(tīng)到是不可能的。利用功率放大器，人只要對(duì)著話筒講話，經(jīng)過(guò)功率放大器放大，再?gòu)膿P(yáng)聲器中發(fā)出很強(qiáng)的聲音，就可以使全會(huì)場(chǎng)的人都聽(tīng)到。</p><p>　　人講話的聲音通過(guò)話筒變成了微弱的電信號(hào)，這一信號(hào)的電壓大小

34、同聲音的強(qiáng)弱成正比，它的頻率同聲音的頻率相同，這種電信號(hào)叫做音頻信號(hào)。話筒得到的音頻信號(hào)，電壓只有幾毫伏，功率放大器把這個(gè)微弱的音頻信號(hào)放大，從功率放大器輸出端可以輸出功率達(dá)幾瓦到幾十瓦，以推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。</p><p>　　在這一過(guò)程中，功率放大器的作用只是把音頻電信號(hào)進(jìn)行放大，所以功率放大器也就是音頻放大器。話筒能把聲音變成電信號(hào)；揚(yáng)聲器能把電信號(hào)變成聲音。我們把這類(lèi)元件叫做電聲元件。功率放大器必須同電

35、聲元件配合使用，才能發(fā)揮出它的作用。</p><p>　　功率放大電路（簡(jiǎn)稱(chēng)功率放大器）通常位于多級(jí)放大電路的最后一級(jí)，其任務(wù)是將前級(jí)電路放大后的電壓信號(hào)再進(jìn)行功率放大，以足夠的輸出功率推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，如揚(yáng)聲器發(fā)聲、電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)、繼電器動(dòng)作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。</p><p>　　功率放大電路與電壓放大電路都屬于能量轉(zhuǎn)換電路，它們是將直流電源提供直流功率轉(zhuǎn)換成被放大信號(hào)的交流功率，從而起到功

36、率和電壓放大的作用。但由于在多級(jí)放大電路中所處的位置不同，它們各自的功能是不同的：處于前置級(jí)的電壓放大電路的任務(wù)是將輸入的微弱信號(hào)識(shí)別出來(lái)并加以有效的放大，大多工作在低電壓、小電流、低噪聲的條件下，研究的主要指標(biāo)是電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、信噪比、頻率特性等，它們工作時(shí)，本身消耗的功率不大，向下一級(jí)輸出的主要是電壓信號(hào)，輸出功率不大，故效率問(wèn)題可以不必考慮。功率放大電路除了對(duì)信號(hào)的電壓進(jìn)行足夠的電壓放大外，還要求對(duì)信號(hào)進(jìn)行足夠的

37、電流放大，從而有足夠的有用功率輸出。</p><p>　　2.1.2 功率放大器的電路組成</p><p>　　功率放大電路由前置放大器、功率放大器、以及電源部分組成。如圖2-1所示。功率放大器的前置放大器主要作用是電壓放大，這部分包括音調(diào)控制，音量控制等電路。功率放大器也叫主放大器，它可以把幾十毫伏的信號(hào)電壓放大到要求的功率。電源部分的作用是把220V交流電變成低壓直流電，供給各級(jí)放大電

38、路使用。</p><p>　　2.1.3 信號(hào)源和負(fù)載</p><p>　　能給功率放大器輸入音頻信號(hào)的裝置叫做信號(hào)源。話筒也是一種信號(hào)源。錄音機(jī)、電唱機(jī)、收音機(jī)等也都是信號(hào)源。</p><p>　　各種信號(hào)源的輸出信號(hào)電壓是不同的。常用的動(dòng)圈話筒的輸出電壓約等于幾毫伏；錄音機(jī)的線路輸出電壓約100—200mV，錄音機(jī)的外接揚(yáng)聲器插口輸出電壓在1V以上；電磁頭輸出電

39、壓在1mV左右；收音機(jī)檢波器輸出電壓約30—100 mV。</p><p>　　功率放大器的輸入電阻是從功率放大器輸入端看上去的等效電阻。功率放大器的輸入電阻比較高的時(shí)候，各種信號(hào)源的輸出信號(hào)都能送到功率放大器中。如果功率放大器的輸入阻抗不夠高由于分壓作用，使高輸出信號(hào)受到很大衰減，輸入到功率放大器中的信號(hào)就很小。</p><p>　　在調(diào)整功率放大器時(shí)，常用電阻代替揚(yáng)聲器做負(fù)載，負(fù)載電阻

40、的額定功率應(yīng)大于或等于功率放大器的額定輸出功率。</p><p>　　圖2-1 功率放大器整機(jī)方框圖</p><p>　　2.1.4 功率放大器的種類(lèi)</p><p>　　功率放大器簡(jiǎn)稱(chēng)功放，它可以說(shuō)是各類(lèi)音響器材中最大的一個(gè)家族了，其品牌、型號(hào)之多，實(shí)在舉不勝舉。雖然都稱(chēng)為功放，,但以其主要用途來(lái)說(shuō),功放可以分為兩個(gè)主要類(lèi)別,這就是專(zhuān)用功放與民用功放。 

41、 在體育館場(chǎng)、影劇場(chǎng)、歌舞廳、會(huì)議廳、公共場(chǎng)所擴(kuò)聲,以及錄音監(jiān)聽(tīng)等處所使用的功放,一般說(shuō)在其技術(shù)參數(shù)上往往會(huì)有一些獨(dú)特的要求,這類(lèi)功放通常稱(chēng)之為專(zhuān)用功放或是專(zhuān)業(yè)功放。 </p><p>　　而用于家庭的Hi-Fi音樂(lè)欣賞,AV系統(tǒng)放音,以及卡拉OK娛樂(lè)的功放,通常我們稱(chēng)為民用功放或是家用功放。      專(zhuān)用功放與民用功放盡管在一些特性參數(shù)上有所

42、差別,但也很難說(shuō)有一條涇渭分明的界線,比如用于音樂(lè)錄音監(jiān)聽(tīng)的功放很可能就是一臺(tái)可用于家庭Hi-Fi甚至是Hi-end功放。Hi-Fi功放與AV功放是目前家用功放中的兩個(gè)主要類(lèi)別。Hi-Fi功放用于欣賞音樂(lè),使用者追求的是盡可能的“原汁原味”。而AV功放的使用者追求的是與畫(huà)面相配合的“現(xiàn)場(chǎng)”效 果,甚至是夸張了的“現(xiàn)場(chǎng)”效果。這兩類(lèi)功放不太好直接比較孰優(yōu)孰劣。</p><p>　　晶體管功放和電子管功放并不存在著優(yōu)

43、劣的差異,只不過(guò)應(yīng)用的器件不同(一是晶體管,一是電子管),相對(duì)來(lái)說(shuō),電子管功放的工作電壓較高,但工作電流比較小,而晶體管功放的工作電壓較低,工作電流都比較大。</p><p>　　2.3 功率放大器的性能指標(biāo)</p><p>　　功率放大器的性能的優(yōu)劣是通過(guò)功率放大器的性能指標(biāo)來(lái)反映的。因此，必須了解功率放大器的指標(biāo)意義。下面介紹功率放大器的主要性能指標(biāo)。</p><p

44、><b>　　2.3.1 失真度</b></p><p>　　通過(guò)功率放大器放大，輸出信號(hào)應(yīng)該同輸入信號(hào)內(nèi)容完全相同，只是幅度（電壓）不同而已。也就是說(shuō)，功率放大器推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音應(yīng)同講話人的聲音完全一樣，只是音量大小不同而已。事實(shí)上，通過(guò)揚(yáng)聲器放出的聲音同講話人的聲音多少會(huì)有一些區(qū)別。質(zhì)量低劣的功率放大器發(fā)出的聲音甚至同講話人的聲音相差很遠(yuǎn)，有時(shí)還產(chǎn)生悶塞、沙啞的聲音。我們把功率

45、放大器輸出信號(hào)同輸入信號(hào)不同，產(chǎn)生畸變的這種現(xiàn)象叫做失真。</p><p>　　為了定量的表示失真的大小，我們把輸出信號(hào)各次諧波電壓有效值的總和同基次波電壓有效值的比，用百分?jǐn)?shù)表示，叫做功率放大器的諧波失真，或失真度。它可以通過(guò)失真度測(cè)量?jī)x直接測(cè)量出來(lái)，一般功率放大器的失真度在7%以下，高傳真功率放大器的失真度在1%以下。10%以上的失真人耳可以分辨出來(lái)。</p><p>　　2.3.2

46、頻率響應(yīng)</p><p>　　我們知道不同樂(lè)器或不同的人發(fā)出的聲音都不是由單一頻率信號(hào)組成的，而是由各種頻率成分構(gòu)成的頻譜所組成的。一個(gè)樂(lè)隊(duì)既有發(fā)聲頻率較低的樂(lè)器，又有發(fā)聲頻率較高的樂(lè)器，演奏起來(lái)占有很寬的頻譜，聽(tīng)起來(lái)是十分悅耳的。這一頻譜范圍可以接近整個(gè)音頻范圍，即20Hz—20KHz。如果用功率放大器來(lái)放音，那就要求功率放大器對(duì)每一頻率成份的信號(hào)都具有相同的放大倍數(shù)。這時(shí)聽(tīng)起來(lái)才同真正樂(lè)隊(duì)的演奏具有同樣效果。

47、如果高音頻的放大倍數(shù)小了，聽(tīng)起來(lái)就會(huì)感到聲音發(fā)悶，含混不清；如果低音頻的放大倍數(shù)小了，聽(tīng)起來(lái)就顯得單調(diào)，缺乏渾厚的感覺(jué)。</p><p>　　我們用頻率響應(yīng)（簡(jiǎn)稱(chēng)頻響）這個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量功率放大器對(duì)不同信號(hào)放大倍數(shù)的均勻程度。當(dāng)然我們希望功率放大器對(duì)整個(gè)音頻信號(hào)的放大倍數(shù)完全相同。事實(shí)上，由于晶體管高頻特性、耦合電容等的影響，功率放大器只對(duì)一般頻率的音頻信號(hào)的放大倍數(shù)才是相同的，對(duì)頻率很低或很高信號(hào)的放大倍數(shù)都會(huì)減小

48、。一般功率放大器的頻率響應(yīng)在100Hz—10KHz加減2dB范圍內(nèi)，高傳真功率放大器的頻率響應(yīng)可以達(dá)到20Hz—20KHz加減1dB。</p><p>　　2.3.3 輸出功率</p><p>　　功率放大器的輸出功率是指功率放大器輸出到電阻負(fù)載上的電功率。輸出功率是通過(guò)測(cè)量在規(guī)定負(fù)載上的電壓數(shù)值計(jì)算出來(lái)的，設(shè)負(fù)載電阻是R（歐），輸出電壓是U（伏），輸出最大功率為Pmax（瓦）見(jiàn)式（2-1

49、）就得到：</p><p>　　Pmax= (2-1)</p><p>　　式中Pmax——輸出的最大功率</p><p>　　Pmax——輸出電壓</p><p><b>　　RL——負(fù)載電阻</b></p><p>　　2.3.4 輸入電壓</p><

50、p>　　功率放大器的輸入電壓也叫做輸入靈敏度。它是指從功率放大器輸入端輸入多大電壓的信號(hào)，功率放大器才能輸出額定功率。輸入電壓越小，說(shuō)明功率放大器的靈敏度越高。功率放大器輸入靈敏度并非越高越好，而是要同信號(hào)源的輸出電壓相適應(yīng)。如果功率放大器的輸入靈敏度很高，信號(hào)源的輸出電壓也較高時(shí)，往往在輸入級(jí)就產(chǎn)生了嚴(yán)重的失真，即使調(diào)小音量，也得不到良好的放音效果。一般來(lái)說(shuō)，話筒插口的輸入靈敏度應(yīng)高5mV；拾音插口靈敏度應(yīng)高于200mV；收音的

51、輸入靈敏度在50—100mV之間比較合適。</p><p>　　2.3.5 音調(diào)控制范圍</p><p>　　有音調(diào)控制的功率放大器，能對(duì)高、低音進(jìn)行提升或衰減，為衡量提升或衰減的能力，引入了音調(diào)控制范圍的概念。低音控制范圍一般指在輸入100Hz信號(hào)時(shí)，低音控制電位器對(duì)這個(gè)信號(hào)輸出電壓的控制范圍，并用分貝表示。在輸入5KHz或10KHz信號(hào)時(shí)高音控制電位器對(duì)這個(gè)信號(hào)輸出電壓的控制范圍。&l

52、t;/p><p><b>　　2.3.6 信噪比</b></p><p>　　功率放大器接通電源，不輸入信號(hào)，距離功率放大器較近的時(shí)候，可以聽(tīng)到輕微的噪聲。功率放大器的噪聲有兩類(lèi)，一類(lèi)是有規(guī)律的低頻哼哼聲，這是交流電源引起的交流聲；還有一種沙沙聲，這是晶體管本身的噪聲引起的。</p><p>　　當(dāng)有輸出信號(hào)的時(shí)候，噪聲就被信號(hào)掩蓋了。大功率功率放

53、大器輸出功率大，收聽(tīng)者一般距揚(yáng)聲器遠(yuǎn)一些，所以噪聲大一些也影響不大。小功率功率放大器輸出功率小，收聽(tīng)者距揚(yáng)聲器較近，所以要求噪聲小。用信號(hào)噪聲比（簡(jiǎn)稱(chēng)信噪比或信雜比）來(lái)衡量功率放大器噪聲的實(shí)際效果是很有效的。 </p><p>　　第3章 整機(jī)電路的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 技術(shù)要求</b></p><p>　　1、額定輸出功率

54、：Po>=5W </p><p>　　2、負(fù)載阻抗（揚(yáng)聲器）：RL=8Ω</p><p>　　3、頻率響應(yīng)：fl—fh=50Hz—15KHz </p><p>　　4、輸入電壓：Ui≤150mv</p><p>　　5、音調(diào)控制范圍：1） 低音：100HZ±12dB </p

55、><p>　　2）高音：10HZ±12dB</p><p>　　6、失真度：γ≤3%</p><p>　　3.2 整機(jī)電路的組成</p><p>　　整機(jī)電路由前置放大器，音調(diào)控制電路，音量控制電路，功率放大電路四部分組成整機(jī)原理圖見(jiàn)附錄1（附圖1-1）。</p><p><b>　　3.3 電路說(shuō)明&

56、lt;/b></p><p>　　由信號(hào)源輸出頻率為50-10KHz，大于等于50mV的交流信號(hào)，經(jīng)前置放大器進(jìn)行2.5倍的放大后，由音調(diào)控制電路中的滑動(dòng)變阻器、進(jìn)行音調(diào)的低頻和高頻控制，轉(zhuǎn)折頻率為40-400Hz。輸出信號(hào)進(jìn)入音量控制電路，音量控制電路的作用是對(duì)前置放大器的增益進(jìn)行控制，將其輸出信號(hào)進(jìn)行衰減，其中小信號(hào)的衰減倍數(shù)小，大信號(hào)的衰減倍數(shù)大，或者說(shuō)對(duì)功率放大器的輸入信號(hào)進(jìn)行控制，使其對(duì)大于50m

57、V的信號(hào)能進(jìn)行線性放大。其中，555產(chǎn)生手動(dòng)控制音量所需的脈沖，集成模擬開(kāi)關(guān)CD4051的8路輸出信號(hào)控制電阻分壓網(wǎng)絡(luò)的衰減倍數(shù)，其地址由計(jì)數(shù)器CD4516提供，74LS138譯碼器與發(fā)光二極管組成電平（音量）指示電路。在前置級(jí)與功放級(jí)之間插入數(shù)字音量控制電路，能對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行線性放大，且音量控制調(diào)節(jié)方便。最后，音量控制電路輸出的信號(hào)進(jìn)入功率放大器，在功率放大部分采用將LA4102集成功放接成OTL形式，信號(hào)經(jīng)功放放大后由揚(yáng)聲器輸出。&

58、lt;/p><p>　　3.4 單元電路的設(shè)計(jì)與分析</p><p>　　3.4.1 前置放大器</p><p>　　在前置放大部分采用的是集成四運(yùn)算放大器LM4558，用到其中的一個(gè)運(yùn)放作為前置放大器，內(nèi)部框圖如圖3-1所示。集成運(yùn)算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級(jí)放大電路。當(dāng)外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和負(fù)反饋電路時(shí)，可以靈活地實(shí)現(xiàn)各種特定的

59、函數(shù)關(guān)系如式（3-1）。在線性應(yīng)用方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對(duì)數(shù)等模擬運(yùn)算電路。前置放大器的作用是將音頻信號(hào)源的信號(hào)進(jìn)行放大。其電路如圖3-2所示，這是一個(gè)反相加法器電路，輸出與輸入電壓間的關(guān)系為：</p><p>　　=(1+) (3-1)</p><p>　　圖3-1 LM4558內(nèi)部框圖</p><p>　　圖3-

60、2 前置放大器電路圖</p><p>　　3.4.2 音調(diào)控制電路</p><p>　　音調(diào)控制電路是用運(yùn)放A741組成的衰減負(fù)反饋式電路，如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 音調(diào)控制電路圖</p><p>　　其工作原理是：當(dāng)Rw2的滑臂移向左端時(shí)，高頻信號(hào)經(jīng)C4，R8送入運(yùn)放反相輸入端；由運(yùn)放輸出端反饋過(guò)來(lái)的高頻信號(hào)則經(jīng)R

61、w2衰減后，經(jīng)C4，R8送入反相端。這時(shí)，耦合信號(hào)強(qiáng)，負(fù)反饋信號(hào)弱，高頻信號(hào)的輸出增大。反之，當(dāng)Rw2滑臂移向右端時(shí)，高頻信號(hào)需由Rw2衰減后經(jīng)C4，R8送入運(yùn)放反相端，反饋信號(hào)則直接由C4，R8反饋至運(yùn)放反相端。這時(shí)，耦合信號(hào)弱，負(fù)反饋信號(hào)強(qiáng)，高頻信號(hào)輸出小。</p><p>　　同理，Rw3的滑臂移至左端時(shí)，低頻輸出增大，移向右端時(shí)，低頻輸出減小。</p><p>　　3.4.3 音量

62、控制電路</p><p>　　數(shù)字音量控制器的作用是對(duì)前置放大器的增益進(jìn)行控制，將其輸出信號(hào)進(jìn)行衰減，其中小信號(hào)的衰減倍率小，大信號(hào)的衰減倍率大，或者說(shuō)對(duì)功率放大器的輸入信號(hào)進(jìn)行控制，使其對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行線性放大，如圖3-4所示。數(shù)字音量控制電路由C1815、TIP41C、1015、TIP42C等管子組成。 </p><p>　　圖3-4 音量控制電路</p><p>

63、;　　3.4.4 功率放大電路</p><p>　　功率放大電路（簡(jiǎn)稱(chēng)功放）的作用是給音響放大器的負(fù)載（揚(yáng)聲器）提供一定的輸出功率，當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，希望輸出的功率盡可能大，輸出信號(hào)的非線性失真盡可能小，效率盡可能高，功率放大器的常見(jiàn)電路形式有OTL電路和OCL電路。有用集成運(yùn)算放大器（簡(jiǎn)稱(chēng)運(yùn)放）和晶體管組成的功率放大器，也有專(zhuān)用集成電路功率放大器。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中的功率放大部

64、分采用的是將LA4102集成功放接成OTL形式的電路。LA4102引腳圖如圖3-5所示，詳細(xì)的介紹了其各個(gè)引腳的功能。</p><p>　　LA4102集成功率放大器的引腳功能如下：</p><p>　　引腳1 —— 輸出端，直流電平應(yīng)為EC/2。 </p><p>　　引腳2 —— 接地端

65、 </p><p>　　引腳3 —— 接地端（或接負(fù)電源） </p><p>　　引腳4、5 —— 為了消除振蕩，應(yīng)接相位補(bǔ)償電容。 </p><p>　　引腳6 —— 負(fù)反饋端，一般接RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)到地，以構(gòu)成電壓串聯(lián)負(fù)反饋。</p><p>

66、;　　引腳8 —— 偏流端，一般不用。</p><p>　　引腳7、11 —— 空腳 </p><p>　　引腳9 —— 輸入端</p><p>　　引腳10、12 —— 為抑制紋波電壓，應(yīng)接入大的電解電容到地。</p><p>　　引腳13 —— 自舉端，應(yīng)接大的電容到1端起自舉作用。</p><p>　　引

67、腳14 —— 電源端，接電源Ec。</p><p>　　圖3-5 LA4102 引腳圖</p><p>　　如圖3-6為功率放大器的原理圖，其外部元件的作用如下：</p><p>　　、與內(nèi)部電阻組成交流負(fù)反饋支路，控制功放級(jí)的電壓增益由公式（3-6）</p><p>　　即 =1+/≈/ （3-6）&l

68、t;/p><p>　　式中——控制功放級(jí)的電壓增益</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　為集成功放內(nèi)部交流負(fù)反饋電阻，=20K</p><p>　　為相位補(bǔ)償電容。減小，帶寬增加，可消除高頻自激。一般取幾十皮法至幾百皮法。</p><p>　　為OTL電路的輸出端電容，兩端

69、的充電電壓等于/2，一般取耐壓值遠(yuǎn)大于/2的幾百微法的電容。</p><p>　　為反饋電容，消除自激振蕩，一般取幾百皮法。</p><p>　　為自舉電容，使復(fù)合管的導(dǎo)通電流不隨輸出電壓的升高而減小。</p><p><b>　　、可濾除紋波。</b></p><p>　　為電源退耦濾波，可消除低頻自激。</p&

70、gt;<p>　　圖3-6 功率放大電路</p><p>　　額定功率： 音響放大器輸出失真度小于某一數(shù)值(如γ<5％)時(shí)的最大功率稱(chēng)為額定功率由公式（3-7）。</p><p>　　即 （3-7）</p><p>　　式中——額定負(fù)載阻抗；</p>&

71、lt;p>　　(有效值) ——兩端的最大不失真電壓。</p><p>　　第4章 低頻功率放大器的安裝與調(diào)試</p><p>　　4.1 電路安裝與調(diào)試技術(shù)</p><p>　　4.1.1 合理布局、分級(jí)裝調(diào)</p><p>　　功率放大器是一個(gè)小型電路系統(tǒng)，安裝前要將各級(jí)進(jìn)行合理布局，一般按照電路的順序一級(jí)一級(jí)地布局，功放級(jí)應(yīng)遠(yuǎn)離輸

72、入級(jí)，每一級(jí)的地線盡量接在一起，連線盡可能短，否則很容易出現(xiàn)自激。</p><p>　　安裝前應(yīng)檢查元器件的質(zhì)量，安裝時(shí)特別要注意功放塊、運(yùn)算放大器、電解電容等主要零件的引腳和極性，不能接錯(cuò)。從輸入級(jí)開(kāi)始向后級(jí)安裝，也可以從功放級(jí)開(kāi)始向前逐級(jí)安裝。安裝一級(jí)調(diào)試一級(jí)，安裝兩級(jí)要進(jìn)行級(jí)聯(lián)調(diào)試，直到整機(jī)安裝與調(diào)試完成。</p><p>　　4.1.2 調(diào)試技術(shù)</p><p&

73、gt;　　電路的調(diào)試過(guò)程一般是先分級(jí)調(diào)制，再級(jí)聯(lián)調(diào)試，最后整機(jī)調(diào)試與性能指標(biāo)測(cè)試。</p><p>　　分級(jí)調(diào)試又分為靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試時(shí)，將輸入端對(duì)地短路，用萬(wàn)用表測(cè)該級(jí)輸出端對(duì)地的直流電壓。前置級(jí)、音調(diào)控制級(jí)</p><p>　　都是由運(yùn)算放大器組成的，其靜態(tài)輸出直流電壓均為Vcc／2，功放級(jí)的輸出(OTL電路)也為Vcc／2．且輸出電容Cc兩端充電電壓也應(yīng)為Vcc／2。動(dòng)態(tài)

74、調(diào)試是指輸入端接入規(guī)定的信號(hào)，用示波器觀測(cè)該級(jí)輸出波形，并測(cè)量各項(xiàng)性能指標(biāo)是否滿(mǎn)足題目要求，如果相差很大，應(yīng)檢查電路是否接錯(cuò)，元器件數(shù)值是否合乎要求，否則是不會(huì)出現(xiàn)很大偏差的，因?yàn)榧蛇\(yùn)算放大器內(nèi)部電路已經(jīng)確定，主要是外部元件參數(shù)的影響。</p><p><b>　　4.2 電路的調(diào)試</b></p><p>　　4.2.1 抑制干擾、噪聲和消除自激振蕩</p&

75、gt;<p>　　放大器的調(diào)試一般包括調(diào)整和測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)，調(diào)整和測(cè)量放大器的性能指標(biāo)：放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻和通頻帶等。由于放大電路是一種弱電系統(tǒng)，具有很高的靈敏度，因此很容易接受外界和內(nèi)部一些無(wú)規(guī)則信號(hào)的影響。也就是在放大器的輸入端短路時(shí)，輸出端仍有雜亂無(wú)規(guī)則的電壓輸出，這就是放大器的噪聲和干擾電壓。另外，由于安裝、布線不合理，負(fù)反饋太深以及各級(jí)放大器共用一個(gè)直流電源造成級(jí)間耦合等，也能使放大器沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)，有

76、一定幅度和頻率的電壓輸出，例如收音機(jī)的尖叫聲或“突突……”的汽船聲，這就是放大器發(fā)生了自激振蕩。噪聲、干擾和自激振蕩的存在都妨礙了對(duì)有用信號(hào)的觀察和測(cè)量，嚴(yán)重時(shí)放大器將不能正常工作。所以必須抑制干擾、噪聲和消除自激振蕩，才能進(jìn)行正常的調(diào)試和測(cè)量。</p><p>　　圖 4－1 干擾噪聲圖</p><p>　　干擾和噪聲的抑制：把放大器輸入端短路，在放大器輸出端仍可測(cè)量到一定的噪聲和干擾電

77、壓。其頻率如果是50Hz（或100Hz），一般稱(chēng)為50Hz交流聲， 有時(shí)是非周期性的，沒(méi)有一定規(guī)律，可以用示波器觀察到如圖4－1所示波形。50Hz交流聲大都來(lái)自電源變壓器或交流電源線，100Hz交流聲往往是由于整流濾波不良所造成的。另外，由電路周?chē)碾姶挪ǜ蓴_信號(hào)引起的干擾電壓也是常見(jiàn)的。由于放大器的放大倍數(shù)很高（特別是多級(jí)放大器），只要在它的前級(jí)引進(jìn)一點(diǎn)微弱的干擾，經(jīng)過(guò)幾級(jí)放大，在輸出端就可以產(chǎn)生一個(gè)很大的干擾電壓。還有，電路中的地線

78、接得不合理，也會(huì)引起干擾。</p><p>　　抑制干擾和噪聲的措施一般有以下幾種：</p><p>　　1、選用低噪聲的元器件</p><p>　　如噪聲小的集成運(yùn)放和金屬膜電阻等。另外可加低噪聲的前置差動(dòng)放大電路。由于集成運(yùn)放內(nèi)部電路復(fù)雜，因此它的噪聲較大。即使是“極低噪聲”的集成運(yùn)放，也不如某些噪聲小的場(chǎng)效應(yīng)對(duì)管，或雙極型超β對(duì)管，所以在要求噪聲系數(shù)極低的場(chǎng)合

79、，以挑選噪聲小對(duì)管組成前置差動(dòng)放大電路為宜。也可加有源濾波器。</p><p><b>　　2、合理布線</b></p><p>　　放大器輸入回路的導(dǎo)線和輸出回路、交流電源的導(dǎo)線要分開(kāi)，不要平行鋪設(shè)或捆扎在一起，以免相互感應(yīng)。</p><p><b>　　3、屏蔽</b></p><p>　　小信

80、號(hào)的輸入線可以采用具有金屬絲外套的屏蔽線，外套接地。整個(gè)輸入級(jí)用單獨(dú)金屬盒罩起來(lái)，外罩接地。電源變壓器的初、次級(jí)之間加屏蔽層。電源變壓器要遠(yuǎn)離放大器前級(jí)，必要時(shí)可以把變壓器也用金屬盒罩起來(lái)，以利隔離。</p><p><b>　　4、濾波</b></p><p>　　為防止電源串入干擾信號(hào)，可在交（直）流電源線的進(jìn)線處加濾波電</p><p>

81、　　路。圖4－2(a)、(b)、(c)所示的無(wú)源濾波器可以濾除雷電干擾（雷電等引起）。</p><p>　　(a) (b) (c) (d)</p><p><b>　　圖4－2 濾波電路</b></p><p>　　和工業(yè)干擾（電機(jī)、電磁鐵等設(shè)備起、制動(dòng)時(shí)引起）等干

82、擾信號(hào)，而不影響電源的引入。圖中電感，電容元件，一般L為幾～幾十毫亨，C為幾千微微法。圖4-2(d)中阻容串聯(lián)電路對(duì)電源電壓的突變有吸收作用，以免其進(jìn)入放大器。R和C的數(shù)值可選100Ω和2μF左右。</p><p><b>　　5、自激振蕩的消除</b></p><p>　　檢查放大器是否發(fā)生自激振蕩，可以把輸入端短路，用示波器（或毫伏表）接在放大器的輸出端進(jìn)行觀察，

83、 如圖4－3所示波形。自激振蕩的頻率一般為比較高的或極低的數(shù)值，而且頻率隨著放大器元件參數(shù)不同而改變（甚至撥動(dòng)一下放大器內(nèi)部導(dǎo)線的位置，頻率也會(huì)改變），振蕩波形一般是比較規(guī)則的，幅度也較大，往往使三極管處于飽和截止?fàn)顟B(tài)。</p><p>　　圖4－3 自激振蕩波形圖</p><p>　　高頻振蕩主要是由于安裝、布線不合理引起的。例如輸入和輸出線靠的太近，產(chǎn)生正反饋?zhàn)饔?。?duì)此應(yīng)從安裝工藝方面

84、解決，如元件布置緊湊，接線要短等。也可以用一個(gè)小電阻電容或單一電容（一般100PF～0.1μF，由試驗(yàn)決定）， 進(jìn)行高頻濾波或負(fù)反饋，以壓低放大電路對(duì)高頻信號(hào)的放大倍數(shù)或移動(dòng)高頻電壓的相位，從而抑制高頻振蕩如圖4－4所示。</p><p>　　(a) (b)</p><p>　　圖4－4 抑制高頻振蕩電路</p><p>　

85、　4.2.2 前置放大器輸入、輸出電壓的測(cè)量</p><p>　　表4-1前置放大器輸入、輸出電壓的測(cè)量</p><p>　　通過(guò)測(cè)量值可計(jì)算前置放大器的放大倍數(shù)由公式（4-1）</p><p>　　= （4-1）</p><p>　　4.2.3 功率放大器的功率計(jì)算</p><p>　　通

86、過(guò)測(cè)量得到功率放大器的輸出電壓值為2.9V，由公式（4-2）</p><p>　　=P*R （4-2）</p><p>　　可得P=/R=2.1，其中，R取4。</p><p><b>　　總 結(jié) </b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)為：輸入電壓為 50mv；輸出功率不

87、小于 5W；頻帶寬度為50—10KHz；音量連續(xù)可調(diào)控制、具有高音、低音控制。輸入電壓為50mv時(shí)， 觀察前置放大器、音調(diào)控制電路、音量控制電路以及功率放大器的輸出波形，頻率在50—10KHz之間變化時(shí)，輸出波形都有相應(yīng)的變化。另外，中期檢查時(shí)，音量控制電路部分的八位檔無(wú)顯示現(xiàn)象，現(xiàn)在也已經(jīng)解決，音量控制部分已進(jìn)入正常工作狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)加/減計(jì)數(shù)功能。</p><p>　　存在的不足之處是：音質(zhì)還是有一點(diǎn)失真，特

88、別是當(dāng)音量很大時(shí)失真就更明顯，可能是元件的硬件質(zhì)量不好，或者是電路設(shè)計(jì)不太完美。如果再有多一些時(shí)間進(jìn)行調(diào)試，也許失真問(wèn)題可以解決。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我?guī)椭畲竽^(guò)于我的指導(dǎo)教師溫海洋老師了。</p><p>　　首先感謝導(dǎo)師***老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間所給予的關(guān)心和幫助。***老師對(duì)

89、待工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、忙里抽閑，在處理公事和授課之余向我耐心地講解有關(guān)適宜。**這種對(duì)待工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、嚴(yán)以律己的工作態(tài)度和寬以待人的崇高品質(zhì)永遠(yuǎn)值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。</p><p>　　在完成設(shè)計(jì)當(dāng)中，我的導(dǎo)師**老師，他總是不斷詢(xún)問(wèn)我的設(shè)計(jì)情況，包括我的進(jìn)展情況、在電路當(dāng)中所遇到的困難情況和應(yīng)該怎樣解決這些困難。特別是在我遇到困難時(shí)，他都會(huì)與我一起來(lái)探討應(yīng)該怎樣去做。當(dāng)我在電路的調(diào)試過(guò)程中遇到了很棘手的問(wèn)題時(shí)，***

90、不但向我伸出援助之手，更叫我不要灰心，在精神上給予我安慰，直到完成設(shè)計(jì)才松了口氣。他為我能夠按時(shí)完成設(shè)計(jì)給了很大的幫助，在我的設(shè)計(jì)當(dāng)中起了決定性的作用。</p><p>　　在整個(gè)論文的撰寫(xiě)及修改過(guò)程，都是在***的熱心指導(dǎo)下完成的，在此，向在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中給予我提供幫助的xx老師說(shuō)一聲“老師您辛苦了！” 預(yù)祝老師在今后的生活及工作中，身體健康、工作順利，在電子領(lǐng)域有更大的飛躍。</p><p&

91、gt;　　此外，我還要感謝***老師們，當(dāng)我在搭建電路需要一些元件時(shí)，*老師都會(huì)給我們提供最大的幫助，有時(shí)還與我們一起討論造成電路有問(wèn)題的原因。實(shí)驗(yàn)室的老師們都會(huì)按時(shí)值勤，給我們?cè)O(shè)計(jì)人員提供物質(zhì)和精神上的幫助。他們能夠幫助我們的盡一切的可能來(lái)幫助，幫助不了的，他們會(huì)與我們一起想辦法來(lái)解決。</p><p>　　所以我要衷心地感謝老師們給予我們的關(guān)懷和照顧，在這里請(qǐng)?jiān)试S我代表全體畢業(yè)聲向各位老師道聲“老師，您們辛苦

92、了！”我們會(huì)用我們成績(jī)給以回報(bào)，絕不會(huì)令老師們失望的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 劉樹(shù)林.低頻電子線路.電子工業(yè)出版社,2003: 78-80</p><p>　　2 劉維恒.實(shí)用電子電路基礎(chǔ).電子工業(yè)出版社,2004: 69-71 </p><p>　　3 劉鎮(zhèn)賓.音像技

93、術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社,2005: 54-57</p><p>　　4 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試.華中理工大學(xué)出版社,2000: 107-111</p><p>　　5 楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社,2005: 212-220</p><p>　　6 賈書(shū)圣.模擬電子線路（線性部分）.北京理工大學(xué)出版社,1996: 81-84</p>

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97、rd Edition.New York:John Wiley and Sons Inc.1993</p><p><b>　　附 錄 1</b></p><p>　　附圖1 整機(jī)電路原理圖</p><p><b>　　附 錄 2</b></p><p>　　附表2.1 整機(jī)電路元件列表</p&