音頻放大器課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　電子課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)名稱 : 電子課程設(shè)計(jì) </p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目 : 音頻放大器設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院 名 稱 ： 工學(xué)院 </p><p>　　2013年 8 月 25 </

2、p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)以后，各種便攜式的電子設(shè)備成為了電子設(shè)備的一種重要的發(fā)展趨勢。從作為通信工具的手機(jī)，到作為娛樂設(shè)備的MP3播放器，已經(jīng)成為差不多人人具備的便攜式電子設(shè)備。在一些電子設(shè)備中，常常要求放大電路的輸出級能夠帶動(dòng)較重負(fù)載，因而要求放大電路具有較高的效率，能夠根據(jù)負(fù)載的要求提供足夠的輸出功率。</p>

3、<p>　　本系統(tǒng)是基于三極管元件設(shè)計(jì)而成的一種音頻放大器，由前置放大電路、帶通濾波電路、混頻電路、電源電路四部分構(gòu)成。前置放大電路主要由差分放大電路構(gòu)成，外加恒流源提供偏置，抑制電路的溫漂，提高共模增益比。然后通過由一個(gè)二階壓控電壓源高通濾波器和一個(gè)二階壓控電壓源低通濾波器構(gòu)成的帶通濾波器，再接入一個(gè)混頻電路（可加入背景音樂），最后通過電容耦合到功率放大電路中除去了直流對后級放大電路的影響?；祛l電路由一個(gè)簡單的加法器構(gòu)成

4、。本次課程設(shè)計(jì)整個(gè)過程涉及到理論計(jì)算，電路板布局，焊接技術(shù)，電子儀器的使用等一系列知識要點(diǎn)。</p><p>　　本方案使用MIC駐級體話筒收集人說話的微弱信號，并由話筒變成電信號，經(jīng)過音頻放大電路的多級放大，最后由耳機(jī)插座X2輸出，輸出的信號由外接的耳機(jī)或揚(yáng)聲器發(fā)出聲音電路組裝好后，外接3V直流電源（可以使用兩節(jié)1.5V電池供電），對著駐極體話筒說話，耳機(jī)里能聽到宏亮的聲音，可以當(dāng)做助記器使用，效果很好。<

5、;/p><p>　　電路組裝好后，外接3V直流電源（可以使用兩節(jié)1.5V電池供電），對著駐極體話筒說話，耳機(jī)里能聽到宏亮的聲音，可以當(dāng)做助記器使用，效果很好。</p><p>　　對著駐極體話筒說話，耳機(jī)里能聽到宏亮的聲音，可以當(dāng)做助記器使用，效果很好。</p><p>　　關(guān)鍵字 ：電子設(shè)備 聲音信號 電信號 放大</p><p>

6、<b>　　目錄</b></p><p>　　前言····························

7、3;···1</p><p>　　一、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求························2</p><p>

8、　　二、 系統(tǒng)組成及工作原理</p><p>　　2.1 系統(tǒng)組成·····························3

9、</p><p>　　2.2 工作原理·····························4</p>&l

10、t;p>　　三、 功率放大電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 功率放大電路····························

11、;5</p><p>　　3.2 模塊組成及工作原理····························5</p>&

12、lt;p><b>　　四、系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　4.1 實(shí)驗(yàn)與調(diào)試·························

13、83;··7</p><p>　　4.2 測試結(jié)果與分析···························7</p&

14、gt;<p>　　結(jié)論·································

15、3;8</p><p>　　參考文獻(xiàn)·······························9<

16、;/p><p><b>　　前言</b></p><p>　　科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。以前的三次工業(yè)革命就使我們的社會(huì)發(fā)生了翻天覆地的變化，使我們由手工時(shí)代進(jìn)入了現(xiàn)代的電器時(shí)代。同時(shí)科技在國家的國防事業(yè)中發(fā)揮了重要的作用，只有科技發(fā)展了才能使一個(gè)國家變得強(qiáng)大，才能使一個(gè)名族變得富強(qiáng)。而作為二十一世紀(jì)的主義，作為一名大學(xué)生，不僅僅要將理論知識學(xué)會(huì)，更為重要的是要將所學(xué)的知識用

17、于實(shí)際生活之中，使理論與實(shí)踐能夠聯(lián)系起來。電子課設(shè)是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是將理論與實(shí)踐相結(jié)合的環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力的環(huán)節(jié)。</p><p>　　音頻放大器已經(jīng)有快要一個(gè)世紀(jì)的歷史了，最早的電子管放大器的第一個(gè)應(yīng)用就是音頻放大器。然而直到現(xiàn)在為止，它還在不斷地更新、發(fā)展、前進(jìn)。主要因?yàn)槿祟惖穆犛X是各種感覺中的相當(dāng)重要的一種，也是最基本的一種。為了滿足它的需要，有關(guān)的音頻放大器就要不斷地加以改

18、進(jìn)。音頻放大器的目的是在產(chǎn)生聲音的輸出元件上重建輸入的音頻信號，信號音量和功率級都要理想——如實(shí)、有效且失真低。音頻范圍為約20Hz～ 20kHz，因此放大器在此范圍內(nèi)必須有良好的頻率響應(yīng)(驅(qū)動(dòng)頻帶受限的揚(yáng)聲器時(shí)要小一些，如低音喇叭或高音喇叭)。根據(jù)應(yīng)用的不同，功率大小差異很大，從耳機(jī)的毫瓦級到TV或PC音頻的數(shù)瓦，再到“迷你”家庭立體聲和汽車音響的幾十瓦，直到功率更大的家用和商用音響系統(tǒng)的數(shù)百瓦以上，大到能滿足整個(gè)電影院或禮堂的聲音要

19、求。這時(shí)，低失真、高效率的音頻放大器就成為其中的關(guān)鍵部件?！　?lt;/p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求</b></p><p><b>　　〖基本要求〗</b></p><p>　　將語音信號進(jìn)行放大（單聲道）</p><p><b>　　輸入信號：</b></p

20、><p>　　輸出阻抗： </p><p><b>　　共模抑制比：</b></p><p>　　語音濾波器（帶通濾波器）：帶通頻率范圍 300Hz-3KHz</p><p>　　額定輸出功率： 負(fù)載阻抗：RL=8</p><p>　　電源電壓：+5V 頻率響應(yīng)

21、：300Hz--3KHz</p><p>　　二、 系統(tǒng)組成及工作原理</p><p><b>　　2.1 系統(tǒng)組成</b></p><p><b>　　電信號</b></p><p>　　---->---->----></p><p>　　圖2.

22、1 音頻放大器流程圖</p><p><b>　　語音前置放大電路</b></p><p>　　用一個(gè)LM324構(gòu)成一個(gè)放大倍數(shù)稍微小點(diǎn)的放大器，作用是使話筒得到的信號前置放大。 屬于同相放大器，放大增益為11。</p><p><b>　　濾波電路</b></p><p>　　用一個(gè)下限為300

23、Hz的高通電路與一個(gè)上限為3KHz的低通電路串聯(lián)構(gòu)成帶通濾波電路，作用是過濾掉不相干的波。 放大增益為1。 </p><p><b>　　混頻電路</b></p><p>　　用一個(gè)LM324構(gòu)成一個(gè)簡單運(yùn)放器，作用是構(gòu)成兩個(gè)信號的疊加。 放大增益為1。</p><p><b>　　4、功率放大電路</b></p&g

24、t;<p>　　用一個(gè)LM386集成功率放大器構(gòu)成的一個(gè)單端輸入放大電路，作用是將混合信號的功率放大。 電路的放大增益可利用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)，理論要的放大增 </p><p><b>　　益為50。</b></p><p><b>　　電源電路</b></p><p>　　利用三端穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電路，作用是為前

25、面4個(gè)模塊提供所需的電壓.</p><p><b>　　2.2 工作原理</b></p><p>　　開始時(shí)聲音信號通過話筒被轉(zhuǎn)化成為電信號，接著通過語音前置放大電路將功率較微弱的電信號進(jìn)行足夠的放大。</p><p>　　在集成功率放大電路輸入端輸入信號，通過LM386該低電壓通用型集成功率放大器的電壓放大作用，在輸出信號大且滿足失真度要求的

26、前提下，根據(jù)負(fù)載的要求，通過調(diào)節(jié)外接阻容串聯(lián)電路中的電阻大小改變電路的電壓放大倍數(shù)，提供所需的輸出功率來帶動(dòng)負(fù)載，根據(jù)理論分配，放大倍數(shù)為50。</p><p><b>　　電路圖</b></p><p>　　3.1 模塊組成及工作原理</p><p>　　LM386是一種低電壓通用型集成功率放大器，其性能優(yōu)良，穩(wěn)定可靠，所用外圍元件少，結(jié)構(gòu)簡

27、單，調(diào)試方便，輸出功率大，效率高，而且集成功放的內(nèi)部電路中還設(shè)有過壓、過流及過熱保護(hù)電路，能保證其安全可靠工作。</p><p><b>　　四、 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　4.1 在確定了電路、領(lǐng)好元器件之后，首先劃分模塊，對每個(gè)模塊電路進(jìn)行布局。首先焊接芯片電路部分，在焊接完這部分電路之后，再對分好的模塊單獨(dú)測試、調(diào)節(jié)使其與方陣的結(jié)果相符。并排

28、除了焊接上的一些問題后，電路基本上能夠正常工作。接著焊芯片各節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系元件電路，在焊接完電路后并檢查完，接通電源后，喇叭只能發(fā)出一種單頻率的聲音，并逐漸上升成為刺耳的噪音，結(jié)果電路確實(shí)能夠放大語音，但是由于“咪頭”與喇叭相距太近，產(chǎn)生了自激。解決方法是將“咪頭”用長導(dǎo)線連接，使其與喇叭相距較遠(yuǎn)的距離。此電路還可以通過調(diào)節(jié)200K滑動(dòng)變阻器的阻值，改變放大聲音的大小。 </p><p>　　4.2 測試結(jié)果與分

29、析</p><p><b>　　1、測試原理，方法</b></p><p>　　采用函數(shù)信號發(fā)生器、示波器進(jìn)行輸入輸出信號測量，觀察波形失真情況。</p><p><b>　　2、測試儀器</b></p><p>　　函數(shù)信號發(fā)生器，示波器。</p><p><b&g

30、t;　　3、測試結(jié)果</b></p><p>　　由函數(shù)信號發(fā)生器輸入10mv，頻率分別為300Hz、1KHz、3KHz交流信號.觀察輸出的波形、放大倍數(shù)、頻率然后記錄與仿真的數(shù)據(jù)分析比較。</p><p>　　表4-1 系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)表</p><p>　　此帶通濾波器的頻率范圍近似于300Hz--3KHz，頻率的改變在設(shè)計(jì)的允許范圍內(nèi)可以減少輸出圖形

31、的失真！</p><p><b>　　4.數(shù)據(jù)分析</b></p><p>　　通過實(shí)驗(yàn)與仿真對比！可以得知在不失真的帶通范圍在300hz到3khz 內(nèi)，放大倍數(shù)理論值為625.而實(shí)驗(yàn)值在這數(shù)值的附近560到650之間波動(dòng)?？梢灾?lt;/p><p>　　頻率與放大倍數(shù)存在關(guān)系，可以根據(jù)此關(guān)系可以求得實(shí)驗(yàn)的帶通值！在300HZ到3KHZ的范圍內(nèi),

32、 輸出的圖形比較較清晰，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)要求。各模塊的數(shù)據(jù)在誤差允許的范圍內(nèi)。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　這是一次比較系統(tǒng)的電子電路設(shè)計(jì)，是一次將理論與實(shí)踐相結(jié)合的設(shè)計(jì)。其中包括了電路的設(shè)計(jì)，資料的查詢，分析問題解決問題的能力，甚至還是對焊接技術(shù)及審美觀念的一個(gè)考驗(yàn)。如果不能以一種認(rèn)真的態(tài)度去面對這次設(shè)計(jì)，而只是簡簡單單的在書本之中尋找到

33、一個(gè)電路圖，并將其簡單的焊接起來。那就失去了本次電子課設(shè)的意義了。已經(jīng)選擇了電子信息科學(xué)與技術(shù)這一個(gè)專業(yè)，就必需去提高自己的動(dòng)手能力了。</p><p>　　在焊接的時(shí)候，學(xué)會(huì)電焊應(yīng)該是最大的收獲，下面簡單介紹以下焊接的體會(huì)，焊接最需要注意的是焊接的溫度和時(shí)間，焊接時(shí)要使電烙鐵的溫度高于焊錫，但是不能太高，以烙鐵接頭的松香剛剛冒煙為好，焊接的時(shí)間不能太短，因?yàn)槟菢雍更c(diǎn)的溫度太低，焊點(diǎn)融化不充分，焊點(diǎn)粗糙容易造成虛

34、焊，而焊接時(shí)間長，焊錫容易流淌，使元件過熱，容易損壞，還容易將印刷電路板燙壞，或者造成焊接短路現(xiàn)象。</p><p>　　任何電路的設(shè)計(jì)都不是只存在一個(gè)電路。它是有各個(gè)小模塊組成的，因而在電路的設(shè)計(jì)中就必須注意將電路模塊化。這樣才能有針對性的將問題解決。如果不將電路模塊化，而只是將電路焊接好來。只怕當(dāng)焊接完檢查電路之時(shí)，自己都不知道從何處下手。同時(shí)，電路的焊接或多或少的存在一些問題，很少在焊接完成的時(shí)候，電路不存

35、在任何的問題。在遇到問題時(shí)要做的是去分析問題解決問題，而不是氣憤，埋怨。雖然比較好的將電路完成了，但是還是發(fā)現(xiàn)存在一些問題。動(dòng)手能力不夠強(qiáng)，必須加強(qiáng)。必須培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，在電路設(shè)計(jì)中必須有替代的思想。在今后的學(xué)習(xí)中必須注意將理論與實(shí)踐相結(jié)合，再好的理論，都必須由實(shí)踐去證明。</p><p>　　通過此次設(shè)計(jì)，對理論知識的學(xué)習(xí)有了很大的興趣，現(xiàn)在可以主動(dòng)的去學(xué)習(xí)，明白自己該學(xué)習(xí)哪個(gè)方面，重點(diǎn)是什么？也

36、掌握了在理論中遇到問題，應(yīng)該怎樣去解決，在實(shí)際中遇到迷團(tuán)應(yīng)該怎樣去檢查調(diào)試。這次課程設(shè)計(jì)鞏固了對低頻知識點(diǎn)的理解，同時(shí)也培養(yǎng)了操作能力。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、王港元.電工電子實(shí)踐指導(dǎo)（第二版）.江西科學(xué)技術(shù)出版社，2005.</p><p>　　2、謝自美.電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測試（第二版）.華

37、中理工大學(xué)出版社，2000</p><p>　　3、張友漢.電子線路設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊.福建科學(xué)技術(shù)出版社，2000.</p><p>　　4、郝鴻安等.555集成電路實(shí)用大全.上?？茖W(xué)普及出版社.</p><p>　　5、陳兆仁.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究與設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社，2000.</p><p>　　6、畢滿清.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).機(jī)械工

38、業(yè)出版社.</p><p>　　7、杜龍林.用萬用表檢測電子元器件.遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2001.</p><p>　　8、梁宗善.新型集成電路的應(yīng)用.華中理工大學(xué)出版社，2001.</p><p>　　9、楊振江等.新穎實(shí)用電子設(shè)計(jì)與制作.西安電子科大出版社，2000.</p><p><b>　　元器件清單</b>&