扩音机电路的设计1.pdf

模拟电子技术课程设计报告书课题名称扩音机电路的设计姓名学号院、 系、 部通信与电子工程学院专业电子信息工程专业指导教师2011 年 12 月 12 日※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2010级 电 子 信 息 工 程模拟电子技术课程设计一、设计任务及要求：设计任务：设计一个扩音机电路要求：1. 设计一个对话筒输出信号具有放大能力的扩音电路2. 前置电路放大 100 倍，负载阻抗为8? 3. 具有音调调控功能，即用两个电位器分别调节高音和低音4.输出功率的大小连续可调，即用电位器可以调节音量的大小5．输入端短路时，噪声输出电压的有效值不超过10mv6．采用 Multisim11.O进行仿真，验证和完善设计方案指导教师签名：2011 年 12 月日二、指导教师评语：指导教师签名：2011 年 12 月日三、成绩验收盖章2011年 12月日扩音机电路的设计1 设计目的（1）掌握扩音电路的设计和主要技术指标的测试方法2）了解稳压芯片 LF353N与 TDA2030的使用方法以及性能指标3）了解功率放大电路以及音频放大电路的组成及工作原理4）熟悉扩大电路各模块的设计与整个体系的连接。

2 设计思路扩音电路的设计 :（1） 前置放大电路的设计主要以两个LF353N芯片为主线组成一个多级放大电路2）音调控制电路的设计3）功率放大的设计，主要是基于集成运放TAD2030来实现4）将已经选择好的各部分电路组合使之构成完整的电路图3 设计过程3.1 方案论证该稳压电源由电源变压器、 整流滤波电路及稳压电路等所组成，其原理框图如图 1 所示图 1 扩音机原理框图它的工作原理： 前置放大主要完成小信号放大，要求输入阻抗高， 输出阻抗低，频带宽，噪声小；音调控制主要实现对输入信号高低音的提升和衰减；功率信号输入前 置 放 大 模音调控制模块控制放大模块信号输出放大器决定整个电路的输出效率、非线性失真等指标，要求效率高、失真小、功率大各级增益的分配：总增益为400maxioio uRLpuuA总增益为前置放大 100 倍，音调控制中频放大 1 倍，功放级电压放大 8 倍，总放大倍数为 400 倍3.2 电路设计（1）前置放大电路的设计①理论分析 前置放大级放大微弱信号，对零输入时的噪声、电流、电压有较高要求，考 虑选用集成运放 LF353，查阅元件手册获得如下器件参数：前置放大级由 LF353 组成两级放大电路。

两级各放大 10倍：1021uuAA再由：561RRAu可使：KRRKRR10,908596；其它参数按照通常经验给出②电路图 -- 前置放大电路如图 2所示图2 前置放大电路原理图（2）音调控制电路的设计①理论分析 音调控制器功能为： 调节音响放大器的频率响应， 更好地满足人耳的听觉特 性音调控制器对高音和低音进行提升或衰减，对中音信号增益不变 音调控制 器幅频率特性曲线如图 3 所示图3 音调控制器幅频率特性曲线 ②电路图 -- 音调控制器总电路图如图 4所示图4 音频控制电路原理图 （2）功率放大输出级的设计①理论分析功放要求功率尽可能大，失真尽可能小，效率尽可能高TDA2030是许多电脑有源音箱所采用的Hi-Fi功放集成块它接法简单额定功率为14W 电源电压为±6～±18V 输出电流大，谐波失真和交越失真小（±14V/4 欧姆，THD=0.5% ）具有优良的短路和过热保护电，安全可靠TDA2030 外形图如图 5所示图 5 TDA2030 的外形图②电路图 -- 根据参考器件手册给出的接法，得功放级整体电路图如图6所示图 6 功率放大输出电路原理图（3）扩音机整体电路的设计由上面各部分电路的设计方案的论证以及所选择的电路可设计出如图所示的扩音机电路图如图7 所示。

4 电路所实现功能与实测数据由于存在多级电路， 且参数要求严格， 本实验实际搭建电路测试时采用“先分级搭建并测试，后总体调测”的方法图 7 扩音机的总体电路原理图4.1 分级测试（１）前置放大级测试按照理论设计值搭建电路，测试增益约为86倍当输入输入信号频率为kHzF79.2时测得输入与输出电压如图8所示：图 8 输入输出电压即mVumVuoi38.495,02. 5所以增益7 .98io uuA 倍达到设计要求2）音调控制级测试①低音提升，高音衰减测试将)(121RRp即置为最大提升，)R(132即pR置为最大衰减输入电压mVui02. 5测试数据如表 1所示中频1.02kHz时增益为：90.002.5525.4 vmidA高频20.1kHz时增益为：27.002.5374.1 vhAF(Hz) 105 501 1.02k 2.01k Uo(mV) 1.535 4.165 4.525 3.936 F(Hz) 3.03 5.1k 10k 20.1k Uo(mV) 3.262 2.396 1.674 1.374 表1. 低音提升高音衰减测试数据①低音提升，高音衰减测试将)(121RRp即置为最大衰减，)R(132即pR置为最大提升。

输入电压mVui02. 5测试数据如表 2所示F(Hz) 1.02k 2.01k 3.03k 5.10k Uo(mV) 5.57 6.404 7.729 10.531 F(Hz) 10k 20.1k 30k Uo(mV) 15.107 18.428 19.338 表 2 低音衰减高音提升测试数据中频 1.02kHz 时增益为：11.102.557.5 vmidA高频 20.1kHz 时增益为：67.302.5424.18 vhA至此可知，音调控制级高、中频均达到设计要求３）功率放大级测试主要中频测试参数如表3 所示输入电压输出电压电压增益nVui387.3nVuo996.6001.18 387.3996.60 vA表3 功放级中频测试数据元件能够正常工作，所以电路连接正确，满足要求４.2 电路总体功能与测试（1）噪声测试当输入信号为Vui0，即输入端短路时，输出电压Vup7 .4max符合设计要求噪声输出电压的有效值不超过10mv 2）音量调节测试调节18R，观察示波器，输出电压连续可调，最小输出电压可趋近0V，增大音量输出电压可达到最大输出电压值 由此可知音量也连续可调， 符合设计要求。

5 主要仪器与设备电容：十六个；（注详细参数见原理图）固定电阻：二十个；（注详细参数见原理图）滑动变阻器：500k 的滑动变阻器两个， 22K的滑动变阻器一个；二极管：普通二极管两个；集成运算放大： LF353N 三片，功率放大芯片： TDA2030 一片；数字万用表两个，示波器一个，函数信号发生器，晶体管毫安表6 设计体会与建议 6.1 设计体会（1）此次实验从设计到实现，每一步都伴随着问题的不断的产生与解决，经过艰辛的调试、测量，最终完成实验，实验总体是成功的2）综合性实验涉及了几乎整个电路设计与实现的过程，严谨完成实验将很有意义，而且这是学习模拟电路以来第一次完整体验实际电路的实现，这个过程让我获益颇多 通过这次实践， 我对音频放大电路有了有了更深入的了解，对模拟电路设计过程和方法有了基本了解和认识，能够对简单电路系统中出现的故障和问题提出解决方案，学习并熟悉mulitisim软件的基本使用3）为发现和解决实际电路问题，我查阅了不少资料，和同学讨论交流，一同解决问题， 解决实际问题的能力有所提升功夫不负有心人， 最终完成了电路参数的仿真测试，欣喜万分6.2 对设计的建议在我们初次接触课程设计的时候，首先第一感觉就是不知所然，没有方向。

虽然在最后的努力下完成了， 但是还有很多概念不了解以及实验仪器的使用不清楚，使得在过程中显得很吃力， 因此在以后的学习中一定要注重实践，多去了解一些东西， 比如仪器的使用， 所以需要利用好一切可以的机会去动手，同时还得扎实自己的理论基础， 这些是对自己的一些建议 同时希望老师能够多给我们一点指导就能使我们少做点弯路， 在这个上面所花的时间就会减少好多，从而效率就能够得到提高， 这样我们就会有更充足的时间去学习其他知识，让自己的知识面更广泛当然一味的把设计思路以及方法告诉我们也是不可取的，这样我们就几乎学不到什么东西，更不要说去开发自己的创新思维了参考文献[1] 邓仁清梁明理 . 电子线路 [M]. 北京：高等教育出版社，1978. [2] 赵春华张学军 . 电子技术基础仿真实验[M]. 北京：机械工业出版社，2007 [3] 电子电路综合设计实验教程[M]. 北京：北京邮电大学电路中心，2010 [4] 康光华模拟电子技术基础[M]. 北京：高等教育出版社，2001 。