扩音器电路设计说明.doc

电子技术课程设计论文---扩音器电路设计 院系： 电气工程学院 专业： 测控技术仪器 班级： 1141 ： 徐航 学号： 10 指导教师： 强 王军 2013年 06月 28 日目录第一章 绪论1第二章系统总设计方案22.1音频功放的简介22.2音频功放的基本原理22.3方案的确定3第三章仿真实验与硬件电路设计53.1 仿真实验53.2各工作区原理说明5第四章硬件安装与调试94.1电路板的制作94.2电路安装所需的元器件94.3元器件的焊接104.4焊接的须知114.5成板的的调试11第五章总结与心得12致14参考文献15附录I附录一：功率放大电路Protues仿真电路图I附录二：功率放大电路Protel DXP电路原理图与PCB布线图III附录三：腐蚀板图IV附录四：电路板成品图V / 第一章绪论扩音器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器声音的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD唱机与线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。

一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配因此我们组选用9013作为前置放大器，使选择所需要的音源信号大到额定电平并且可以进行各种音质控制，以美化声音随后，我们组采用LM386作为音频放大，因为LM386静态功耗低，约为4mA,可用于电池供电，工作电压围宽，4-12V or 5-18V外围元件少电压增益可调，20-200，低失真根据上述我们组的扩音器可由图1-1-1所示框图实现图1-1-1 音频功率放大器组成框图第二章 系统总设计方案2.1音频功放的简介 进入21世纪以后，各种便携式的电子设备称为了电子设备的一种重要的发展趋势从作为通信工具的，到作为娱乐设备的MP3播放器，已经成为差不多人人具备的便携式电子设备陆续将要普与的还有便携式电视机，便携式DVD等扽。

所有这些便携式的电子设备的一个共同点，就是都有音频输出，也就是都需要有一个音频放大器；另一个特点就是它们都是电池供电的都希望能够有较长的使用寿命就是在这种需求的背景下，D类放大器别开发出来它的最大特点就是能够在保持最低的失真情况下得到最高的效率高效率的音频放大器不只是在便携式的设备中需要，在大功率的电子设备中也需要因为，功率越大，效率也就越重要而随着人们的居住条件的改善，高保真音响设备和更高档的家庭影院也逐渐开始兴起在这些设备中，往往需要几十瓦甚至几百瓦的音频功率这时，低失真、高效率的音频放大器就成为其中的关键部件2.2音频功放的基本原理音频功放实际上就是对比较小的音频信号进行放大，使其功率增加，然后输出 前置放大主要是完成对小信号的放大，使用一个同向放大电路对输入的音频小信号的电压进行放大，得到后一级所需要的输入后一集的主要对音频进行功率放大，使其能够驱动电阻而得到需要的音频扩音器具有体积小、重量轻、调试简单、效率高、失真小、使用方便等优点，已经成为在音频领域中应用十分广泛的功率放大器当它外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。

LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品见图2-2-1，为使外围元件最少，电压增益置为20但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至200输入端以地位参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合LM386的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式特性:（1）静态功耗低，约为4mA,可用于电池供电 （2）工作电压围宽，4-12V or 5-18V3）外围元件少4）电压增益可调，20-2005）低失真度LM386部电路见图2-2-2图 2-2-1 LM 386 外形与管脚排列图2-2-2 LM386内部电路2.3方案的确定由小组成员设计相应的扩音器电路的电路图见附图2-1，我们采用LM386作为功率放大器，确定各级的增益分配，放大倍数Vs. dB数0dB：一般将信号电平（0dB）即0.775V作为衡量放大器灵敏度的参考标准5mV的dB数为：因为采用的集成芯片LM386，其输出功率为20W，则负载上的电压为：又话筒输入为5mV，则整个电路的增益为20lg（13/0.005）=68dB。

考虑到音调级必要的衰减，增益为－2dB左右所以取整个电路的增益为70dB则各级的增益如下：* 功放级：26dB（厂家给定的）* 音调控制级：-2dB 前置放大级：44dB第三章 仿真实验与硬件电路设计3.1 仿真实验首先在Proteus软件中进行模拟仿真，试验电路是否符合设计要求仿真电路图与仿真结果见附图1-1，然后在Altium Designer软件中画出电路图，进行原件调整和布局电路图见附图2-1，然后进行PCB板制作，布线，PCB板布线图见附图2-23.2各工作区原理说明(1)声音输入系统 C1的作用为低频滤波，R1的作用为限流作用，防止麦克烧坏，C2的作用是滤去声音信号中的直流分量，RP2的作用是调节音质如图3-2-1所示图3-2-1声音输入原理图(2)电压放大系统将声音输入系统中所采集的电压进行放大，静态时，BJT各电极的直流电流与个电极间的直流电压分别用Ib、Ic、Vbe、Vce表示，些电流电压的数值可用BJT特性曲线上的一个确定的点表示，该点习惯上称为静态工作点Q，因此常将上述四个变量写成IBQ、ICQ、VBEQ、VCEQ动态中输入正弦信号Vs后电路将处在动态工作情况此时，BJT各级电流与电压都将在静态值的基础上随输入信号做相应的变化。

基极-发射级间的电压VBE=VBEQ+Vbe，vbe是vs在发射极上产生的交流电压当vbe的幅值小小于vbeq ，且使发射结上所加正向电压仍然大于vth时，vbe随vs的变化必然导致受其控制的基极电流ib，集电极电流ic产生相应的变化，即iB=IBQ+ib,iC=ICQ+ic，其中ic=Bib是交流电流与此同时，集电极-发射级间的电压Vce也将发生变化，Vce=Vcc-iC*Rc=VCEQ+vce.如图3-2-2所示图3-2-2电压放大原理图(3)功率放大系统功率放大系统由LM386N-1与电容和电阻构成，因为电流放大系统所放大的电压为同相电压，所以由LM386的3脚输入，因为LM386的2、3引脚为输入端，且2脚反相输入端，3脚为同相输入端，5脚进行输出1、8脚为增益设定档，若1、8脚间10vf的极性电容，则放大倍数为200，本试验品1、8脚间未接电容，则放大倍数为20倍如图3-2-3所示图3-2-3功率放大原理图(4)声音输出系统由电阻、电容、扬声器构成R1作用为分压，防止扬声器被烧坏C1与C2的作用是降噪、滤去直流分量如图3-2-4所示图3-2-4声音输出原理图3.4整体电路原理图见图3-4-1,通过驻极体话筒将声音信号改为电信号后进入电路，后经过BJT9013对信号进行放大，再由LM386进行整理传送后由扬声器将电信号改成声音信号输出。

图3-4-1整体电路图第四章硬件安装与调试4.1电路板的制作（1）在覆铜板上画取所需要的电路板区域，并进行切割2）用砂纸将覆铜板进行打磨，磨去表面氧化层3）用铅笔在覆铜板上进行画线，画完之后用信号笔按铅笔所画的线进行描画保证线路清晰且明确4）配制腐蚀液，按照1：4的比例，将腐蚀粉和水进行配比，倒入准备好的腐蚀筒中（选取的腐蚀筒不宜过大，也不要过小，要保证电路板可以完全放入）将电路板放入腐蚀筒中，进行腐蚀（要保证电路板完全浸入腐蚀液中，但不要使电路板碰触到筒底，最好倾斜放入，注意腐蚀进程，防止出现断线情况不可用手抓取正在腐蚀的板子，腐蚀液的腐蚀性很强，避免自己受伤）5）待电路板腐蚀好后，拿出电路板用香蕉水擦去信号笔所画出的线，检查是否有断线情况6）利用台钻在电路板的管脚进行打孔，成板请见附图3-14.2电路安装所需的元器件元器件名称元器件参数数目色环电阻330Ω233kΩ1 贴片电阻51kΩ13.3kΩ1100Ω1电位器47kΩ11kΩ1极性电容220ϰF110ϰF4100ϰF1磁片电容0.01F1三极管90131麦克1运放LM38614.3元器件的焊接（1）拿出电烙铁，以45度靠紧焊接面进行预热；（2）然后将焊锡丝同时伸向被焊的组件脚与焊盘，一起接触被焊处；（3） 焊锡丝熔化，向焊接处推入焊锡丝，使焊锡润湿焊盘与组件脚，当焊点上的焊锡成 圆锥形时即抽离焊锡丝（应控制焊锡丝的熔化量不能过多，以免造成浪费； （4）在焊锡完全熔化后，移去烙铁头。

如焊锡过多，可把烙铁头上的焊锡甩干净，然后 不用焊锡丝或极少量的焊锡丝重焊一遍，移去时正好吸去多余的焊锡； （5）如果焊点有连焊，也应将焊锡线（其中有助焊剂）与烙铁头一起接触在连焊的焊点 之间，待焊锡丝与助焊剂一起熔化后，移去焊锡丝，再将烙铁头侧放着向下移走，吸去 多余的焊锡； （6）如果要用电烙铁去除焊盘孔中的锡（ 即挑孔） ，应该将印制板拿高，把烙铁头置于 比印制板低的位置，将烙铁头在焊盘孔上擦几下，可以将焊盘孔中的焊锡吸流到烙铁头 上去如果印制板较小，可以用烙铁将焊盘上的锡熔化， 然后迅速开烙铁，将印制板在 工作台上轻敲一下，使焊盘上的熔锡振落； （7）将烙铁头上的多余焊锡甩在废锡盒中，再将电烙铁插入烙铁筒中8）正常焊接时，电烙铁与平面应保持角度是 45 度 （9）手拿锡线时，锡线头长度应留出 3- 5CM （10）焊点的标准是：焊点呈锥形，焊锡要适量，表面有光泽，光滑，清洁等 （11）常见的不良焊点有：虚焊，假焊，漏焊，锡球，锡尖等 （12）烙铁尖上有锡渣时在焊锡棉上擦掉，焊锡棉要清洗干净，使用时要保持湿润 （13）烙铁使用后必须放在烙铁架上，不允许传递，防止意外4.4焊接的须知 1、首先要收集齐。