音响系统放大器设计模拟电子技术课程设计.doc

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1、一、 设计题目音响系统放大器设计二、 主要内容及要求设计一个音响系统放大器。具体要求如下： 负载阻抗 ； 额定功率 ； 带宽 ； 失真度 ； 音调控制 低音（100Hz）12dB;高音（10kHz）12dB; 频率均衡特性符合RIAA标准； 输入灵敏度 话筒输入端5mV;调谐器输入端100mV; 输入阻抗 Ri500k; 整机效率 50%；三、 进度安排1老师给出选题内容，课程设计的相关要求，指导时间及任务完成期限。2. 复习模拟电子技术基础的内容，扎实基础。3去图书馆和网上查找相关资料，并且构思整个设计思路。4选择适当的芯片组合电路，设计各个部分的电路图，并用仿真软件设计，改善电路图。5根据

2、电路的原理写出设计方案。6设计方案的检查，修正，改进，按要求打印方案。四、 总评成绩 指导教师 学生签名 音响系统放大器设计一、设计任务与要求1一般说明：音响系统中的放大器决定了整个音响系统放音的音质、信噪比、频率响应以及音响输出功率的大小。高级音响中的放大器通常分为前置放大器和功率放大及电源等两大部分。前置放大器又可分为信号前置放大器和主控前置放大器。信号前置放大器的作用是均衡输入信号并改善其信噪比；主控前置放大器的功能是放大信号、控制并美化音质；功率放大器及电源部分的主要功能是提供整机电源及对前置放大器来的信号作功率放大以推动扬声器。2音响系统放大器。具体要求如下： 负载阻抗 ； 额定功率

3、 ； 带宽 ； 失真度 ； 音调控制 低音（100Hz）12dB; 高音（10kHz）12dB; 频率均衡特性符合RIAA标准； 输入灵敏度 话筒输入端5mV; 调谐器输入端100mV; 输入阻抗 Ri500k; 整机效率 50%；二、方案设计与论证本设计由语音放大器、电子混响器、混合前置放大器、音调控制器及功率放大器五部分组成。此设计方案具有使用元件少，电路简单明了等特点。其工作原理如下：当语音信号由话筒输出后，进入语音放大器放大并传入电子混响器产生混响效果。混响后的信号连同磁带放音机产生的信号一同进入混合前置放大器，并进行放大。放大后的信号进入音调控制器，然后进入功率放大器进行功率放大后，

4、由扬声器输出声音。晶体管放大器具有细腻动人的音色、较低的失真、较宽的频响及动态范围等特点，因此本设计采用晶体管件设计放大器。还可以配合来自声源特别是数码声源的音质而设计和使用。它不会使声音降级。此外它还具有效率高，电力损失小等优点。1、话筒放大器话筒放大器主要由语音放大器和混合前置放大器两部分组成根据技术指标的要求，已知话筒放大器的输入灵敏度5mV，音调控制放大器的输入灵敏度100mV，而输出功率P。10W，则可确定总的增益和各放大器的增益。输出电压有效为：为留有一定的余量，确定总电压增益为1400，即63dB。通常话筒输出信号较小，所以抑制话筒放大器的噪声是它的主要问题，可以通过加强屏蔽和匹

5、配等措施来实现，同时要尽可能降低放大器本身产生的噪声。话筒放大器的增益可根据图中 的值来决定，本级可取20倍(26dB)。由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20k(亦有低输出阻抗的话筒如20，200等)，所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。而混合前置放大器主要作用是将唱机的音乐信号与语音放大器的输出声音信号进行混合放大，可采用反相加法器实现。参数设定：为减少噪声的影响，场效应管T1的工作点取低一些,取工作点为： 所以： 再取 Vcc9V，则有：所以有： 因为在总体分析中我们已经确定话筒的放大倍数为20倍所以有

6、： 可以得出： 为保证足够大的输入电阻，R1取1M。由公式得出C1、C2、C3的值分别为1F、1F、47F。2、音调控制放大电路音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，理想的控制曲线如图中折线所示。表示中音频率，要求增益Avo=0dB；表示低音频转折频率，一般为几十赫兹； (等于)表示低音频区的中音频转折频率；表示高音频区的中音频转折频率； (等于)表示高音频转折频率，一般为几十千赫兹。音调控制放大器的作用是实现对低音和高音的提升和衰减，以弥补扬声器等因素造成的频率响应不足。技术指标通常为：低音(100Hz)12dB，高音(10kHz)12dB。目前的高级音响设备大多已采用“多频段频率

7、均衡”电路来达到更好地校正频响效果. 音调控制放大器一般取它的中频增益为1，但要能满足音调的调节范围。由此得出功率放大部分的电压增益应大于70倍，即37dB以上6。常用的音调控制电路有衰减式音调控制电路和反馈式音调控制电路两类，由于后者失真较小，所以应用较广。音调控制器只对低音的增益进行提升与衰减，中音频的增益保持0dB不变。因此，音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器构成。由运算放大器构成的音调控制器。这种电路调节方面，元器件较少，在一般收音机，音响放大器中应用较多。该音调控制放大器是由一个音调控制网络和运算放大器 所组成的负反馈放大器，其中和是分别调节高音和低音的两个电位器，调节和 两

8、个电位器以改变反馈系数，从而改变放大器的幅频特性，以达到音调控制作用。参数确定根据我们前面的分析，假定R33R4，低音的最大提升量和衰减量为20dB，那么根据指标，低音：100Hz12dB14。所以，就有： 同样，可以求得：取： 可以得到： 从而得到： 功率放大器由于设计中采用集成功放实现功率放大，但Multism8的元器件库中没有功放集成块，所以利用工作原理相同的OTL功放进行仿真，其电路图如下。其工作原理如下：当语音信号由话筒输出后，进入语音放大器放大并传入电子混响器产生混响效果。混响后的信号连同磁带放音机产生的信号一同进入混合前置放大器，并进行放大。放大后的信号进入音调控制器，然后进入功

9、率放大器进行功率放大后，由扬声器输出声音。电路全图：三、单元电路设计与参数计算元件清单数量描述参考标识8RESISTOR_RATED, 10k R1, R2, R4, R6, R8, R9, R14, R161RESISTOR_RATED, 75k R118CAPACITOR_POL_RATED, 10uF C1, C2, C3, C5, C6, C7, C8, C121POWER_SOURCES, GROUND01POWER_SOURCES, VCCVCC2RESISTOR_RATED, 30k R3, R72POTENTIOMETER_RATED, 10k R12, R131CAPACIT

10、OR_POL_RATED, 1uF C41CAPACITOR_POL_RATED, 470pF C92CAPACITOR_POL_RATED, 0.01uF C10, C111CAPACITOR_POL_RATED, 4uF C133RESISTOR_RATED, 47k R5, R10, R191RESISTOR_RATED, 1k R152POTENTIOMETER, 10kR17, R221POTENTIOMETER, 470R181POTENTIOMETER, 470kR201POTENTIOMETER, 20kR211CAP_ELECTROLIT, 470FC142CAP_ELECT

11、ROLIT, 10uFC15, C161CAP_ELECTROLIT, 470uFC171RESISTOR, 5.1kR231RESISTOR, 150R241RESISTOR, 680R251RESISTOR, 51R261RESISTOR, 50R27五、仿真调试与分析经测试之后，各电路分开调试均可以实现设计要求。但电路连接后有部分失真出现。六、结论与心得这次的课程设计是一个很好的锻炼的机会，让我们能够充分应用自己所学的理论知识和潜力去设计出一个简便的电路。同时也提高了我们查阅资料的方法，以及自己处理设计电路的能力。自己能明显的感觉到在设计个过程中自己的思路变的开阔，并对各元器件的的连接和处理有了新的认识。 通过本次课设，了解到单独功能的电路设计比较简单，但要把若干个功能的电路、元件组合起来就比较困难，必须很好地了解各个电路间的关系，还要选用适当的元件来组合各电路。总的来说，这次课设对我们的现在以及将来的学习、工作都是有很大帮助的，而且使我学会了分析设计电路的思维模式，大大提高了动手实践能力。七、参考文献模拟电子技术基础 ，华成英，高等教育出版社电子技术课程设计指导，彭介华，高等教育出版社