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长江大学模电实验 ——文档设计部分 课题:音响放大器 组长：王 翠 组员：徐 丽 杜 一 凡 音响放大器 摘要：音响技术的发展经历了电子管，晶体管，场效应管的历史时期，在不同的历史时期都各有其特点。通过音响放大器电路本设计利用ua741,三极管，二极管，及各种电阻设计了前端放大电路，前置放大电路，以及功率放大电路，利用变压器，7812及7912设计了电源电路实现了对音频信号的放大。通过音响放大器电路的设计使我们认识到一个简单的模拟电路系统应当包括输入级，中间级，输出级的执行机构。 关键词：ua741,三极管，二极管，7812，7912 一 系统方案选择和论证 1.1 系统基本方案 系统主要分为信号输入模块、前端放大模块、前置放大模块、功率放大模块、自制电源模块。系统原理方框图如图1所示。 图1 系统方框图 1.2 各模块方案的确定 1.2.1前端放大模块 此模块使用了一个ne5532中的两个运放，第一级放大10倍，第二级放大倍数可调，采用了一个定值电阻10k与一个10k的电位器，总放大倍数在10到500可调。第一级输入信号后在运放前采用一个大电容10uf与一个小电容1uf并联滤波，以达到带宽Bw50~20000Hz的要求。 1.2.2前置放大模块 方案一：本次试验将使用三个运放达到放大，其中前两个运放以对称结构形成差分输入，第三个运放进行差分放大，并且实现信号的双入单出转换。运放选取ua741。ua741有无频率补偿要求、短路保护、失调电压调零、低功耗等优点，适合与本次试验中使用。 方案二：使用仪表放大器即集成芯片INA118来实现。INA118 它具有精度高、功耗低、共模抑制比高和工作频带宽等优点，适合对各种微小信号进行放大。INA118 独特的电流反馈结构使得它在较高的增益下也能保持很高的频带宽度。由三个运算放大器组成差分放大结构。内置输入过压保护，且可通过外置不同大小的电阻实现不同的增益，应用范围很广。因此选用INA118来实现放大。 最终决定选取方案一，INA118虽然使用简单，仅仅需要一个电阻以及正负电源及接地既可以达到放大要求。但是方案一更能锻炼我们的实验能力且在实验过程中巩固模电知识。 1.2.3 OCL功率放大电路 方案一：复合三极管构成的准互补对称OCL功率放大电路，三极管T1、T3组成的复合管为NPN型，三极管T2、T4组成的复合管为PNP型，而复合管中的T3、T4均为同类型的NPN管，其特性参数容易对称。当电路输入正弦交流信号时，正半周期间，三极管T1、T3导通；负半周期间，三极管T2、T4导通，即一对复合管轮流导通工作，共同完成一个周期的信号输出。采用电位器及二极管组成的电路来确定确定各个三极管的的工作状态。 方案二：采用集成功放LM384，其工作可靠、使用方便。只需在器件外部适当连线，即可向负载提供一定的功率。 最终决定采用方案一,方案一因为涉及器件众多可能会出现问题，但是在大致电路图明确情况下问题可一一排除。且在实验过程中可以对所学知识的另一个升华。 1.2.4 自制稳压电源 直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成。整流部分由4个in4007组成，稳压电路由集成稳压器LM7812、LM7912实现正负12V的输出，它们具有输出电压性能稳定、结构简单、外围元件少等特点。电路中稳压器两端还接由保护二极管，实现短路保护。 二 系统的硬件设计 本设计中主要分为前端放大电路、前置放大电路、功率放大电路。 前端放大电路：将信号放大，并使其通频带在要求范围内。 前置放大电路：进一步放大信号并且抑制共模信号，放大差模信号。 功率放大电路：为负载喇叭提供足够大的并且使其工作在要求的范围内。 稳压电源电路：通过变压器及该电路输出正负12v的电压。 2.2前端放大电路的设计 电路图如图2所示 IN为信号的输入端，OUT为放大信号的输出端，VDD为-12V电源的输入端，VCC为12V电源的输入端 图2 前端放大电路 2.2前置放大电路的设计 电路图如图3所示 在U3的调零端接了51KΩ的调零电阻VR2；理论上采用10k的R4与1k的可调电阻，但是在实际制作板子时，为了方便与精准我们将可调电阻及R4换成了610Ω的固定电阻。U1和U2两端的电路及电阻的阻值完全一致。 图3 前置放大电路 2.3功率放大电路的设计 电路图如图4所示 电阻R1、电位器RW1和电阻R2用于调节电路输出端