《模拟电子技术》课程设计-扩音机课程设计.docVIP

郑州科技学院 《模拟电子技术》课程设计 题 目 学生姓名 专业班级 学 号 院 （系） 电气工程学院 指导教师 完成时间 2013年6月6日 摘 要 扩音机是生活中很常见的一类电子产品使用非常广泛。扩音机电路是把微弱的声音信号放大成能推动扬声器的大功率信号，电路结构主要分为前置放大，音调控制，功率放大三部分。前置放大主要完成小信号的放大，一般要求输入阻抗高，输出阻抗低，频带宽，噪声要小。在本次设计中前置放大级分为两级，第一级为共源放大电路，整个电路的放大倍数主要靠第一级；第二级为射级跟随器，保证音调控制电路有较好的效果，给音调控制电路以较小的信号源内阻。音调控制主要是实现对输入号高、低音的提升和衰减；由于集成运算放大器具有电压增益高、输入阻抗高等优点，用它制作的音调控制电路具有电路结构简单、工作稳定等优点，功率放大的主要作用是向负载提供功率。要求输出功率尽可能大，转换功率尽可能高，非线性失真尽可能小。 关键词：扩音机；前置放大；音调控制；功率放大 目 录 1 课程设计目的 1 2 设计的任务与要求 1 2.1 设计任务 1 2.2 设计要求 1 3 设计方案与论证 1 4 设计原理 5 5 总体的制作与仿真 6 5.1 电烙铁的使用 6 5.2 电子产品仿真图 8 6 总结 9 致谢 11 附录一:总体电路原理图 13 附录二:实物图 14 附录三:元器件清单 15 1 课程设计目的 通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。 2.2 设计要求 ① 输入信号为语音输入； ② 最大输出公路为8W； ③ 负载阻抗RL=8欧姆； ④ 具有音调控制功能。 3 设计方案与论证 根据设计课题的要求，该音频功率放大器电路可以分3级: 第一级：前置放大，主要是完成对小信号无失真的放大，一般要求输入阻抗高，输出阻抗低，频带宽，噪声小。 第二级：音调控制，电路的功能不仅仅在于扩音，还有对高低音的抑制或提升。 第三级：功率放大，决定了最终电路的输出效果，要求效率高、失真尽可能小、输出功率大。尽可能高，非线性失真尽可能小。 扩音电路可由图3-1所示框图实现。 图3-1 扩音机电路图 （1）前置放大器 前置放大器的主要功能是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，采用低噪声场效应管组成放大器是合理的选择。对于前置放大器的另外一要求是要有足够宽的频带，以保证音频信号进行不失真的放大。由于话筒提供的信号非常弱，一般在音调控制器前面加一个前置放大器。考虑到设计电路对频率响应及零输入时的噪声、电流、电压的要求做电路如图3-2所示。 图3-2 前置放大器电路图 （2）音调控制电路 音调控制器的功能是根据需要按一定的规律控制、调节音响放大器的频率响应，达到美化音色的目的。一般音调控制器只对低音和高音信号的增益进行提升或衰减，而中音信号增益不变，音调控制电路一般可分为衰减式和负反馈式两大类，负反馈式音调控制电路的噪音和失真较小，并且在调节音调时，其转折频率保持固定不变，而特性曲线的斜率却随之改变。下面分析负反馈型音调控制电路的工作原理。 （3）负反馈式音调控制器的工作原理 音调控制电路一般可分为衰减式和负反馈式两大类，负反馈式音调控制电路的噪音和失真较小，并且在调节音调时，其转折频率保持固定不变，而特性曲线的斜率却随之改变。下面分析负反馈型音调控制电路的工作原理。由于集成运算放大器具有电压增益高、输入阻抗高等优点，用它制作的音调控制电路具有电路结构简单、工作稳定等优点，典型的电路结构如图3-3所示。其中电位器R16是高音调节电位器，R13是低音调节电位器，电容C9、C7是低音提升和衰减电容，一般选择C7=C9，电容C6起到高音提升和衰减作用，要求C6的值远远小于C9。电路中各元件一般要满足的关系为：R13=R16，R8=R11=R12，C7=C9。 图3-3 负反馈式音调控制电路 在电路图3-3中，对于低音信号来说，由于C6的容抗很大，相当于开路，此时高音调节电位器R16在任何位置对低音都不会影响。当低音调节电位器R13滑动端调到最左端时，C9被短路，由于电容C7对于低音信号容抗大，所以相对地提高了低音信号的放大倍数，起到了对低音提升的作用，同样当R13的滑动端调到最右端时，电容C7被短路，由于电容C