电子系统设计讲义

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1、电子系统设计讲义电子系统设计讲义——第五课一、教学目标通过设计音响放大器的例子，训练学生设计一个完整电子系统的能力。让学生了解音响放大器的工作原理，了解如何将一个电子系统的设计分解成几个模块的设计，并将系统设计目标的参数，如何转化为各模块的设计目标的参数。根据各模块的功能和设计目标参数，给出各模块的实现电路，并计算得出具体电路的元器件的参数值。二、重点、难点训练学生设计一个完整电子系统。让学生初步了解如何对一个完整的电子系统进行模块分解，并将系统的设计目标参数分解为各模块的目标参数。如何得出均衡放大器和音调放大器的高低频时侯的等效电路是这节课中的一个难点。三、教学内容概述

2、音响系统放大器包括：前置放大部分、功率放大部分、电源。他们的作用分别为：前置放大又包括信号前置放大器、主控前置放大器。信号前置放大器的作用：均衡放大器：将唱片信号还原并放大；解释RIAA规定的录制频率特性；是为了适应录制工艺要求和减少录制噪声的影响；话筒放大器：放大话筒输出信号。主控前置放大器的作用：音调控制放大器：实现高低音调节，并提供一定的放大量；噪声滤波器：滤除噪声；功率放大器的作用：输出足够大功率，与负载匹配等设计任务设计一个音响系统放大器，具体要求如下：（1）负载阻抗：EMBEDEquation.3Ω；（2）额定功率：EMBEDEquation.3W；（3）带宽

3、：EMBEDEquation.3；（4）失真度：EMBEDEquation.3（5）音调控制：低音（100Hz）±12dB高音（10kHz）±12dB（6）频率均衡特性符合RIAA标准；（7）输入灵敏度：话筒输入端≤5mV；调谐器输入端≤100mV；（8）输入阻抗：EMBEDEquation.3Ω；（9）整机效率：EMBEDEquation.3方案确定总体方案与框图（画出放大器的组成框图）几点说明：音响放大器信号源有多种形式；功率放大器通常要求输出足够大的功率，且要求失真小、效率高。分析并讲解图4-58所示的放大器组成框图。分析及讲解重点：放大器输出电压为：EMBEDEq

4、uation.3最小的话筒输入信号的总电压增益为：EMBEDEquation.3，因为调谐器输入端小于100mV，所以话筒放大器的放大倍数为：EMBEDEquation.3倍，即26dB；话筒输入信号非常小，加强屏蔽和匹配等措施，抑制话筒放大器噪声非常重要。音调控制放大器的中频增益一般为1；功率放大器的电压增益为：63dB-26dB=37dB均衡放大器的放大倍数定为：30dB单元电路方案论证均衡放大器的讲解要点：作用是将唱片信号还原并放大；解释RIAA规定的录制频率特性；是为了适应录制工艺要求和减少录制噪声的影响，将录制信号的低频端幅度适当压缩，而对信号中的高频成分适当提

5、升，则图4-59是RIAA的放音特性；画出图4-60所示的典型的均衡放大器的原理电路图可以得到：EMBEDEquation.3在这个电路中，一般选取C2>>C3，R2>>R3>>R4。所以在分析这个电路时，要注意：讲解低频段几个式子的推导过程，高频段让学生自己推导。在低频信号段，认为C3是开路（画出等效电路图），所以有：EMBEDEquation.3放大倍数为：EMBEDEquation.3极点的转折角频率为：EMBEDEquation.3零点的转折角频率为：EMBEDEquation.3因为R2>>R3>>R4，所以EMBEDEquation.3在高频信号段，认为C2是

6、短路，有：EMBEDEquation.3公式的推导过程学生自己完成。因为根据RIAA特性，知道三个转折角的频率为:50、500、2120可得：EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3根据前面确定的均衡放大器的中频增益为30dB，选定R4，就可以确定R3，然后得到C3、C2。通过以上分析，可以得到书本上图4-62所示的均衡放大器电路图音调放大器讲解要点：音调放大器的技术指标为：低音（100Hz）±12dB高音（10kHz）±12dB音调放大器高低音提升和衰减控制特性，见图4-63。在黑板上画出图4-64所示的音调控制电路图，

7、说明Rw1控制高音的提升和衰减，Rw2控制低音的提升和衰减。在这个电路中，电路分析时，选取条件：C1=C2，C3=C4，并且C1>>C3，R1＝R2＝R3＝R，Rw1=Rw2=9R，Rw1>>R4。推导过程如下：所以当低频时，C3、C4看作开路，当Rw2滑向A点时，可以得到课本中图4-73所示的原理图（在黑板上画出），所以能够得到式子：EMBEDEquation.3同样能够得到当Rw2滑向B点时的原理图（在黑板上画出），这时的闭环增益表达式为：EMBEDEquation.3从而得到课本中的式子4-20、4－21。当高频时，C1