音频功率放大电路实验

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1、《实用电子电路》课程实验讲义音频功率放大电路实验（深圳大学电子科学与技术学院潘飞蹊）一、概述在现代人类社会的生产活动中，经常需要将各种声音信号转换为电信号，然后进行储存、放大后再输出。音频是指人耳能够感知的声音频率范围，音频放大电路就是能够放大和处理这一频率范围内电信号的电路，而音频功率放大则是指音频电信号被放大以后，还要能够有足够大的输出功率去推动扬声器或耳机等负载，重新将电信号转换为声音输出。人耳所能感知到的声音频率范围大约为20Hz到20KHz，而人的语音频率范围则大约集中在80Hz到12kHz之间。因此音频功率放大电路所需要放大和处理的信号

2、范围（即电路所需要的通频带）也就是在20Hz到20KHz之间，超出此频率范围外的信号不需要考虑。另外，人耳对声音的感知有两个很重要的特点：1、人耳对声音强度的感知是对数性的，而不是线性的，这一特点能够保证人耳既能听到及极其细微的声音，也能承受巨大的声响。2、人耳对声音频率的感知也是对数性的，这一特点能够保证人耳对声音频率的感知也有一个足够宽广的范围。针对人耳对声音频率的感知情况，可以将声音划分为三个基本的频段，即：1、高频段，7KHZ以上。2、中频段，500HZ──7KHz。3、低频段，500HZ以下。如果进一步划分，还可以将中频段再细分为中低频段

3、（500HZ──2KHZ）和中高∗频段低（2KHZ──7KHZ）。就最简单的音频放大电路的理解而言，可以不必考虑声音的不同频率段的处理，只要直接将所有的信号都共同放大，共同输出就可以了，但是在实际中，这种简单的处理方式会存在以下几个方面的问题：一是放大电路和扬声器的频率响应问题，即必须保证放大电路对所有频率的信号都有相同的放大性能（放大倍数），也必须保证扬声器对所有频率的信号都有相同的响应性能，这在实际设计中是难以实现的。单就放大电路而言，在音频范围内保证放大电路对所有频率的信号都有基本相同的放大性能并不困难，但是要保证扬声器对所有频率的信号都有相

4、同的响应性能则几乎不可能，因为扬声器∗关于声音频率段的划分方法有多种，不同的方法划分的高音、中音和低频率段有所不同。高音和低音段也可以再进一步仔细划分更细的频段。Copyright©Fishpan2006.Allrightsreserved.1Anyunauthorizedcopyinganddistributionareforbidden.《实用电子电路》课程实验讲义并不是简单的纯阻性负载，而是线圈和永磁体复合组成的，具有电阻性，电感性（线圈）以及能够感生电动势的特性（线圈切割磁力线），因此具有很复杂的频率响应特性；同时，不同结构，不同大小的扬声

5、器的频率响应特性也是不同的。因此在现代的音响器材上，往往采用多个不同的扬声器来分别对高、中、低音进行处理和表现，力争尽可能真实地还原出声音信号。二是人们在不同的场合下，对声音信号的还原需求是不同的，例如在欣赏轻音乐时，声音信号主要集中在中、高音频段，此时可以消弱低频信号，增强高频信号，能够使音色明亮清晰。而如果是在听摇滚乐或观看DVD中的战争场面时，则应当增强低频音量，使声音具有更强的节奏感和震撼力。三是不同的人对相同声音的感知情况是不同的。因此现在的各种音响器材上都有对声音频率进行调节处理的电路（称音调电路），以适应不同的需要。另一方面还要说明的

6、是，不同档次的音响器材对音频放大的品质要求也是不同的，因此放大电路本身的设计要求也不同。例如在一些高档音响器材中，首先对音频信号进行电子分频（用高通，低通或带通滤波器），将声音信号分为高、中、低三个（或更多）频段，然后分别对这些频段的信号进行放大，再分别输出去驱动高、中、低音的扬声器，这样不仅能够最大限度地保证扬声器的频率响应特性，也可以方便地调节各个频段的音量信号的大小；而在一些中低档的音响器材中，则是将所有频率的信号同时放大，然后通过电容分频（或电容电感分频），再输出去驱动高、中、低音的扬声器。但是，不管音频放大器的要求如何，音频放大电路的基本

7、组成结构和原理则是相同的，只要掌握了这些基本原理，则可以自己去设计和改善电路，提高音频放大电路的品质。二、实验内容和目的本实验的内容是设计和制备一个可以供多媒体音箱使用的音频功率放大电路，从而了解音频功率放大电路的基本结构和工作原理，同时也进一步加深对模拟电路中所学知识的掌握和认识，并通过单元电路的分析，了解电路系统设计的步骤和组合方法。实验中重点要求复习和掌握运算放大器的基本使用方法，即运放同相比例放大和反相比例放大器的结构，计算和运用。同时也要求复习和掌握有源滤波电路的基本结构和原理。在电路设计中和实验中也需要了解对元器件的选择标准，掌握一些常

8、用元件的性能。另外，在本实验中还增加了一部分线性直流稳压电源的内容，要求通过实验掌握线性稳压电源的基本结构、工作原理以及三