实验5音频放大器.doc

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1、东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电路与电子线路实验II第5次实验实验名称：音频放大器设计院（系）：吴院专业：信息姓名：学号：实验室:金智楼502实验组别：3同组人员：实验时间：2013年6月9日评定成绩：审阅教师：实验五音响放大器设计【实验内容】设计一个音响放大器，性能指标要求为：功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能、音调可调(选作)额定功率≥0.5W(失真度THD≤10%)负载阻抗10Ω频率响应fL≤50HzfH≥20kHz输入阻抗≥20kΩ话音输入灵敏度≤5mV音调控制特性(扩展)1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有±12dB的

2、调节范围1.基本要求功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能额定功率≥0.5W(失真度THD≤10%)负载阻抗10Ω频率响应fL≤50HzfH≥20kHz输入阻抗≥20kΩ话音输入灵敏度≤5mV2.提高要求音调控制特性1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围。3.发挥部分可自行设计实现一些附加功能【实验目的】1.了解实验过程：学习、设计、实现、分析、总结。2.系统、综合地应用已学到的模拟电路、数字电路的知识，在单元电路设计的基础上，利用multisim软件工具设计出具有一定工程意义和实用价值的电子电路。3.通过设计、调试等环节，增

3、强独立分析与解决问题的能力。【报告要求】1.实验要求：(1)根据实验内容、技术指标及实验室现有条件，自选方案设计出原理图，分析工作原理，计算元件参数。①总体方案l方案设计音响放大器主要由话音放大器、混合前置放大器、音调控制器和功率放大器四部分组成。l增益分配设计时先确定整机电路的级数，再根据各级的功能及级数指标要求分配各级电压增益，然后分别计算各级电路的参数，通常从功放级开始向前级逐级计算。本题需要设计的电路为话音放大器、混合前置放大器、音调控制器和功率放大器。a.音响放大器参数：输出功率：0.5W负载：8Ω对应输出电压：LineIn：设为100mV（可

4、以用电位器衰减）放大倍数分配可如下图所示：①单元电路设计l话音放大器话放增益一般为5~10倍左右，可采用同相放大器实现。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20Ω、200Ω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。语音放大器可采用集成运放组成的同相放大器构成，具体电路下图所示：图中，话音放大器的增益为：所以，为达到10倍的电压增益，Rf/R1应取到9，根据实验室所有电阻可取R1为3K，那么Rf即可用22K和5K的电阻串联为27K电阻，或者用

5、100K电位计，电位计占位较大搭建实际电路不方便，所以选择电阻串联为宜。为了不让高频干扰信号通过电路，可利用电容通高频阻低频特性，在输入端串接电容，抗干扰用，吸收干扰信号，让高频干扰基本不进入运放，计算的时候电容不参与运算。l混合前置放大器混合前置放大器的作用是将放大后的话音信号与LineIn（输出MP3作为背景音乐信号源）信号混合放大，起到了混音的功能。可采用反相加法器实现，具体电路下图所示：从图中可以看出，输出电压与输入电压之间的关系为：式中，Vi1为话筒放大器的输出信号，Vi2为放音机的输出信号。另外，图中的是平衡电阻，大小为////。为使混合前置

6、放大器电压增益为4，则要求Rf/R1=4，同时R1=R2，所以可以选择Rf=40K可用100K电位计实现，那么R1=R2=10K。加电容用以隔断直流电，让交流电或脉动信号通过，使相信的放大器直流工作点互不影响，耦合电容C1、C2采用10μF的极性电容。l音调控制器音调控制电路主要有三种：（1）衰减式RC音调控制电路，其调节范围较宽，但容易产生失真；（2）反馈型电路，其调节范围小一些，但失真小；（3）混合式音调控制电路，其电路较复杂，多用于高级收录机中。为了使电路简单、信号失真小，我们采用反馈型音调控制电路，其电路的原理图如图所示：图中，Z1和Zf是由RC

7、组成的网络。因为集成运放A的开环增益很大，所以：当信号频率不同时，Z1和Zf的阻抗值也不统，所以随频率的变化而变化。假设Z1和Zf包含的RC元件不同，可以组成四种不同形式的电路，如下图所示：在图（a）中，可以得到低音提升；在图（b）中，可以得到高音提升；在图（c）中，可以得到高音衰减；在图（d）中，可以得到低音衰减；如果将上图所示的四种电路形式组合在一起，得到反馈型音调控制电路，如下图所示：根据音响放大器的设计技术指标，要使频率响应fL≤50Hz，fH≥20kHz，1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围，现取PR1=10K，

8、根据公式：可以求得C2+C1=130nF，那么可取两个标称电容22nF和100n