文档介绍：

北京邮电大学

电子电路实验报告

实验七:扩音机电路的设计与实现

院系:信息与通信工程学院

班级:2009211127

姓名:张帆

班内序号:23

学号:09210746

指导教师:任老师

实验七扩音机电路的设计与实现

摘要:

扩音设备的作用是把从话筒、录放卡座、CD机送出的微弱信号放大成能推动扬声器发声的大功率信号,主要采用运算放大器和集成音频功率放大电路来构成扩音机电路。本实验有前置放大器、音调控制器和功率输出级三部分,通过元器件在面包板上模拟实际电路,最后进行测试,使扩音机电路满足输出功率,负载阻抗,频率相应等多方面的要求。

关键词:

原理图、测试、放大、音频调节

实验任务要求:

1、基本要求:

参考图一框图设计实现一个对话筒输出信号具有放大能力的扩音电路,设计指标一集给定条件为:

最大输出功率不小于2W

负载阻抗为8欧姆

具有音调控制功能,即用两个电位器分别调节高音和低音。当输入信号为1kH时,输出为0dB;当输入信号为100Hz正弦时,调节低音电位器可以使输出功率变化正负12dB;当输入信号为10KHz正弦时,调节高音电位器也可以使输出功率变化正负12dB。

输出功率的大小连续可调,即用电位器可调节音量的大小。

频率响应:当高、低音调电位器处于不提升也不衰减的位置时,—3dB的频率范围是80Hz—6KHz,即BW=6KHz。

输入端短路时,噪声输出电压的有效值不超过10mV,直流输出电压不超过50mV,静态电源电流不超过100mA。

设计该电路的电源电路(不要求实际搭建),用PROTEL软件绘制完整的电路原理图。

2、提高要求:

提出其他扩音机设计方案

设计思路和总体结构框图

设计思路:

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,音调控制主要是实现对输入信号高、低音的提升和衰减;功率放大器决定了整机的输出功率、非线性失真系数等指标,要求效率高、失真尽可能小、输出功率大。设计时首先根据技术指标的要求,确定各级增益的分配,然后对各级电路进行具体的设计。

因为P0max=2W,输出电压U=4V,要使输入为5mv的信号放大到输出的4V,所需的总放大倍数为800。扩音机中各级增益的分配为:前级的电压放大倍数为100;音调控制中频电压放大倍数为1;功率放大级的电压放大倍数为8。

总体框图:

话筒输入

功率放大

音调控制

前

置

放大

分块电路和总体电路的设计

前置放大电路:

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相应及零输入时的噪声、电流、电压的要求,前置放大器选用集成运算放大器LF353。LF353是一种双路运算放大器,属于高输入阻抗低噪声的集成器件。其输入阻抗达到10的4次方M欧姆,输入偏置电流极为50*10-12A,单位增益频率为4MHz,转换速率为13V/us。

前置放大电路由LF353组成的两级放大电路。第一级放大电路的Au1=11,即:1+R5/R6=11,取R5=100K欧,R6=10K欧。取Au2=11,同样R8=100K欧,R9=10K欧。耦合电容C1与C3,C5取10uf,C4取100uf,以保证扩音电路的低频响应。其他元器件的参数选择为C2=100pf,R4=R7=100k欧,R10=22k欧。

前置放大电路

音频控制器设计:

音调控制器的功能是:根据需要按一定的规律控制、调节音调音响放大器的频率响应,更好的满足人耳眼的听觉特性。一般的音调控制器只对低音和高音的增益进行控制或衰减,而中音信号的增益不变。

音调控制器的关键是电阻电容网络的选频作用。输入信号是分成两个支路送到放大器的输入端的。一条是经R11、RP1、C6、R13到输入端,并经过C7、R12到输出端形成负反馈。另一条是经过RP2、R14、C8到输入端,这两条支路的电容容值相差很大,C6、C7容量大,对低频信号影响大,C8容量小对高频信号起作用。fo=1KHz ,中频增益Auo=0dB;

低频转折频率fL1

中低频转折频率fL2=10 fL1,;

中高频转折频率f H1;

高频转折频率fH2=10 fH1;

要求fo=1KHz,fL=100Hz ,fH =10KHz,在100Hz,10KHz处有±12dB调节范围,AuL=AuH>=+20dB,

所以 fL2=fL*4=400Hz

fL1= fL2/10=400/10=40 Hz

f H1=fH/4=10000/4=2.5K Hz

fH2= 10 f H1=2.5*10KHz=25kHz

AuL=(RP1+R9)/R8>=10,若选择 Rp1=510kΩ,R8=R9=51 KΩ, 则有AuL=(RP1+R9

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