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1、<p><b> 目 錄</b></p><p> 1 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的及其任務(wù)要求………………………………………2</p><p> 1.1設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?</p><p> 1.2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求……………………………………………………2</p><p>
2、 2 設(shè)計(jì)原理及其方案…………………………………………………2</p><p> 3 單元電路的設(shè)計(jì)……………………………………………………4</p><p> 3.1 話筒放大電路的設(shè)計(jì)……………………………………………4</p><p> 3.2 混合前置放大電路的設(shè)計(jì)………………………………………4</p><p> 3.3
3、 線路信號(hào)輸入電路的設(shè)計(jì)………………………………………5</p><p> 3.4 功率放大電路的設(shè)計(jì)………………………………………5</p><p> 3.5單元電路之間的線路連接………………………………………6</p><p> 4整體電路原理圖…………………………………………6</p><p> 5 安裝調(diào)試與性能測(cè)試……………
4、…………………………………7</p><p> 5.1運(yùn)放的調(diào)試…………………………………………………7</p><p> 5.2功放的調(diào)試…………………………………………………8</p><p> 5.3系統(tǒng)調(diào)節(jié)…………………………………………………8</p><p> 6器件清單…………………………………………………8</p
5、><p> 6.1 集成運(yùn)算放大電路LM324的管腳圖及其基本參數(shù)…………………8</p><p> 6.2 集成功率放大電路TDA2003的管腳圖及其基本參數(shù)……………………9</p><p> 6.3 語(yǔ)音放大電路的元件清單…………………………………………10</p><p> 7 心得體會(huì)………………………………………………………
6、…10</p><p> 8 參考文獻(xiàn)………………………………………………………11 </p><p> 1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的及其任務(wù)要求</p><p> 1.1 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/p><p> 1.1.1熟悉設(shè)計(jì)電路的基本方法及其電路的制作、安裝、調(diào)試</p><p> 1.1.2學(xué)會(huì)運(yùn)用理
7、論知識(shí)分析電路,了解LM324TDA2003的基本方法</p><p> 1.2 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求</p><p> 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)由集成電路組成的具有話筒放大電路、混合前置放大器,對(duì)其輸出</p><p> 信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)音的語(yǔ)音放大電路,能夠?qū)斎氲穆曇粜盘?hào)進(jìn)行清晰的放大。</p><p> 2.設(shè)計(jì)原理及其方案</p>&
8、lt;p> 本實(shí)驗(yàn)是要求制作一個(gè)由集成電路組成的具有語(yǔ)音信號(hào)放大作用的語(yǔ)音放大電路,其基本原理圖如下</p><p> 圖2.1 語(yǔ)音放大電路原理圖</p><p> 由圖可知,話筒輸入信號(hào)可通過(guò)兩級(jí)放大電路進(jìn)行放大,再通過(guò)功率放大電路放大后輸入。另一方面,線路信號(hào)也可以通過(guò)混合前置放大器放大輸出。</p><p> 根據(jù)要求,輸出功率 P=2W,電阻
9、R=4Ω,由功率公式可得U=2.8V,對(duì)TDA2003輸入100mv電壓時(shí),可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><p> 另外,由于話筒輸入信號(hào)為5mv,放大后要求達(dá)到100mv,放大倍數(shù)需在20倍以上,使用兩級(jí)放大,各級(jí)為5倍左右。兩級(jí)均采用集成運(yùn)算放大器,話筒放大倍數(shù)設(shè)為A1,混合運(yùn)放的放大倍數(shù)設(shè)為A2,即放大倍數(shù)A=A1*A2。</p><p> 本設(shè)計(jì)中A1=8.5,A2=3,A=A1*
10、A2=25.5>20,再通過(guò)電位器來(lái)調(diào)節(jié),使其達(dá)到設(shè)計(jì)的要求,電位器為10KΩ,其放大電路的示意圖如下</p><p> 圖2.2 話筒輸入信號(hào)放大示意圖</p><p> 對(duì)于線路信號(hào),同樣可以用這種方法,只不過(guò)不用話筒放大器直接將信號(hào)送入到混合前置放大器中進(jìn)行放大。由于線路信號(hào)的大小為100mv,在功率放大器的放大范圍內(nèi),因此混合前置放大器對(duì)它的放大倍數(shù)約為1倍,如下圖所示
11、:</p><p> 圖2.3 線路輸入信號(hào)放大示意圖</p><p><b> 3.單元電路的設(shè)計(jì)</b></p><p> 3.1話筒放大電路的設(shè)計(jì)</p><p> 由于輸入功率放大器的輸入電壓要求在100mv左右,因此放大倍數(shù)A>20,設(shè)計(jì)中話筒放大電路采用同相比例運(yùn)算放大器,為了使輸入的話筒信號(hào)最
12、大可能的不失真,采用兩極電阻平衡輸入電壓,如下圖所示:</p><p> 圖3.1.1 話筒放大電路設(shè)計(jì)圖</p><p> 如圖所示,R1=R2=4.7KΩ,R3=R4=10KΩ,C1=10μF</p><p> A1為L(zhǎng)M324中的一個(gè)運(yùn)算放大器。令R5=10KΩ,R6=75KΩ,則A1=1+R6/R5=8.5</p><p>
13、3.2 混合前置放大電路的設(shè)計(jì)</p><p> 本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中的混合前置放大電路有放大話筒輸入信號(hào)與線路輸入信號(hào)的兩個(gè)作用。因此它的輸入信號(hào)有兩個(gè)均可以放大,下面電路為放大話筒輸入信號(hào)的電路圖,它是緊接著前面一級(jí)話筒輸入級(jí)的輸入端:</p><p> 圖3.2.1 混合前置放大電路</p><p> 圖中Rt=R8=10KΩ,A2為L(zhǎng)M324中的另一個(gè)運(yùn)放
14、,為了穩(wěn)定電路,提高其抗干擾能力,電路設(shè)計(jì)過(guò)程中采用兩個(gè)10KΩ的電阻形成比較器。由A=A1?A2得A2=A/A1=20/8.5=2.4倍,圖中的R9=10KΩ,R10=30KΩ,則|A2|=R10/R9=3>2.4,則設(shè)計(jì)合理。</p><p> 3.3線路信號(hào)輸入電路的設(shè)計(jì)</p><p> 由于線路輸入信號(hào)為100mv,為功率運(yùn)算放大器的輸入信號(hào)范圍,故電路可采用反向比例運(yùn)
15、算放大器,即|A3|=1倍,電路如下:</p><p> 圖3.3.1 線路信號(hào)輸入電路</p><p> 由圖A3=–R10/R11,取R11=30KΩ,則|A3|=1倍。選Rp=10KΩ,可調(diào)節(jié)電位器來(lái)改變輸入信號(hào)大小。C3=100μF,C4=10μF,它們?cè)陔娐分衅鸬搅艘跃€路輸入信號(hào)選頻的作用,避免無(wú)用信號(hào)及干擾信號(hào)。</p><p> 3.4 功率
16、放大電路的設(shè)計(jì)</p><p> 由混合前置放大電路輸入的信號(hào)可供給功率運(yùn)算放大器頻率范圍為50HZ~20KHZ的語(yǔ)音。為了提高語(yǔ)音的音質(zhì),應(yīng)該減少輸出阻抗,即可在揚(yáng)聲器的兩端并聯(lián)一個(gè)1Ω電阻和一個(gè)0.1μf的電容串聯(lián)電路。另外,在直流電壓電路中,可并上兩個(gè)電路,形成去耦電路,以減少引入運(yùn)放而產(chǎn)生的干擾</p><p> 功率放大電路是一種以輸出較大功率為目的的放大電路。他一般直接驅(qū)動(dòng)
17、負(fù)載,帶負(fù)載能力強(qiáng)。從能量控制的觀點(diǎn)來(lái)看,功率放大電路實(shí)質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)換電路。主要任務(wù)是使負(fù)載得到不失真(或失真較小)的輸出功率。在大信號(hào)下工作。綜合以上條件考慮,最優(yōu)化的電路圖如下:</p><p> 圖3.4.1 功率放大器</p><p> 3.5 單元電路中的線路連接</p><p> 為了避免各級(jí)運(yùn)算器之間的相互干擾,且過(guò)濾掉放大過(guò)程中的紋波,各級(jí)之間
18、用100μf的電容進(jìn)行連接。</p><p> 4.整體電路的電路圖</p><p> 圖4.1 整體電路的電路圖</p><p> 5.安裝調(diào)試與性能測(cè)試</p><p><b> 5.1 運(yùn)放的調(diào)試</b></p><p> 安裝由左到右,前一部分以LM324為中心,后部分以TDA
19、2003為中心。通電前認(rèn)真檢查,確定無(wú)誤后,才可調(diào)試與測(cè)試。</p><p> a 靜態(tài)調(diào)試:調(diào)零和消除自激振蕩。</p><p><b> b 動(dòng)態(tài)調(diào)試:</b></p><p> 在兩輸入端加差模輸入電壓,測(cè)量輸出電壓,觀測(cè)與記錄輸出電壓與</p><p> 輸入電壓的波形,算出差模放大倍數(shù)。</p&g
20、t;<p> ?。?) 在兩輸出端加共模輸入電壓,測(cè)量輸入電壓,算出共模放大倍數(shù)。</p><p> (3) 算出共模抑制比</p><p> ?。?) 用逐點(diǎn)法測(cè)量幅頻特性,并作出幅頻特性曲線,求出上、下限截止頻率。</p><p> ?。?) 測(cè)量差模輸入電阻。</p><p><b> 5.2 功放的調(diào)試&l
21、t;/b></p><p> a靜態(tài)調(diào)試:集成輸入對(duì)地短路,觀察輸出有無(wú)振蕩,如有振蕩,采取消振措施以消除振蕩。</p><p><b> b功率參數(shù)測(cè)試</b></p><p> ?。?)測(cè)量最大輸出功率</p><p> 輸入 f=1kHz的正弦輸入信號(hào),并逐漸加大輸入電壓幅值直至輸出電壓的波形出現(xiàn)臨界削
22、波時(shí),測(cè)量此時(shí)RL兩端輸出電壓的最大值或有效值,則</p><p> ?。?)測(cè)量電源供給的平均功率</p><p> 近似認(rèn)為電源供給整個(gè)電路的功率即為,所以在測(cè)試的同時(shí),只要在供電回路串入一只直流電流表測(cè)出直流電源提供的平均電流,即可求出。</p><p> 此平均電流也就是靜態(tài)電源電流。</p><p> ?。?)計(jì)算效率
23、 </p><p> ?。?)計(jì)算電壓增益 </p><p><b> 5.3 系統(tǒng)調(diào)節(jié)</b></p><p> 經(jīng)過(guò)以上對(duì)各級(jí)放大電路的局部調(diào)試之后,可以逐步擴(kuò)大到整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)。</p><p> ?。?)令輸入信號(hào)=0,測(cè)量輸出的直流輸出電壓。</p
24、><p> ?。?)輸入=1kHz的正弦信號(hào),改變幅值,用示波器觀察輸出電壓波形的變化</p><p> 情況,記錄輸出電壓最大不失真幅度所對(duì)應(yīng)的輸入電壓的變化范圍。</p><p> ?。?)輸入為一定值的正弦信號(hào),改變輸入信號(hào)的頻率,觀察的幅值變化情況,記錄下降到0.707之內(nèi)的頻率變化范圍。</p><p> ?。?)計(jì)算總的電壓放大倍數(shù)
25、。</p><p><b> 6.器件清單</b></p><p> 6.1 集成運(yùn)算放大器LM324的管腳圖及基本參數(shù)</p><p> 圖6.1.1 LM324的管腳圖及其參數(shù)值</p><p> 6.2 集成功率放大器TDA2003的管腳圖及其參數(shù)</p><p> TDA20
26、03是TDA2002的改進(jìn)型,其輸出功率更大,電路特點(diǎn)及內(nèi)設(shè)的各保護(hù)電路與TDA2002相同。它適用于收音機(jī)及其它設(shè)備中作音頻放大</p><p> 表1 集成功率放大器TDA2003的基本參數(shù)</p><p> 引腳功能定義:TDA2003為5腳單引直插式,其引腳功能如下:</p><p> \1——同向輸入 2——反向輸入 3——地 4——輸
27、出 5——輸Vcc</p><p> 圖6.2.1 集成功率放大器TDA2003的引腳圖</p><p> 6.3 語(yǔ)音放大電路的元件清單</p><p> 表2 語(yǔ)音放大電路的元件清單</p><p><b> 7心得體會(huì)</b></p><p> 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),讓我深刻
28、地體會(huì)到了在電子設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該十分細(xì)心,而且應(yīng)</p><p> 該有全局觀。我在設(shè)計(jì)時(shí)因?yàn)闆](méi)有考慮到后面的電路,只看眼前,不顧后面。結(jié)果搞的后面布線布得一團(tuán)糟。俗話說(shuō):“磨刀不誤砍材工?!边@句話應(yīng)該是我以后在做設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該牢記的。首先,應(yīng)該對(duì)電路的布局有一個(gè)整體的考慮,做到元件的布置合理,避免出現(xiàn)短路,斷路等情況,而且應(yīng)盡量使元件均勻地分布在整個(gè)電路板上,注意對(duì)稱(chēng)。其次,在焊接過(guò)程要謹(jǐn)慎,避免出現(xiàn)接點(diǎn)之間的粘連
29、和虛焊等情況。最后,要認(rèn)真檢查電路,在確認(rèn)準(zhǔn)確無(wú)誤后接通電源進(jìn)行調(diào)試。</p><p> 在調(diào)試過(guò)程中,會(huì)遇到許多麻煩。我發(fā)現(xiàn)電位器的調(diào)節(jié)作用有問(wèn)題,原來(lái)是接線接反了。還有,應(yīng)該接在同一個(gè)點(diǎn)的線沒(méi)有接在一起,但是這樣還是不行,經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn),問(wèn)題是兩排接地線沒(méi)有連在一起。但是,結(jié)果還是沒(méi)有想象中的那么完美。</p><p> 在進(jìn)行實(shí)物焊接前,應(yīng)該對(duì)元器件進(jìn)行檢查,在確認(rèn)無(wú)損壞的情
30、況下再進(jìn)行焊接。語(yǔ)音放大器的最大缺點(diǎn)是噪音太大,可以多增加幾級(jí)濾波電路來(lái)濾除紋波,還可以通過(guò)改進(jìn)元器件的性能還減少噪音。相信通過(guò)這些改進(jìn),可以在一定程度上提高語(yǔ)音放大電路的性能。</p><p><b> 8參考文獻(xiàn)</b></p><p> 1童詩(shī)白主編。 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。 北京:高等教育出版社,1988</p><p> 2高吉祥主
31、編。 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)。 北京:電子工業(yè)出版社,2001</p><p> 3畢滿清主編。 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)。 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003</p><p> 4付家才主編。 電子實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐。北京:高等教育出版社,2005</p><p> 5周澤義主編。電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)。武漢:武漢理工大學(xué)出版社,2001</p><p&
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