低頻課程設(shè)計(jì)報告--低頻電子線路

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 報 告</p><p>　　課程名稱： 低頻電子線路 </p><p>　　專 業(yè)： 通信工程 </p><p>　　班 級： </p><p>　　學(xué) 號： </p>&l

2、t;p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　設(shè)計(jì)時間： </p><p>　　評定成績： </p><p>　　設(shè)計(jì)課題題目：題目四 簡易擴(kuò)音機(jī)</

3、p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</b></p><p><b>　　1．任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)制作一個簡易擴(kuò)音機(jī)。</p><p><b>　　2．要求</b></p><p>　?。?） 功能：將來自話筒、電腦、CD機(jī)等音頻信號

4、通過擴(kuò)音機(jī)放大，推動揚(yáng)聲器發(fā)聲。</p><p>　　（2） 最大輸出功率：0.5W</p><p>　?。?） 負(fù)載阻抗：8?</p><p>　?。?） 音量調(diào)節(jié)：連續(xù)可調(diào)</p><p>　?。?） 頻率響應(yīng)：80Hz~6kHz</p><p>　?。?） 音調(diào)控制功能：高、低音調(diào)節(jié)</p><

5、;p>　　（7） 直流電源供電：DC 6V。</p><p>　　二、課題分析與方案選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)包括：前置輸入級、音調(diào)控制級、功放輸出級；前置級主要是同信號源阻抗匹配，并有一定的電壓增益，要求輸入阻抗低，輸出阻抗高。音調(diào)控制電路主要實(shí)現(xiàn)高、低音的提升與衰減。功放級將電壓信號進(jìn)行功率放大，保證揚(yáng)聲器得到一定的不失真功率輸出。</p><p>

6、　　方案一、用分離元件逐部分制作，前置級采用共集電極放大電路，中間級為射級放大電路和音調(diào)控制電路，音調(diào)控制電路為反饋型音調(diào)控制電路，輸出級為OTL功率放大電路，驅(qū)動揚(yáng)聲器，優(yōu)點(diǎn)是分離元件制作比較容易控制各個部分，各部分增益可精確設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)：電路放大倍數(shù)取決于中間級放大倍數(shù)，一般為幾十倍，而增加級數(shù)會使電路失真和頻帶寬度減小。此外，甲類功率放大器失真較小，但效率低，乙類效率高，存在交越失真，故應(yīng)設(shè)計(jì)為甲乙類功率放大電路。</p>

7、;<p>　　方案二、利用集成運(yùn)放作為前置級放大電路，集成運(yùn)放具有阻抗大，放大倍數(shù)穩(wěn)定的特定，但放大倍數(shù)不宜過大，中間級為音調(diào)控制電路，輸出級采用集成功率放大器，優(yōu)點(diǎn)為失真小，使用方便，缺點(diǎn)為集成功放使用需滿足參數(shù)設(shè)置，設(shè)計(jì)不靈活。</p><p>　　考慮上述方案的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)采用方案二，前置級采用跟隨器為引導(dǎo)，并選用集成運(yùn)放LM324構(gòu)成同相比例運(yùn)算放大器作為前級的電壓放大，放大倍數(shù)為5倍，中間

8、級為反饋型音調(diào)控制電路，輸出級采用TBA820集成功放輸出電路，放大倍數(shù)為40倍。 </p><p>　　三、單元電路分析與設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1．原理分析</b></p><p>　?。?）前置輸入級電路</p><p>　　前置級采用跟隨器為引導(dǎo)，選用LM324集成運(yùn)放構(gòu)成同相放大器作為前級的電壓放大。

9、由于前置級輸出的噪聲電壓影響最大，因此增益不宜太高，Av1取5倍。LM324系列運(yùn)算放大器是價格便宜的帶差動輸入功能的四運(yùn)算放大器。</p><p><b>　?。?）音調(diào)控制電路</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的音調(diào)控制電路選用反饋型電路。雖然調(diào)節(jié)范圍較小，但其失真小。電路圖如上，調(diào)節(jié)W1、W2即可控制高音、低音的提升和衰減。</p><p&

10、gt;<b>　?。?）功放輸出電路</b></p><p>　　采用TBA820功放集成電路。該電路由差分輸入級，中間推動級，互補(bǔ)推挽功率放大輸出級，恒流源偏置電路等組成，集成電路具有工作電壓范圍寬（Vcc=3-16V）靜態(tài)電流小，外接元件少，電源濾波抑制比高的特點(diǎn)。TBA820M是單片集成的音頻放大器,8引線雙列直插式塑料封裝。電源電壓范圍：3V-16V；主要特點(diǎn)是：最低工作電源電壓為3

11、V，低靜態(tài)電流，無交叉失真，低功率消耗。在9V時的輸出功率為1.2W 。TBA820各管腳功能：</p><p>　　2．仿真分析（有仿真電路圖）</p><p>　　由于仿真軟件multisim中沒有TBA820集成功放，故電路的仿真只能仿真前置級和中間級，話筒使用函數(shù)發(fā)生器進(jìn)行仿真，中間級輸出用示波器進(jìn)行測量。</p><p>　　輸入信號為幅度10mv，頻率為

12、1kHZ交流信號，由電路仿真可測得中間級輸出信號為51.580mv,放大倍數(shù)為5倍，與設(shè)計(jì)結(jié)果相符。</p><p><b>　　3．電路設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　駐極體話筒正常工作電壓在1.5~12V之間，輸出電阻一般小于2K歐，通過與R1電阻串聯(lián)分壓，R1取4.7K，話筒可獲得2~3V電壓，C2為耦合電容，將話筒的直流成分去除，使交流信號通過。該集電極

13、跟隨器采用基極分壓式電路，為使靜態(tài)電流較小，R2，R3取值應(yīng)較大，為100K，在三極管基極與R3之間接入R4限流，R4也取為100K，發(fā)射級電阻取值應(yīng)較小，取10K。R3上分得電壓為,設(shè)基極電流為I，三極管放大倍數(shù)為100（實(shí)際上不穩(wěn)定），可得到，解得I=0.0033mA,I= I=3.3mA,U= I=3.3V。三極管選用低頻放大三極管9013，C1為接地電容，取值22uF,濾除電源的高頻交流成分。C3為耦合電容，與下一電路耦合。&l

14、t;/p><p>　　前置放大電路為LM324構(gòu)成同相比例運(yùn)算放大器，放大倍數(shù)為5倍。放大電壓為A，R8取值一般為幾K至幾十K，故R8取47K，R7取10K，C4為濾波電容，濾除高頻干擾。C6取值較小，主要為濾除交流信號的低頻成分，取201pF，</p><p>　　R6主要為平衡R7，R8的電阻，取值為47K。C5為耦合電容，取值22uF。</p><p>　　該音調(diào)

15、控制電路為反饋型音調(diào)控制電路，電位器W1調(diào)節(jié)高頻響應(yīng)，電位器W2調(diào)節(jié)低頻響應(yīng)，改音調(diào)控制器各阻值要求為，電位器W1、W2為R9、R10（R9=R10）阻值的十倍，為使調(diào)節(jié)范圍較大，W1、W2取為200K，則R9、R10為20K，C9必須遠(yuǎn)小于C7，C8，故C7、C8取值為223Pf，C9為102pF。C10為耦合電容，電位器w3為音量控制，取值為30K。此部分放大倍數(shù)為1。</p><p>　　該功放輸出級采用T

16、BA820芯片，其外圍電路接法可參考器件手冊給出的應(yīng)用電路如下。</p><p>　　四、總原理圖及元器件清單</p><p><b>　　1．總原理圖</b></p><p><b>　　2．元件清單</b></p><p><b>　　五、安裝與調(diào)試</b></p&g

17、t;<p><b>　　1．調(diào)試過程描述</b></p><p><b>　　（1）靜態(tài)調(diào)試</b></p><p>　　電路輸入端不加輸入信號，連接直流穩(wěn)壓電源6V，測量三極管9013、LM324、TBA820M各管腳的電壓。</p><p>　　經(jīng)分析，三極管9013、LM324、TBA820M均能正常工

18、作，TBA820M電壓偏低，可能與焊接不好有關(guān)。</p><p><b>　?。?）動態(tài)調(diào)試</b></p><p>　　輸入Ui=10mV,f=1Khz的交流信號，用示波器測量輸出信號，可觀察得波形隨音量電位器W3增加而增加，波形不穩(wěn)定，噪聲逐漸增大；而當(dāng)輸入Ui=15mV,f=1khz交流信號，隨著音量電位器W3增加，但輸出電壓達(dá)到2.4V左右時，波形開始失真。原

19、因可能是放大過大，超出電路所設(shè)計(jì)的指標(biāo)。</p><p><b>　　2．實(shí)物照片</b></p><p><b>　　六、性能測試與分析</b></p><p>　　該電路設(shè)計(jì)所要求的最大不失真為0.5W，輸入信號Ui=10mV,頻率f=1khz電壓經(jīng)過兩百倍的放大后，應(yīng)該達(dá)到2V，負(fù)載功率P=Ui＾2/RL。</

20、p><p>　　1、音量電位器W3置于最大位置</p><p><b>　　2、各項(xiàng)指標(biāo)：</b></p><p>　　1）最大不失真輸出電壓Vomax =2.20V</p><p>　　2）輸入靈敏度Vimax =10mV</p><p>　　3）最大輸出功率Po =Vo2max/RL=0.605W

21、</p><p>　　3、通過計(jì)算理論估算值得出前置級的放大倍數(shù)約為5倍，實(shí)測值5.7比理論值略大一些，LM324上的反饋電阻Rf由于焊接過程中導(dǎo)線等原因使得其變大，而Rr比實(shí)際值小，導(dǎo)致了放大倍數(shù)高于實(shí)際值。在功率放大級的放大倍數(shù)小于理論估算值，可能是負(fù)載電阻小于內(nèi)阻時放大器大部分功率將消耗在內(nèi)阻上，不僅不會增加輸出功率，反而會降低放大器的效率，增加電源消耗。</p><p><b

22、>　　七、結(jié)論與心得</b></p><p>　　通過此次低頻課程設(shè)計(jì)，一方面加強(qiáng)了我們組的協(xié)作能力，另一方面也讓我們加深對電路設(shè)計(jì)和電路測試的理解。讓我們學(xué)會了學(xué)以致用，也明白了如何根據(jù)設(shè)計(jì)需要選擇方案，選擇器件以及對器件參數(shù)的計(jì)算</p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 音頻功率放大器