畢業(yè)設(shè)計----具有音調(diào)控制的音頻放大器的設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題 目 具有音調(diào)控制的音頻放大器的設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　班　　 號

2、 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 　　　 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 　　 </p><p>　　答 辯 日 期 　　　 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）評語</

3、p><p>　　姓名： 學(xué)號： 專業(yè)： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： </p><p>　　工作起止日期： 年 月 日起 年 月 日止&l

4、t;/p><p>　　指導(dǎo)教師對畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)行情況，完成質(zhì)量及評分意見：</p><p>　　____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5、____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6、_______________________</p><p>　　指導(dǎo)教師簽字： 指導(dǎo)教師職稱： </p><p><b>　　評閱人評閱意見：</b></p><p>　　_______________________________________________

7、____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8、_____</p><p>　　________________________________________________________________________________________________________________________________</p><p>　　評閱教師簽字：_______________ 評閱教師職稱：_________

9、______</p><p><b>　　答辯委員會評語：</b></p><p>　　_____________________________________________________________________________________________________________________________________________

10、____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11、_______________________</p><p>　　根據(jù)畢業(yè)設(shè)計（論文）的材料和學(xué)生的答辯情況答辯委員會作出如下評定：</p><p>　　學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯成績評定為： </p><p>　　對畢業(yè)設(shè)計（論文）的特殊評語：</p><p>　　_______

12、____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

13、_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________</p><p>　　答辯委員會主任（簽字）： 職稱：______

14、__________</p><p>　　答辯委員會副主任（簽字）： </p><p>　　答辯委員會委員（簽字）：___________ ___________ ___________ __________ __________ ___________ ___________ ___________

15、 __________ __________ ___________ ___________ </p><p>　　年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文首先對功率放大器的課題背景作簡要的說明，隨后對功率放大器的一些基礎(chǔ)

16、知識進(jìn)行介紹。此外，相應(yīng)的介紹低頻功率放大器的各單元電路—前置放大、音調(diào)控制電路、音量控制電路和功率放大部分的組成與工作原理，詳細(xì)敘述了音量控制電路部分。</p><p>　　通過分析低頻功率放大電路,對功率放大器進(jìn)行深刻的闡述。功放電路為本機(jī)的主放大器,它的輸出波形容易受前置級的影響，在調(diào)試部分對功率放大器出現(xiàn)的干擾、自激振蕩現(xiàn)象等做了細(xì)致的分析。</p><p>　　關(guān)鍵詞 低頻功率

17、放大器、前置放大、音調(diào)控制、音量控制電路</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In this paper, the background of the subject PA to make a brief statement, followed by some basic knowledge of the power amplif

18、ier are introduced. In addition, the corresponding introduction of low-frequency power amplifier circuit in each unit - pre-amplification, tone control circuit, the volume control circuit and power amplification part of

19、the composition and working principle described in detail some of the volume control circuit. By analyzing the low-frequency power amplifier circuit o</p><p>　　Key word Low frequency power amplifier；Pre-

20、amplification；Tonality control circuit；Volume control circuit</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>

21、　　第1章 緒 論1</b></p><p><b>　　1.1課題背景1</b></p><p>　　1.2 選題的目的1</p><p>　　1.3 選題的意義1</p><p>　　1.4 本課題主要研究內(nèi)容2</p><p>　　第2章 功率放大器電路分析3<

22、/p><p>　　2.1 功率放大器的基礎(chǔ)知識3</p><p>　　2.1.1 功率放大器的作用3</p><p>　　2.1.2 功率放大器的電路組成4</p><p>　　2.1.3 信號源和負(fù)載4</p><p>　　2.1.4 功率放大器的種類5</p><p>　　2.3 功率

23、放大器的性能指標(biāo)6</p><p>　　2.3.1 失真度6</p><p>　　2.3.2 頻率響應(yīng)6</p><p>　　2.3.3 輸出功率7</p><p>　　2.3.4 輸入電壓7</p><p>　　2.3.5 音調(diào)控制范圍8</p><p>　　2.3.6 信噪比8

24、</p><p>　　第3章 整機(jī)電路的設(shè)計9</p><p>　　3.1 整機(jī)電路的組成9</p><p>　　3.2 技術(shù)要求9</p><p>　　3.3 電路說明9</p><p>　　3.4 單元電路的設(shè)計與分析10</p><p>　　3.4.1 前置放大器10</

25、p><p>　　3.4.2 音調(diào)控制電路11</p><p>　　3.4.3 音量控制電路12</p><p>　　3.4.4 功率放大電路12</p><p>　　第4章 低頻功率放大器的安裝與調(diào)試16</p><p>　　4.1 電路安裝與調(diào)試技術(shù)16</p><p>　　4.1.1

26、 合理布局、分級裝調(diào)16</p><p>　　4.1.2 調(diào)試技術(shù)16</p><p>　　4.2 電路的調(diào)試17</p><p>　　4.2.1 抑制干擾、噪聲和消除自激振蕩17</p><p>　　4.2.2 前置放大器輸入、輸出電壓的測量20</p><p>　　4.2.3 功率放大器的功率計算20&

27、lt;/p><p><b>　　總 結(jié)22</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b>　　附 錄 125</b></p><p><

28、b>　　附 錄 226</b></p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1課題背景</b></p><p>　　功率放大器是音響裝置的核心部分，無論是調(diào)諧器輸出的信號，還是話筒、錄音機(jī)、電唱機(jī)輸出的信號，都必須經(jīng)過功率放大器放大以后才能推動音箱發(fā)出聲音。<

29、;/p><p>　　功率放大器原來只是以分立元件的形式組成電路，近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的普及和文化水平的提高，功率放大器也有集成化產(chǎn)品，并在體育館、影劇場、歌舞廳、家庭中的Hi-Fi音樂欣賞、AV系統(tǒng)放音、卡拉OK等場合得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　功率放大器是將音頻電壓信號放大到一定的功率并驅(qū)動揚(yáng)聲器發(fā)聲的一種設(shè)備。功率放大器在擴(kuò)聲中起著極其重要的作用，如果沒有功率放大器揚(yáng)聲器就不能擴(kuò)聲

30、。</p><p><b>　　1.2 選題的目的</b></p><p>　　通過對低頻功率放大電路的剖析，對功率放大器的工作原理有較深入的了解。在講解低頻功率放大電路的原理中，結(jié)合介紹了常見的電子電路，如前置放大電路、音調(diào)控制電路、音量控制電路等。掌握這些電路的特點(diǎn)，能為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電子技術(shù)打下一定的基礎(chǔ)。</p><p><b>

31、　　1.3 選題的意義</b></p><p>　　隨著時代的前進(jìn)，人們對揚(yáng)聲設(shè)備的要求越來越高，這些要求不斷推動新器件新電路的開發(fā)，并促進(jìn)整個電聲技術(shù)的發(fā)展，盡可能采用最新技術(shù)并與現(xiàn)代化技術(shù)結(jié)合起來，才能使得揚(yáng)聲設(shè)備不斷發(fā)展和完善，才能有廣泛的應(yīng)用前景，才能在更多領(lǐng)域中發(fā)揮越來越大的作用。但是設(shè)計采用的是獨(dú)立元件，對于鍛煉個人的動手能力和綜合分析問題、解決問題的能力大有裨益。</p>

32、<p>　　1.4 本課題主要研究內(nèi)容</p><p>　　本文首先對功率放大器的基礎(chǔ)知識進(jìn)行了詳細(xì)說明，然后詳細(xì)分析了低頻功率放大器的工作原理，各組成部分的作用，最后介紹了低頻功率放大器在安裝調(diào)試中遇到的現(xiàn)象以及其對應(yīng)的解決方案，這對揚(yáng)聲設(shè)備的修理大有益處。</p><p>　　第2章 功率放大器電路分析</p><p>　　2.1 功率放大器的基礎(chǔ)知識

33、</p><p>　　2.1.1 功率放大器的作用</p><p>　　人在講話的時候聲音的強(qiáng)度是很有限的，如果在一個有成千上萬人的會場中，要使每一個人都能清楚地聽到是不可能的。利用功率放大器，人只要對著話筒講話，經(jīng)過功率放大器放大，再從揚(yáng)聲器中發(fā)出很強(qiáng)的聲音，就可以使全會場的人都聽到。</p><p>　　人講話的聲音通過話筒變成了微弱的電信號，這一信號的電壓大小

34、同聲音的強(qiáng)弱成正比，它的頻率同聲音的頻率相同，這種電信號叫做音頻信號。話筒得到的音頻信號，電壓只有幾毫伏，功率放大器把這個微弱的音頻信號放大，從功率放大器輸出端可以輸出功率達(dá)幾瓦到幾十瓦，以推動揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。</p><p>　　在這一過程中，功率放大器的作用只是把音頻電信號進(jìn)行放大，所以功率放大器也就是音頻放大器。話筒能把聲音變成電信號；揚(yáng)聲器能把電信號變成聲音。我們把這類元件叫做電聲元件。功率放大器必須同電

35、聲元件配合使用，才能發(fā)揮出它的作用。</p><p>　　功率放大電路（簡稱功率放大器）通常位于多級放大電路的最后一級，其任務(wù)是將前級電路放大后的電壓信號再進(jìn)行功率放大，以足夠的輸出功率推動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，如揚(yáng)聲器發(fā)聲、電動機(jī)旋轉(zhuǎn)、繼電器動作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。</p><p>　　功率放大電路與電壓放大電路都屬于能量轉(zhuǎn)換電路，它們是將直流電源提供直流功率轉(zhuǎn)換成被放大信號的交流功率，從而起到功

36、率和電壓放大的作用。但由于在多級放大電路中所處的位置不同，它們各自的功能是不同的：處于前置級的電壓放大電路的任務(wù)是將輸入的微弱信號識別出來并加以有效的放大，大多工作在低電壓、小電流、低噪聲的條件下，研究的主要指標(biāo)是電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、信噪比、頻率特性等，它們工作時，本身消耗的功率不大，向下一級輸出的主要是電壓信號，輸出功率不大，故效率問題可以不必考慮。功率放大電路除了對信號的電壓進(jìn)行足夠的電壓放大外，還要求對信號進(jìn)行足夠的

37、電流放大，從而有足夠的有用功率輸出。</p><p>　　2.1.2 功率放大器的電路組成</p><p>　　功率放大電路由前置放大器、功率放大器、以及電源部分組成。如圖2-1所示。功率放大器的前置放大器主要作用是電壓放大，這部分包括音調(diào)控制，音量控制等電路。功率放大器也叫主放大器，它可以把幾十毫伏的信號電壓放大到要求的功率。電源部分的作用是把220V交流電變成低壓直流電，供給各級放大電

38、路使用。</p><p>　　2.1.3 信號源和負(fù)載</p><p>　　能給功率放大器輸入音頻信號的裝置叫做信號源。話筒也是一種信號源。錄音機(jī)、電唱機(jī)、收音機(jī)等也都是信號源。</p><p>　　各種信號源的輸出信號電壓是不同的。常用的動圈話筒的輸出電壓約等于幾毫伏；錄音機(jī)的線路輸出電壓約100—200mV，錄音機(jī)的外接揚(yáng)聲器插口輸出電壓在1V以上；電磁頭輸出電

39、壓在1mV左右；收音機(jī)檢波器輸出電壓約30—100 mV。</p><p>　　功率放大器的輸入電阻是從功率放大器輸入端看上去的等效電阻。功率放大器的輸入電阻比較高的時候，各種信號源的輸出信號都能送到功率放大器中。如果功率放大器的輸入阻抗不夠高由于分壓作用，使高輸出信號受到很大衰減，輸入到功率放大器中的信號就很小。</p><p>　　在調(diào)整功率放大器時，常用電阻代替揚(yáng)聲器做負(fù)載，負(fù)載電阻

40、的額定功率應(yīng)大于或等于功率放大器的額定輸出功率。</p><p>　　圖2-1 功率放大器整機(jī)方框圖</p><p>　　2.1.4 功率放大器的種類</p><p>　　功率放大器簡稱功放，它可以說是各類音響器材中最大的一個家族了，其品牌、型號之多，實(shí)在舉不勝舉。雖然都稱為功放，,但以其主要用途來說,功放可以分為兩個主要類別,這就是專用功放與民用功放。 

41、 在體育館場、影劇場、歌舞廳、會議廳、公共場所擴(kuò)聲,以及錄音監(jiān)聽等處所使用的功放,一般說在其技術(shù)參數(shù)上往往會有一些獨(dú)特的要求,這類功放通常稱之為專用功放或是專業(yè)功放。 </p><p>　　而用于家庭的Hi-Fi音樂欣賞,AV系統(tǒng)放音,以及卡拉OK娛樂的功放,通常我們稱為民用功放或是家用功放。      專用功放與民用功放盡管在一些特性參數(shù)上有所

42、差別,但也很難說有一條涇渭分明的界線,比如用于音樂錄音監(jiān)聽的功放很可能就是一臺可用于家庭Hi-Fi甚至是Hi-end功放。Hi-Fi功放與AV功放是目前家用功放中的兩個主要類別。Hi-Fi功放用于欣賞音樂,使用者追求的是盡可能的“原汁原味”。而AV功放的使用者追求的是與畫面相配合的“現(xiàn)場”效 果,甚至是夸張了的“現(xiàn)場”效果。這兩類功放不太好直接比較孰優(yōu)孰劣。</p><p>　　晶體管功放和電子管功放并不存在著優(yōu)

43、劣的差異,只不過應(yīng)用的器件不同(一是晶體管,一是電子管),相對來說,電子管功放的工作電壓較高,但工作電流比較小,而晶體管功放的工作電壓較低,工作電流都比較大。</p><p>　　2.3 功率放大器的性能指標(biāo)</p><p>　　功率放大器的性能的優(yōu)劣是通過功率放大器的性能指標(biāo)來反映的。因此，必須了解功率放大器的指標(biāo)意義。下面介紹功率放大器的主要性能指標(biāo)。</p><p

44、><b>　　2.3.1 失真度</b></p><p>　　通過功率放大器放大，輸出信號應(yīng)該同輸入信號內(nèi)容完全相同，只是幅度（電壓）不同而已。也就是說，功率放大器推動揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音應(yīng)同講話人的聲音完全一樣，只是音量大小不同而已。事實(shí)上，通過揚(yáng)聲器放出的聲音同講話人的聲音多少會有一些區(qū)別。質(zhì)量低劣的功率放大器發(fā)出的聲音甚至同講話人的聲音相差很遠(yuǎn)，有時還產(chǎn)生悶塞、沙啞的聲音。我們把功率

45、放大器輸出信號同輸入信號不同，產(chǎn)生畸變的這種現(xiàn)象叫做失真。</p><p>　　為了定量的表示失真的大小，我們把輸出信號各次諧波電壓有效值的總和同基次波電壓有效值的比，用百分?jǐn)?shù)表示，叫做功率放大器的諧波失真，或失真度。它可以通過失真度測量儀直接測量出來，一般功率放大器的失真度在7%以下，高傳真功率放大器的失真度在1%以下。10%以上的失真人耳可以分辨出來。</p><p>　　2.3.2

46、頻率響應(yīng)</p><p>　　我們知道不同樂器或不同的人發(fā)出的聲音都不是由單一頻率信號組成的，而是由各種頻率成分構(gòu)成的頻譜所組成的。一個樂隊既有發(fā)聲頻率較低的樂器，又有發(fā)聲頻率較高的樂器，演奏起來占有很寬的頻譜，聽起來是十分悅耳的。這一頻譜范圍可以接近整個音頻范圍，即20Hz—20KHz。如果用功率放大器來放音，那就要求功率放大器對每一頻率成份的信號都具有相同的放大倍數(shù)。這時聽起來才同真正樂隊的演奏具有同樣效果。

47、如果高音頻的放大倍數(shù)小了，聽起來就會感到聲音發(fā)悶，含混不清；如果低音頻的放大倍數(shù)小了，聽起來就顯得單調(diào)，缺乏渾厚的感覺。</p><p>　　我們用頻率響應(yīng)（簡稱頻響）這個指標(biāo)來衡量功率放大器對不同信號放大倍數(shù)的均勻程度。當(dāng)然我們希望功率放大器對整個音頻信號的放大倍數(shù)完全相同。事實(shí)上，由于晶體管高頻特性、耦合電容等的影響，功率放大器只對一般頻率的音頻信號的放大倍數(shù)才是相同的，對頻率很低或很高信號的放大倍數(shù)都會減小

48、。一般功率放大器的頻率響應(yīng)在100Hz—10KHz加減2dB范圍內(nèi)，高傳真功率放大器的頻率響應(yīng)可以達(dá)到20Hz—20KHz加減1dB。</p><p>　　2.3.3 輸出功率</p><p>　　功率放大器的輸出功率是指功率放大器輸出到電阻負(fù)載上的電功率。輸出功率是通過測量在規(guī)定負(fù)載上的電壓數(shù)值計算出來的，設(shè)負(fù)載電阻是R（歐），輸出電壓是U（伏），輸出最大功率為Pmax（瓦）見式（2-1

49、）就得到：</p><p>　　Pmax= (2-1)</p><p>　　式中Pmax——輸出的最大功率</p><p>　　Pmax——輸出電壓</p><p><b>　　RL——負(fù)載電阻</b></p><p>　　2.3.4 輸入電壓</p><

50、p>　　功率放大器的輸入電壓也叫做輸入靈敏度。它是指從功率放大器輸入端輸入多大電壓的信號，功率放大器才能輸出額定功率。輸入電壓越小，說明功率放大器的靈敏度越高。功率放大器輸入靈敏度并非越高越好，而是要同信號源的輸出電壓相適應(yīng)。如果功率放大器的輸入靈敏度很高，信號源的輸出電壓也較高時，往往在輸入級就產(chǎn)生了嚴(yán)重的失真，即使調(diào)小音量，也得不到良好的放音效果。一般來說，話筒插口的輸入靈敏度應(yīng)高5mV；拾音插口靈敏度應(yīng)高于200mV；收音的

51、輸入靈敏度在50—100mV之間比較合適。</p><p>　　2.3.5 音調(diào)控制范圍</p><p>　　有音調(diào)控制的功率放大器，能對高、低音進(jìn)行提升或衰減，為衡量提升或衰減的能力，引入了音調(diào)控制范圍的概念。低音控制范圍一般指在輸入100Hz信號時，低音控制電位器對這個信號輸出電壓的控制范圍，并用分貝表示。在輸入5KHz或10KHz信號時高音控制電位器對這個信號輸出電壓的控制范圍。&l

52、t;/p><p><b>　　2.3.6 信噪比</b></p><p>　　功率放大器接通電源，不輸入信號，距離功率放大器較近的時候，可以聽到輕微的噪聲。功率放大器的噪聲有兩類，一類是有規(guī)律的低頻哼哼聲，這是交流電源引起的交流聲；還有一種沙沙聲，這是晶體管本身的噪聲引起的。</p><p>　　當(dāng)有輸出信號的時候，噪聲就被信號掩蓋了。大功率功率放

53、大器輸出功率大，收聽者一般距揚(yáng)聲器遠(yuǎn)一些，所以噪聲大一些也影響不大。小功率功率放大器輸出功率小，收聽者距揚(yáng)聲器較近，所以要求噪聲小。用信號噪聲比（簡稱信噪比或信雜比）來衡量功率放大器噪聲的實(shí)際效果是很有效的。 </p><p>　　第3章 整機(jī)電路的設(shè)計</p><p><b>　　3.1 技術(shù)要求</b></p><p>　　1、額定輸出功率

54、：Po>=5W </p><p>　　2、負(fù)載阻抗（揚(yáng)聲器）：RL=8Ω</p><p>　　3、頻率響應(yīng)：fl—fh=50Hz—15KHz </p><p>　　4、輸入電壓：Ui≤150mv</p><p>　　5、音調(diào)控制范圍：1） 低音：100HZ±12dB </p

55、><p>　　2）高音：10HZ±12dB</p><p>　　6、失真度：γ≤3%</p><p>　　3.2 整機(jī)電路的組成</p><p>　　整機(jī)電路由前置放大器，音調(diào)控制電路，音量控制電路，功率放大電路四部分組成整機(jī)原理圖見附錄1（附圖1-1）。</p><p><b>　　3.3 電路說明&

56、lt;/b></p><p>　　由信號源輸出頻率為50-10KHz，大于等于50mV的交流信號，經(jīng)前置放大器進(jìn)行2.5倍的放大后，由音調(diào)控制電路中的滑動變阻器、進(jìn)行音調(diào)的低頻和高頻控制，轉(zhuǎn)折頻率為40-400Hz。輸出信號進(jìn)入音量控制電路，音量控制電路的作用是對前置放大器的增益進(jìn)行控制，將其輸出信號進(jìn)行衰減，其中小信號的衰減倍數(shù)小，大信號的衰減倍數(shù)大，或者說對功率放大器的輸入信號進(jìn)行控制，使其對大于50m

57、V的信號能進(jìn)行線性放大。其中，555產(chǎn)生手動控制音量所需的脈沖，集成模擬開關(guān)CD4051的8路輸出信號控制電阻分壓網(wǎng)絡(luò)的衰減倍數(shù)，其地址由計數(shù)器CD4516提供，74LS138譯碼器與發(fā)光二極管組成電平（音量）指示電路。在前置級與功放級之間插入數(shù)字音量控制電路，能對輸入信號進(jìn)行線性放大，且音量控制調(diào)節(jié)方便。最后，音量控制電路輸出的信號進(jìn)入功率放大器，在功率放大部分采用將LA4102集成功放接成OTL形式，信號經(jīng)功放放大后由揚(yáng)聲器輸出。&

58、lt;/p><p>　　3.4 單元電路的設(shè)計與分析</p><p>　　3.4.1 前置放大器</p><p>　　在前置放大部分采用的是集成四運(yùn)算放大器LM4558，用到其中的一個運(yùn)放作為前置放大器，內(nèi)部框圖如圖3-1所示。集成運(yùn)算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級放大電路。當(dāng)外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和負(fù)反饋電路時，可以靈活地實(shí)現(xiàn)各種特定的

59、函數(shù)關(guān)系如式（3-1）。在線性應(yīng)用方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對數(shù)等模擬運(yùn)算電路。前置放大器的作用是將音頻信號源的信號進(jìn)行放大。其電路如圖3-2所示，這是一個反相加法器電路，輸出與輸入電壓間的關(guān)系為：</p><p>　　=(1+) (3-1)</p><p>　　圖3-1 LM4558內(nèi)部框圖</p><p>　　圖3-

60、2 前置放大器電路圖</p><p>　　3.4.2 音調(diào)控制電路</p><p>　　音調(diào)控制電路是用運(yùn)放A741組成的衰減負(fù)反饋式電路，如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 音調(diào)控制電路圖</p><p>　　其工作原理是：當(dāng)Rw2的滑臂移向左端時，高頻信號經(jīng)C4，R8送入運(yùn)放反相輸入端；由運(yùn)放輸出端反饋過來的高頻信號則經(jīng)R

61、w2衰減后，經(jīng)C4，R8送入反相端。這時，耦合信號強(qiáng)，負(fù)反饋信號弱，高頻信號的輸出增大。反之，當(dāng)Rw2滑臂移向右端時，高頻信號需由Rw2衰減后經(jīng)C4，R8送入運(yùn)放反相端，反饋信號則直接由C4，R8反饋至運(yùn)放反相端。這時，耦合信號弱，負(fù)反饋信號強(qiáng)，高頻信號輸出小。</p><p>　　同理，Rw3的滑臂移至左端時，低頻輸出增大，移向右端時，低頻輸出減小。</p><p>　　3.4.3 音量

62、控制電路</p><p>　　數(shù)字音量控制器的作用是對前置放大器的增益進(jìn)行控制，將其輸出信號進(jìn)行衰減，其中小信號的衰減倍率小，大信號的衰減倍率大，或者說對功率放大器的輸入信號進(jìn)行控制，使其對輸入信號進(jìn)行線性放大，如圖3-4所示。數(shù)字音量控制電路由C1815、TIP41C、1015、TIP42C等管子組成。 </p><p>　　圖3-4 音量控制電路</p><p>

63、;　　3.4.4 功率放大電路</p><p>　　功率放大電路（簡稱功放）的作用是給音響放大器的負(fù)載（揚(yáng)聲器）提供一定的輸出功率，當(dāng)負(fù)載一定時，希望輸出的功率盡可能大，輸出信號的非線性失真盡可能小，效率盡可能高，功率放大器的常見電路形式有OTL電路和OCL電路。有用集成運(yùn)算放大器（簡稱運(yùn)放）和晶體管組成的功率放大器，也有專用集成電路功率放大器。</p><p>　　在本設(shè)計中的功率放大部

64、分采用的是將LA4102集成功放接成OTL形式的電路。LA4102引腳圖如圖3-5所示，詳細(xì)的介紹了其各個引腳的功能。</p><p>　　LA4102集成功率放大器的引腳功能如下：</p><p>　　引腳1 —— 輸出端，直流電平應(yīng)為EC/2。 </p><p>　　引腳2 —— 接地端

65、 </p><p>　　引腳3 —— 接地端（或接負(fù)電源） </p><p>　　引腳4、5 —— 為了消除振蕩，應(yīng)接相位補(bǔ)償電容。 </p><p>　　引腳6 —— 負(fù)反饋端，一般接RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)到地，以構(gòu)成電壓串聯(lián)負(fù)反饋。</p><p>

66、;　　引腳8 —— 偏流端，一般不用。</p><p>　　引腳7、11 —— 空腳 </p><p>　　引腳9 —— 輸入端</p><p>　　引腳10、12 —— 為抑制紋波電壓，應(yīng)接入大的電解電容到地。</p><p>　　引腳13 —— 自舉端，應(yīng)接大的電容到1端起自舉作用。</p><p>　　引

67、腳14 —— 電源端，接電源Ec。</p><p>　　圖3-5 LA4102 引腳圖</p><p>　　如圖3-6為功率放大器的原理圖，其外部元件的作用如下：</p><p>　　、與內(nèi)部電阻組成交流負(fù)反饋支路，控制功放級的電壓增益由公式（3-6）</p><p>　　即 =1+/≈/ （3-6）&l

68、t;/p><p>　　式中——控制功放級的電壓增益</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　為集成功放內(nèi)部交流負(fù)反饋電阻，=20K</p><p>　　為相位補(bǔ)償電容。減小，帶寬增加，可消除高頻自激。一般取幾十皮法至幾百皮法。</p><p>　　為OTL電路的輸出端電容，兩端

69、的充電電壓等于/2，一般取耐壓值遠(yuǎn)大于/2的幾百微法的電容。</p><p>　　為反饋電容，消除自激振蕩，一般取幾百皮法。</p><p>　　為自舉電容，使復(fù)合管的導(dǎo)通電流不隨輸出電壓的升高而減小。</p><p><b>　　、可濾除紋波。</b></p><p>　　為電源退耦濾波，可消除低頻自激。</p&

70、gt;<p>　　圖3-6 功率放大電路</p><p>　　額定功率： 音響放大器輸出失真度小于某一數(shù)值(如γ<5％)時的最大功率稱為額定功率由公式（3-7）。</p><p>　　即 （3-7）</p><p>　　式中——額定負(fù)載阻抗；</p>&

71、lt;p>　　(有效值) ——兩端的最大不失真電壓。</p><p>　　第4章 低頻功率放大器的安裝與調(diào)試</p><p>　　4.1 電路安裝與調(diào)試技術(shù)</p><p>　　4.1.1 合理布局、分級裝調(diào)</p><p>　　功率放大器是一個小型電路系統(tǒng)，安裝前要將各級進(jìn)行合理布局，一般按照電路的順序一級一級地布局，功放級應(yīng)遠(yuǎn)離輸

72、入級，每一級的地線盡量接在一起，連線盡可能短，否則很容易出現(xiàn)自激。</p><p>　　安裝前應(yīng)檢查元器件的質(zhì)量，安裝時特別要注意功放塊、運(yùn)算放大器、電解電容等主要零件的引腳和極性，不能接錯。從輸入級開始向后級安裝，也可以從功放級開始向前逐級安裝。安裝一級調(diào)試一級，安裝兩級要進(jìn)行級聯(lián)調(diào)試，直到整機(jī)安裝與調(diào)試完成。</p><p>　　4.1.2 調(diào)試技術(shù)</p><p&

73、gt;　　電路的調(diào)試過程一般是先分級調(diào)制，再級聯(lián)調(diào)試，最后整機(jī)調(diào)試與性能指標(biāo)測試。</p><p>　　分級調(diào)試又分為靜態(tài)調(diào)試與動態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試時，將輸入端對地短路，用萬用表測該級輸出端對地的直流電壓。前置級、音調(diào)控制級</p><p>　　都是由運(yùn)算放大器組成的，其靜態(tài)輸出直流電壓均為Vcc／2，功放級的輸出(OTL電路)也為Vcc／2．且輸出電容Cc兩端充電電壓也應(yīng)為Vcc／2。動態(tài)

74、調(diào)試是指輸入端接入規(guī)定的信號，用示波器觀測該級輸出波形，并測量各項性能指標(biāo)是否滿足題目要求，如果相差很大，應(yīng)檢查電路是否接錯，元器件數(shù)值是否合乎要求，否則是不會出現(xiàn)很大偏差的，因?yàn)榧蛇\(yùn)算放大器內(nèi)部電路已經(jīng)確定，主要是外部元件參數(shù)的影響。</p><p><b>　　4.2 電路的調(diào)試</b></p><p>　　4.2.1 抑制干擾、噪聲和消除自激振蕩</p&

75、gt;<p>　　放大器的調(diào)試一般包括調(diào)整和測量靜態(tài)工作點(diǎn)，調(diào)整和測量放大器的性能指標(biāo)：放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻和通頻帶等。由于放大電路是一種弱電系統(tǒng)，具有很高的靈敏度，因此很容易接受外界和內(nèi)部一些無規(guī)則信號的影響。也就是在放大器的輸入端短路時，輸出端仍有雜亂無規(guī)則的電壓輸出，這就是放大器的噪聲和干擾電壓。另外，由于安裝、布線不合理，負(fù)反饋太深以及各級放大器共用一個直流電源造成級間耦合等，也能使放大器沒有輸入信號時，有

76、一定幅度和頻率的電壓輸出，例如收音機(jī)的尖叫聲或“突突……”的汽船聲，這就是放大器發(fā)生了自激振蕩。噪聲、干擾和自激振蕩的存在都妨礙了對有用信號的觀察和測量，嚴(yán)重時放大器將不能正常工作。所以必須抑制干擾、噪聲和消除自激振蕩，才能進(jìn)行正常的調(diào)試和測量。</p><p>　　圖 4－1 干擾噪聲圖</p><p>　　干擾和噪聲的抑制：把放大器輸入端短路，在放大器輸出端仍可測量到一定的噪聲和干擾電

77、壓。其頻率如果是50Hz（或100Hz），一般稱為50Hz交流聲， 有時是非周期性的，沒有一定規(guī)律，可以用示波器觀察到如圖4－1所示波形。50Hz交流聲大都來自電源變壓器或交流電源線，100Hz交流聲往往是由于整流濾波不良所造成的。另外，由電路周圍的電磁波干擾信號引起的干擾電壓也是常見的。由于放大器的放大倍數(shù)很高（特別是多級放大器），只要在它的前級引進(jìn)一點(diǎn)微弱的干擾，經(jīng)過幾級放大，在輸出端就可以產(chǎn)生一個很大的干擾電壓。還有，電路中的地線

78、接得不合理，也會引起干擾。</p><p>　　抑制干擾和噪聲的措施一般有以下幾種：</p><p>　　1、選用低噪聲的元器件</p><p>　　如噪聲小的集成運(yùn)放和金屬膜電阻等。另外可加低噪聲的前置差動放大電路。由于集成運(yùn)放內(nèi)部電路復(fù)雜，因此它的噪聲較大。即使是“極低噪聲”的集成運(yùn)放，也不如某些噪聲小的場效應(yīng)對管，或雙極型超β對管，所以在要求噪聲系數(shù)極低的場合

79、，以挑選噪聲小對管組成前置差動放大電路為宜。也可加有源濾波器。</p><p><b>　　2、合理布線</b></p><p>　　放大器輸入回路的導(dǎo)線和輸出回路、交流電源的導(dǎo)線要分開，不要平行鋪設(shè)或捆扎在一起，以免相互感應(yīng)。</p><p><b>　　3、屏蔽</b></p><p>　　小信

80、號的輸入線可以采用具有金屬絲外套的屏蔽線，外套接地。整個輸入級用單獨(dú)金屬盒罩起來，外罩接地。電源變壓器的初、次級之間加屏蔽層。電源變壓器要遠(yuǎn)離放大器前級，必要時可以把變壓器也用金屬盒罩起來，以利隔離。</p><p><b>　　4、濾波</b></p><p>　　為防止電源串入干擾信號，可在交（直）流電源線的進(jìn)線處加濾波電</p><p>

81、　　路。圖4－2(a)、(b)、(c)所示的無源濾波器可以濾除雷電干擾（雷電等引起）。</p><p>　　(a) (b) (c) (d)</p><p><b>　　圖4－2 濾波電路</b></p><p>　　和工業(yè)干擾（電機(jī)、電磁鐵等設(shè)備起、制動時引起）等干

82、擾信號，而不影響電源的引入。圖中電感，電容元件，一般L為幾～幾十毫亨，C為幾千微微法。圖4-2(d)中阻容串聯(lián)電路對電源電壓的突變有吸收作用，以免其進(jìn)入放大器。R和C的數(shù)值可選100Ω和2μF左右。</p><p><b>　　5、自激振蕩的消除</b></p><p>　　檢查放大器是否發(fā)生自激振蕩，可以把輸入端短路，用示波器（或毫伏表）接在放大器的輸出端進(jìn)行觀察，

83、 如圖4－3所示波形。自激振蕩的頻率一般為比較高的或極低的數(shù)值，而且頻率隨著放大器元件參數(shù)不同而改變（甚至撥動一下放大器內(nèi)部導(dǎo)線的位置，頻率也會改變），振蕩波形一般是比較規(guī)則的，幅度也較大，往往使三極管處于飽和截止?fàn)顟B(tài)。</p><p>　　圖4－3 自激振蕩波形圖</p><p>　　高頻振蕩主要是由于安裝、布線不合理引起的。例如輸入和輸出線靠的太近，產(chǎn)生正反饋?zhàn)饔?。對此?yīng)從安裝工藝方面

84、解決，如元件布置緊湊，接線要短等。也可以用一個小電阻電容或單一電容（一般100PF～0.1μF，由試驗(yàn)決定）， 進(jìn)行高頻濾波或負(fù)反饋，以壓低放大電路對高頻信號的放大倍數(shù)或移動高頻電壓的相位，從而抑制高頻振蕩如圖4－4所示。</p><p>　　(a) (b)</p><p>　　圖4－4 抑制高頻振蕩電路</p><p>　

85、　4.2.2 前置放大器輸入、輸出電壓的測量</p><p>　　表4-1前置放大器輸入、輸出電壓的測量</p><p>　　通過測量值可計算前置放大器的放大倍數(shù)由公式（4-1）</p><p>　　= （4-1）</p><p>　　4.2.3 功率放大器的功率計算</p><p>　　通

86、過測量得到功率放大器的輸出電壓值為2.9V，由公式（4-2）</p><p>　　=P*R （4-2）</p><p>　　可得P=/R=2.1，其中，R取4。</p><p><b>　　總 結(jié) </b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計的技術(shù)指標(biāo)為：輸入電壓為 50mv；輸出功率不

87、小于 5W；頻帶寬度為50—10KHz；音量連續(xù)可調(diào)控制、具有高音、低音控制。輸入電壓為50mv時， 觀察前置放大器、音調(diào)控制電路、音量控制電路以及功率放大器的輸出波形，頻率在50—10KHz之間變化時，輸出波形都有相應(yīng)的變化。另外，中期檢查時，音量控制電路部分的八位檔無顯示現(xiàn)象，現(xiàn)在也已經(jīng)解決，音量控制部分已進(jìn)入正常工作狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)加/減計數(shù)功能。</p><p>　　存在的不足之處是：音質(zhì)還是有一點(diǎn)失真，特

88、別是當(dāng)音量很大時失真就更明顯，可能是元件的硬件質(zhì)量不好，或者是電路設(shè)計不太完美。如果再有多一些時間進(jìn)行調(diào)試，也許失真問題可以解決。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在我的畢業(yè)設(shè)計中對我?guī)椭畲竽^于我的指導(dǎo)教師溫海洋老師了。</p><p>　　首先感謝導(dǎo)師***老師在畢業(yè)設(shè)計期間所給予的關(guān)心和幫助。***老師對

89、待工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、忙里抽閑，在處理公事和授課之余向我耐心地講解有關(guān)適宜。**這種對待工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、嚴(yán)以律己的工作態(tài)度和寬以待人的崇高品質(zhì)永遠(yuǎn)值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。</p><p>　　在完成設(shè)計當(dāng)中，我的導(dǎo)師**老師，他總是不斷詢問我的設(shè)計情況，包括我的進(jìn)展情況、在電路當(dāng)中所遇到的困難情況和應(yīng)該怎樣解決這些困難。特別是在我遇到困難時，他都會與我一起來探討應(yīng)該怎樣去做。當(dāng)我在電路的調(diào)試過程中遇到了很棘手的問題時，***

90、不但向我伸出援助之手，更叫我不要灰心，在精神上給予我安慰，直到完成設(shè)計才松了口氣。他為我能夠按時完成設(shè)計給了很大的幫助，在我的設(shè)計當(dāng)中起了決定性的作用。</p><p>　　在整個論文的撰寫及修改過程，都是在***的熱心指導(dǎo)下完成的，在此，向在畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中給予我提供幫助的xx老師說一聲“老師您辛苦了！” 預(yù)祝老師在今后的生活及工作中，身體健康、工作順利，在電子領(lǐng)域有更大的飛躍。</p><p&

91、gt;　　此外，我還要感謝***老師們，當(dāng)我在搭建電路需要一些元件時，*老師都會給我們提供最大的幫助，有時還與我們一起討論造成電路有問題的原因。實(shí)驗(yàn)室的老師們都會按時值勤，給我們設(shè)計人員提供物質(zhì)和精神上的幫助。他們能夠幫助我們的盡一切的可能來幫助，幫助不了的，他們會與我們一起想辦法來解決。</p><p>　　所以我要衷心地感謝老師們給予我們的關(guān)懷和照顧，在這里請允許我代表全體畢業(yè)聲向各位老師道聲“老師，您們辛苦

92、了！”我們會用我們成績給以回報，絕不會令老師們失望的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 劉樹林.低頻電子線路.電子工業(yè)出版社,2003: 78-80</p><p>　　2 劉維恒.實(shí)用電子電路基礎(chǔ).電子工業(yè)出版社,2004: 69-71 </p><p>　　3 劉鎮(zhèn)賓.音像技

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97、rd Edition.New York:John Wiley and Sons Inc.1993</p><p><b>　　附 錄 1</b></p><p>　　附圖1 整機(jī)電路原理圖</p><p><b>　　附 錄 2</b></p><p>　　附表2.1 整機(jī)電路元件列表</p&