綜合電子設計報告

實驗報告

課程名稱綜合電子設計

實驗專案駐極體話筒放大電路

實驗環境

學院通訊學院

專業電子資訊工程

班級/學號

學生姓名

實驗日期 2013/11

成績指導教師

目錄一．實驗目的 3

二．知識點和設計內容 3

三．設計思路 3

1、語音放大器的基本構成 3

2、效能指標 3

3、要求 4

四．實驗原理 4

1、整合直流穩壓電源 4

2、前置放大電路 6

3、有源帶通濾波器 7

4、功率放大器 8

5、系統設計 8

五．元器件實物及引腳順序 9

六．實驗步驟 10

1、電路焊接 10

2、直流穩壓電源的除錯 10

3、前置放大器的除錯 11

4、有源帶通濾波器的除錯 11

5、功率放大器的除錯 11

6、系統聯調 12

7、試聽 12

七．實驗中的問題提出與解決方法 13

八．實驗體會 13

九．市場前景分析 13

十．附錄 14

1、整合運算放大器lm324的管腳圖及基本引數 14

2、元器件符號 15

3.元件清單 15

（1）通過實驗培養學生的市場素質、工藝素質、自主學習的能力、分析問題解決問題的能力以及團隊精神。

（2）掌握分立或整合運放放大器的工作原理及其應用。

（3）通過實驗總結回顧所學模擬電子技術基礎理論和基礎實驗，掌握低頻小訊號放大電路和功放電路的設計方法。

（4）了解語言識別知識。

本實驗的知識點為分立元件放大器或整合運放、有源濾波器、功率放大器；涉及電子電路各個模組之間的聯合除錯技術。

1、根據要求，輸出功率 p=2w，電阻r=4ω，由功率公式可得u=2.8v，對tda2030

輸入100mv電壓時，可達到設計要求。

另外，由於語音通過話筒輸入訊號為5mv，放大後要求達到100mv，放大倍數需

在20倍以上，由電路設計要求得知，該放大器由**組成，其總的電壓增益

auf=auf1auf2auf3。應根據放大器所需的總增益au，來合理分配各級電壓增益（auf1.auf3）。

為了提高訊雜比s/n，前置放大器的增益要適當取大。為了使輸出波形不致產生飽和失

真，輸出訊號的幅值應小於電源電壓。

（1）整合直流穩壓電源

①同時輸出12v的電壓

②輸出紋波電壓小於5mv

(2) 前置放大器

①輸入訊號：uid.10mv

②輸入阻抗：ri=100k.

③設定增益auf1=30

(3) 有源帶通濾波器

①帶通頻率範圍：300hz～3khz

②增益：au=1

(4) 功率放大器

①最大不失真輸出功率： pmax>=2w

②負載阻抗：rl=4ω

③電源電壓：+12v，-12v

(5) 輸出功率連續可調

①直流輸出電壓：.50mv（輸出開路時）

②靜態電源電流：.100ma（輸出短路時）

（1）選取單元電路及元件

根據設計要求和已知條件，確定整合直流穩壓電源、前置放大電路、有源

帶通濾波器電路、功率放大電路的方案，計算和選取單元電路的元件引數。

（2）前置放大電路的組裝與除錯

測量前置放大電路的電壓增益aud、輸入電阻ri等各項技術指標，並與設

計要求值進行比較。

（3）有源帶通濾波器的組裝與除錯

測量有源帶通濾波電路的電壓增益aud、頻寬bw，並與設計要求值進行比

較。（4）功率放大電路的組裝與除錯

測量功率放大電路的最大不失真輸出功率po,max、電源供給功率pdc、輸出

功率.、直流輸出電壓、靜態電源電流等技術指標。

（5）整體電路的除錯與試聽

（6）應用multisim軟體對電路進行**。

分析一下內容：

前置放大器差模電壓增益、共模電壓增益、差模輸入電阻、共模抑制比、

有源帶通濾波器的幅頻響應。

穩定的直流電源供電，小功率穩壓電源一般是由電源變壓器、整流、濾波和穩

壓等四部分電路組成。其基本電路框圖及經各電路變換後，輸出的波形如圖所示。

圖3.3.1 直流穩壓電源電路原理框圖和波形變換

a) 電源變壓器

電源變壓器的作用是將電網220v的交流電壓變換成整流濾波電路所需的低電壓。

b) 整流電路

整流電路一般採用具有單向導電性的二極體組成，經常採用單相半波、單相全波和單相橋式整流電路。圖所示的整流電路為應用廣泛的橋式整流電路。電路中採用了四個二極體，組成單相橋式整流電路。

整流過程中，四個二極體輪流導通，無論正半周或負半周，流過負載的電流方向是一致的，形成全波整流，將變壓器輸出的交流電壓變成了脈動的直流電壓。

c) 濾波電路

在整流電路的輸出端併聯電容即可形成濾波電路。加入電容濾波電路後，由於電容是儲能元件，利用其衝放電特性，使輸出波形平滑，減少脈動成分，以達到濾波的目的。為了使濾波效果更好，可選用大容量的電容為濾波電容。

因為電容的放電時間常數越大，放電過程越慢，脈動成分越少，同時使得電壓更高。

d) 穩壓電路

經過濾波後輸出的直流電壓仍然存在較大紋波，而且交流電網電壓容許有±10%的起伏，隨著電網電壓的起伏，輸出電壓也會隨之變動。此外，經過濾波後輸出的直流電壓也與負載的大小有關，當負載加重時，由於輸出電流能力有限，使得輸出的直流電壓下降。因此，當需要穩定的直流電源時，在整流、濾波電路後通常需要配有穩壓電路。

在此我們選用7812和7912分別作為+12v和-12v的穩壓晶元。

前置放大電路也為測量用小訊號放大電路。在測量用的放大電路中，一般用感測器送來的直流或低頻訊號，經放大後多用單端方式傳輸，在典型情況下，有用訊號的最大幅度可能僅有若干豪伏，而共模雜訊可能高到幾伏，故放大器輸入飄移和雜訊等因素對於總的精度至關重要，放大器本身的共模抑制特性也是同等重要的問題。因此前置放大電路應該是乙個高輸入阻抗，高共模抑制比，低漂移的小訊號放大電路。

在測量用的放大電路中，一般感測器送來的直流或低頻訊號，經放大後多用單端方式傳輸。典型情況下，音訊訊號的最大幅度可能僅有若干毫伏，共模雜訊可能高達幾伏。所以放大器輸入漂移和雜訊等因素對於總的精度致關重要，放大器本身的共模抑制比特性也相當重要。

因此前置放大電路應該是乙個高輸入阻抗，高共模抑制比、低漂移的小訊號放大電路。

我們採用的是同相比例電路的方式作為前置放大電路。輸入訊號模擬音訊uid=5mv .10mv滿足對指標的設計要求；輸入電阻ri..

即滿足高輸入電阻的要求，跟效能指標中ri=100k.的設計思路吻合；前置放大電路的電路增益auf1=1+r11/r1滿足對指標的設計要求。

有源濾波電路使用有源器件與rc網路組成的濾波電路。

有緣濾波電路的種類很多，如按通道的效能劃分，又分為低通（lpf）、高通（hpf）、帶通（bpf）、帶阻（bef）濾波器。在本次的設計過程中採用寬頻帶通濾波器。

高通濾波器：fh=300hz =1/(2pi*r*c)

c16=c17=c=10nf，算得r18=53kω

低通濾波器：fl=3khz =1/(2pi*r*c)，算得r15=5.3 kω

為滿足設計要求，r15和r18分別用100kω和10kω電位器來進行微調。

功率放大的主要作用是向負荷提供功率，要求輸出功率盡可能大，轉換效率盡可能高，非線性失真盡可能小。

功率放大器的形式很多,有ocl互補對稱功率放大電路，otl功率放大電路，btl橋式推挽功率放大電路和變壓器耦合功率放大電路等。這些電路各有優點，可以根據設計要求和裝置條件綜合考慮選用。本次在語音放大器的設計中我們選用了五端功放tda2030應用的電路。

tda2030是一款hi-fi級的寬頻功率放大器，很多有源音箱都是以它作基礎的。它在雙電源下的最大輸出功率能到18w，而我們這裡只採用但電源供電，理論上能達到9w。

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