綜合性設計實驗
1w擴音機設計與除錯
實驗報告
學院： 物理與資訊工程學院
班級: 資訊工程類3班
學號 110700307
姓名梁沛鋒
同組者： 黃財謀
實驗內容
指標要求：
1、 額定輸出功率po≥1w
2、 負載阻抗rl=8ω
3、 頻率響應：在無高低音提公升或衰減時f=50hz-20khz（±3db）
4、 音調控制範圍：低音100hz±12db 高音10khz±12db
5、 失真度≤10%
6、 輸入靈敏度< 10mv
一、確定電路組成方案
前置級主要是同訊號源阻抗匹配並有一定的電壓增益要求輸出阻抗低、輸入阻抗高。
音調控制電路，實現高低音的提公升和衰減。
功放級將電壓訊號進行功率放大，保證揚聲器上得到一定的不失真功率輸出。
二、設計方法：
1、各級電壓增差分配：根據額定的輸出功率po和pl求出輸出電壓
整機中頻電壓增益
前置級時輸出的雜訊電壓影響最大，一般增益不宜太高，通常可取5-10倍，取=5。根據音調電路對中頻電壓增益的要求，所以=1
功率放大器的增益應根據電路的總增益來確定
2、確定電路形式及選用器件
整合模擬運算放大器在模擬電路中應用廣泛，本設計電路主要選用適用的lm324整合運放構成前置級，音調控制級另外選用專用的集成功率放大器既保證功率輸出又能得到高保真度，使設計簡單。
輸入級：輸入阻抗要適合訊號源的要求。輸出要同次級相匹配，雜訊係數要求小，①選用同相放大器作為前級的電壓放大，②採用跟隨器為引導，以適合訊號源收音及拾音輸入的要求。
跟隨器特點：高輸入阻抗
同相放大器5 通常為幾十-一百kω取51k
求得=10 kω
同相端到地的電阻=51k，以減小運算誤差
音調控制電路設計
（1）選擇電路形式及其工作原理
常用的音調控制電路有三種：一是衰減式rc音調控制電路，其調節範圍較寬，但容易失真，另一種是反饋型電路，其調節範圍小些，但失真小，第三種是混合式音調控制電路，其電路較複雜，多用於高檔收音機中。
為使電路簡單，訊號失真又小，本級採用反饋型音調控制電路。
其原理電路圖如上。、是由rc組成的網路，放大單元為lm324即
採用乙個整合運放f007，∵f007開環增益高。所以當訊號頻率不同時，、的阻抗值也不同，所以隨頻率的改變而改變。假設和包括的rc元件不同，可以組成四種不同形式的電路，如下表
如圖（a）如以值比較大，只在頻率很低時起作用，則高訊號頻率在低頻區，時，則。 所以低音得到提公升。
如圖(b)中，若較小，只在高頻時起作用，當訊號頻率在高頻區時，
因此高音可以得到提公升。
同理可論證低音衰減，高音衰減的電路。
如圖這四種形式電路組合起來，即可得到反饋型音調控制電路，如上圖。
為了分析方便，先假設：
＝＝＝r
＝＝9r
＝>>訊號在低頻區
∵很小，、支路可視為開路，反饋網路主要由上半邊起作用，又因為f007開環增益很高，放大器輸入阻抗又很高。
∴(虛地)因此的影響可以忽略
當電位器的滑動端移到a點時，被短路，其等效電路如下所示，與圖(a)很相似，可以得到低頻提公升。
現在來分析電路的幅頻特性。
∵z1＝r1 ∴令
則根據前邊假設條件，
當，即訊號接近中頻時
當時當時
綜上所述，可以畫出其幅頻特性，在和時（提公升量為3db和17db）曲線變化較大，我們稱和為轉折點頻率。在轉折點頻率之間曲線斜率為-6db/倍頻，若用折線近似表示此曲線，則和為折線的拐點，此時低音最高提公升量為20db。表示為
同樣方法可知，在滑動端至b點時可以得到如下衰減曲線。
20lg|ay|（db）
轉折點頻率為
最大衰減量
訊號在高頻區
和對高頻可視為短路，此時和支路已起作用。等效電路見下圖。為分析方便電
路中y型接法的、和變換成△型接法的如圖右所示。
其中因為前級輸出電阻很小(<500ω)輸出訊號vo通過反饋到輸入端的訊號前級輸出電路所旁路。∴的影響可忽略。視為開路。
當滑到端至c和d點時，等效電路可以畫成如下電路形式，其中數值很大視開路。
通過幅頻分析。可以得到高音最大提公升量為
高音最大衰減時為
高頻轉折頻率為
若將音調控制電路高、低音提公升和衰減曲線畫在一起，可以得到如下曲線。
∵在＝和和之間，曲線按±6db信頻的斜率變化，假設給出低頻flx處和高頻fh2處的提公升量，又知< <
< < 則
可見當某一頻率的提公升量和衰減量已知時，即可求出所需轉折點頻率。
並根據以上的公式再求得相應元件引數的最大提公升衰減量。
,選擇電位器和，選用線性電位器＝＝150kω
由可求計算p28參考電路音調電路各元件引數
由公式(1)(2)可得
(取＝＝0.022μf)
取===20kω)
由公式：可求
（ra=3r1）
=8.5（取r4為8.2）
耦合電容計算：∵低頻時音調控制電路輸入電阻近似等於＝20k
∴為了控制音量，輸出端通過耦合電容按電位器經分壓再由送入集成功放，w3數值一般根據放大單元等負載能力來選擇。
本電路採用f007，可選為47kω電位器，取10μf設計校核。
轉折頻率
提公升量功率放大器設計
採用tba820m功放積體電路。該電路由差分輸入級，中間推動級，互補推挽功率放大輸出級，恆流源偏置電路等組成，積體電路具有工作電壓範圍寬（＝3-16v）靜態電流小（典型值為9v、4ma）。外接元件少。
電源紋波抑制比高的特點。
各管腳功能為：①補償、②反饋、③輸入、④接地、⑤輸出、⑥電源、⑦自舉、⑧濾波。
典型應用電路如下可作設計參考
電特性：thd＝10％ f＝1khz ＝120ω
＝12v rl＝8ω測試條件下
po＝2w
輸入電阻 f＝1khz ri＝5mω
-3db頻寬 rl=8ω c5=1000μf =120時
cb＝680pf bw＝25-7000hz
cb＝220pf vw＝25-20000hz
開環電壓增益 f＝1khz rl＝8ω
9v時gtvo＝75db
閉環電壓增益 f＝1khz rl＝8ω ＝9v時
33ω gtvo＝45db
120ω gtvo＝34db
電特性：thd＝10％ f＝1khz ＝120ω
＝12v rl＝8ω測試條件下
po＝2w
輸入電阻 f＝1khz ri＝5mω
-3db頻寬 rl=8ω c5=1000μf =120時
cb＝680pf bw＝25-7000hz
cb＝220pf vw＝25-20000hz
開環電壓增益 f＝1khz rl＝8ω
9v時gtvo＝75db
閉環電壓增益 f＝1khz rl＝8ω ＝9v時
33ω gtvo＝45db
120ω gtvo＝34db
三、電路主要器件及電路圖
1.9014三極體1
2.lm324(14腳)及管座 1
3.tba820(8腳)及管座 1
4.電位器ws20 150kω 2
5.電位器ws1 47kω 1
6.電容c 470uf1
7. 電容c 220uf1
8. 電容c 100uf4
9. 電容c 10uf6
10. 電容c 1000p(102) 1
11. 電容c 200p(201) 1
12. 電容c 120p(121) 1
13. 電容c 0.22u(224,22j) 1
14. 電容c 0.1u(104) 1
15. 電容c 0.022u(223) 2
16.電阻r 100k3
17. 電阻r 51k5
18. 電阻r 30k1
19. 電阻r 20k3
20. 電阻r 10k2
21. 電阻r 8.2k1
22. 電阻r 1k1
23. 電阻r 2001
24. 電阻r 1001
25. 電阻r 561
26. 電阻r 31
27. 電阻r 8ω(2w) 1
其他材料：
接線柱(紅,黑) 各2個
萬能板1塊
錫1根導線(紅,黑) 各1根
電路圖：
(9014) (1/4lm3241/4lm324) (820)
附：lm324資料： lm324為四運放積體電路，採用14腳雙列直插塑料封裝。
，內部有四個運算放大器，有相位補償電路。電路功耗很小，lm324工作電壓範圍寬，可用正電源3～30v，或正負雙電源±1．5v～±15v工作。它的輸入電壓可低到地電位，而輸出電壓範圍為o～vcc。
它的內部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互單獨。每一組運算放大器可用如圖所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中「+」、「-」為兩個訊號輸入端，「v+」、「v-」為正、負電源端，「vo」為輸出端。兩個訊號輸入端中，vi-（-）為反相輸入端，表示運放輸出端vo的訊號與該輸入端的相位相反；vi+（+）為同相輸入端，表示運放輸出端vo的訊號與該輸入端的相位相同。
lm324引腳排列見圖1。2。 lm124、lm224和lm324引腳功能及內部電路完全一致。
lm124是軍品；lm224為工業品；而lm324為民品。由於lm324四運放電路具有電源電壓範圍寬，靜態功耗小，可單電源使用，**低廉等特點，因此他被非常廣泛的應用在各種電路中。
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