目录。一、设计任务与要求1
二、方案设计与论证1
三、单元电路设计与参数计算2
1、话音放大器2
2、音调控制器3
3、功率放大器4
四、**过程与**结果(**软件multisim9.0) …6
1、话音放大器部分**6
2、音调控制器部分**7
3、功率放大器与音调控制器电路**………8
五、总原理图及元器件清单9
六、安装与调试10
七、性能测试与分析11
八、结论与心得12
九、参考文献13
音频放大器的设计与制作。
一、设计任务与要求。
1、目的。根据本课程设计要求，设计、制作出一个实用的音频功率放大器。
了解集成功率放大器内部电路工作原理，掌握其外围电路的设计与主要性能参数的测试方法；掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术。
通过实践，加深对模拟电子技术感性认识和理解。同时，通过搜索资料、方案比较以及设计计算、制作调试、撰写总结报告等环节的训练，进一步提高自身分析、解决实际问题的能力。
2、设计任务。
设计制作一个音频放大器，具有话音放大、音调控制、音量控制及功率放大四个基本功能。
3、设计要求。
要求输出功率不小于1w/8ω，频率响应60--20khz，效率》60﹪，失真小（已知电源电压＋9v，高阻话筒和扬声器各一只）。将低阻话筒接话音放大器的输入，在此输入话音，经过电路放大，通过扬声器输出清晰放大的声音，改变音量电位器，可以控制声音的大小，调节调节音调控制器，可改变音质的效果。
二、方案设计与论证。
本设计要求实现话音放大、音调控制、音量控制及功率放大等功能。因此，运用话音放大器、音调控制电路和集成功放来实现这些功能是比较合理的选择。
方案一：如图1所示。首先对话音信号的音调控制，再话音放大，滑动电阻控制音。话。筒。
扬声器。图1 方案一系统总体方框图。
量，功率放大器实现功率放大。此方案由于是直接控制原态输入的话音信号，这就对话音信号控制电路的精度有了很高的要求，难以控制。
方案二：如图2所示。将话音信号首先经过话音放大器放大，再用音调控制器对话音的音调进行控制，而音量的控制直接在音调控制器后面接一个滑动电阻来实现，功率放大器给音响放大的负载（扬声器）提供一定的输出功率。
此方案虽然与方案一的元器件一样，但是它把话音信号放大后再进行音调控制，这样的音调控制电路比较容易实现，而且最终的效果也比较能够满足要求。话。筒。
扬声器。图2 方案二系统总体方框图。
因此，本设计采用方案二。
三、单元电路设计与参数计算。
1、话筒放大器。
由于话筒的输出信号一般只有5mv左右，而输出阻抗达到20 kω（亦有低输出阻抗的话筒如20 ω，200 ω等)，所以话筒放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到10khz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。本课程设计采用的电路图如图3。
图3 话音放大器。
可得电压放大倍数：
ri = r1 （r1一般取几十千欧。）
耦合电容c1、c3可根据交流放大器的下限频率fl来确定，一般取c1 = c3 = 3～10）
2、音调控制器。
音调控制器主要是控制、调节放大器的幅频特性。
图4 音调控制器幅频特性。
音调控制器只对低音频与高音频的增益进行提升与衰减，中音频的增益保持0db不变。因此，音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器构成。电路原理图如图5。
图5 音调控制器。
运算放大器选用单电源供电的四运放lm324，其中rp32称为音量控制电位器，其滑臂在最上端时，音响放大器输出最大功率。
已知flx=100hz,fhx=10khz,x=12db。转折频率fl2及fh1
fl2=flx2x/6=400hz，则fl1=fl2/10=40hz
fh1=fhx/2x/6=2.5khz,则fh2=10fh1=25khz。
**l=(rp31+r32)/r31≥20db。其中，r31、r32、rp31不能取得太大，否则运放飘逸电流的影响不可忽略。但也不能太小，否则流过它们的电流将超出运放的输出能力。
一般取几千欧姆至几百千欧姆。现取rp31=410kω,r31=r32=47kω，则。
**l=(rp31+r32)/r31=11(20.8db)
c32=1/(2πrp31fl1)=0.008μf
取标称值0．01μf，即 c31=c32=0.0lμf
则 r31=r32=r33=47kω ra=3r34=141kω
=(+r33)／r33≥20db
r33=/10=14.1kω 取标称值13kω
=1／2r33c33
则 c33==490pf 取标称值510pf
取rp32=rp31=470kω，rp33=10kω，级间耦合与隔直电容c34 =10μf。
取rp32=rp31=470 kω,rp33=10 kω,级间耦合与隔直。
3、功率放大器。
功率放大器（内部电路如图6）的作用是给音响放大器的负载（扬声器）提供一定。
图6 la4102集成功放的内部电路。
的输出功率，当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。这里我们采用la4102专用集成音频功放。
把la4102接成otl电路，如图7。
图7 功率放大器。
rf、cf与内部电阻r11组成交流负反馈支路，控制功放级的电压增益**f，即。
**f=1+r11/rf≈r11/rf
cb为相位补偿电容。cb减小，带宽增加，可消除高频自激。c一般取几十皮法至几百皮法。
cc为otl电路的输出电容，两端的充电电压等于vcc/2，cc一般采用耐压值远大于vcc/2的容值几百微法的电容。
cd为反馈电容，消除自激振荡，cd一般取几百皮法。
ch为自举电容，使复合管t12、t13的导通电流不随输出电压的升高而减小。
c3、c4可滤除纹波，一般为几十微法到几百微法。
c2为电源退耦滤波，可消除低频自激。
四、**过程与**结果(**软件multisim9.0)
1、话音放大器部分**。
1）**原理图。
图8 话音放大器。
2）**分析。
输入为正弦信号：频率f=1khz
幅值vp=5mv
其中上面的波形为信号源波形，下面的波形为输出波形。
图9 示波器显示的波形。
2、音调控制器部分**。
1）**原理图。
图10 音调控制器。
2）**分析。
输入为正弦信号：频率f=1khz
幅值vp=50mv
其中上面的波形为信号源波形，下面的波形为输出波形。
图11 示波器显示的波形。
3、话音放大器和音调控制器电路**。
1）**原理图。
图12 话音放大器和音调控制器。
2）**分析。
输入为正弦信号：频率f=1khz
幅值vp=5mv
其中上面的波形为信号源波形，下面的波形为输出波形。
图13 示波器显示的波形。
五、总原理图及元器件清单。
1、总原理图。
图14 音频放大器总原理图。
2、元件清单。
3、需使仪器设备：
数字示波器（ds1024c）……1台。
万用表（gb76761台。
多路输出稳压电源（ca18303d）……1台。
函数信号发生器（sg1020 20mhz）……1台。
六、安装与调试。
1、合理布局，分级装调。
音响放大器是一个小型电路系统，安装前要对整机线路进行合理布局，一般按照电路的顺序一级一级地布线，功放级应远离输入级，每一级的地线尽量接在一起，连线尽可能短，否则很容易产生自激。
安装前应检查元器件的质量，安装时特别注意功放块、运放、电解电容等主要器件的引脚和极性，不能接错。从输入级开始向后安装，安装一级调试一级，安装两极进行级联调试，直到整机安装与调试完成。
2、电路的调试。
电路的调试过程一般是先分级调试，再级联调试，最后进行整机调试与性能指标的测试。分级调试又分为静态调试和动态调试。
a、静态调试。
静态测试时，将输入端对地短路，用万用表测该级输出端对地的直流电压。话音级、音调级都是由运放组成的，其静态输出直流电压均为电源电压的一半，功放级的输出也为电源电压的一半。且输出电容充电电压也为电源电压的一半。
b、动态调试。
动态调试是指输入端接入规定的信号，用示波器测该输出波形，并测量各项性能指标是否满足题目要求，如果相差很大，应检查电路是否接错，元件参数是否合乎要求，否则是会出现很大偏差的。
3、整机功能试听。
用8ω/4w的扬声器代替负载电阻rl，进行以下功能试听。话筒扩音，将高阻话筒接话筒放大器的输入端。应注意，扬声器的方向与话筒方向相反，否则扬声器的输出声音经话筒输入后，会产生自激啸叫。
讲话时，扬声器传出的声音应清晰，改变音量电位器，可控制声音大小。
七、性能测试与分析。
1、la4102中各引脚的静态工作点电压（其中vcc=9v）
2、lm324中各引脚的静态工作点电压（其中vcc=9v）
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