音频功率放大器实验报告
音频功率放大电路实验报告

音频功率放大电路实验报告音频功率放大电路实验报告引言:音频功率放大电路是一种常见的电子电路,用于将低功率的音频信号放大到足够的功率以驱动扬声器。
本实验旨在通过搭建和测试音频功率放大电路,探究其工作原理和性能。
一、实验目的本实验的目的是:1. 了解音频功率放大电路的基本原理和组成部分;2. 学习使用实验仪器和设备,如函数发生器、示波器等;3. 掌握音频功率放大电路的搭建和测试方法;4. 分析和评估音频功率放大电路的性能。
二、实验器材和元件本实验所需的器材和元件有:1. 函数发生器:用于产生音频信号;2. 示波器:用于观测电路的输入和输出波形;3. 电阻、电容、晶体管等元件:用于搭建音频功率放大电路。
三、实验步骤1. 搭建音频功率放大电路:根据实验指导书提供的电路图,按照电路图中的元件数值和连接方式,将电路搭建起来。
确保连接正确并无误。
2. 测试电路的输入和输出:使用函数发生器产生一个特定频率和幅度的正弦波信号作为输入信号,将其连接到音频功率放大电路的输入端。
使用示波器观测电路的输入和输出波形,并记录下来。
3. 测试电路的增益:通过改变函数发生器输出信号的幅度,逐步增加输入信号的幅度,观察输出信号的变化,并记录下输入和输出信号的幅度值。
根据记录的数据,计算电路的增益。
4. 测试电路的频率响应:保持输入信号的幅度不变,改变函数发生器输出信号的频率,观察输出信号的变化,并记录下输入和输出信号的频率值。
根据记录的数据,绘制电路的频率响应曲线。
5. 测试电路的失真:通过改变函数发生器输出信号的幅度和频率,观察输出信号是否出现失真现象,如畸变、截波等。
记录下失真出现的条件和情况,并进行分析。
四、实验结果和分析根据实验步骤中记录的数据,可以得到音频功率放大电路的增益、频率响应和失真情况。
根据实验结果进行分析,评估电路的性能。
五、实验总结通过本实验,我们了解了音频功率放大电路的基本原理和组成部分,学习了使用函数发生器、示波器等实验仪器和设备。
音响放大器实验报告

REPORTING2023 WORK SUMMARY音响放大器实验报告目 录CATALOGUE •实验目的•实验设备与材料•实验步骤与操作•实验结果与分析•实验总结与建议PART01实验目的0102了解音响放大器的基本原理放大器主要由输入级、电压放大级、功率放大级和输出级组成,各部分协同工作,实现对音频信号的放大和输出。
音响放大器的基本原理是利用电子元件将微弱的音频信号进行放大,然后推动扬声器发声。
学习音响放大器的设计和制作在设计和制作音响放大器时,需要考虑电路设计、元件选择、布局布线等因素,以确保放大器的性能和稳定性。
掌握音响放大器的性能测试方法音响放大器的性能测试主要包括频率响应、失真度、动态范围等指标的测量。
频率响应是指放大器在不同频率下的增益变化情况,失真度是指放大器对音频信号的畸变程度,动态范围是指放大器能够处理的最低信号和最高信号之间的范围。
通过这些性能指标的测试,可以全面评估音响放大器的性能和表现,为进一步优化和改进提供依据。
PART02实验设备与材料用于产生不同频率和幅度的正弦波信号,作为音频放大器的输入信号。
音频信号源信号发生器如LM386等,具有低噪声、高带宽、低失真等特点。
集成放大器芯片将放大后的音频信号进行功率放大,驱动扬声器发声。
功率输出级电路音频功率放大器模块电容、电阻、电感等电子元件电容用于滤波、耦合、去耦等,以改善音频信号质量。
电阻用于限制电流、调节音量等。
电感用于扼流圈、滤波等。
面包板用于搭建电路,便于连接和调试。
杜邦线用于连接各个电子元件的引脚。
面包板、杜邦线等搭建工具示波器、万用表等测量工具示波器用于观察信号波形,分析电路性能。
万用表用于测量电压、电流、电阻等参数,确保电路正常工作。
PART03实验步骤与操作准备所需元件电阻、电容、电感、二极管、晶体管等。
搭建电路按照电路图将各个元件连接起来,搭建音响放大器电路。
设计电路图根据音响放大器原理图,绘制详细的电路图。
音频功率放大器设计报告

音频功率放大器设计报告1. 引言音频功率放大器是将低功率的音频信号放大到足够大的功率级别,以驱动扬声器等音频设备的关键电子设备。
本报告旨在介绍音频功率放大器的设计过程,并提供一种逐步思考的方法。
2. 设计目标在开始设计之前,我们需要明确设计目标。
在本次设计中,我们的目标是设计一个能够提供高质量音频输出的功率放大器。
我们希望该放大器具有以下特性: -广泛的频率响应范围 - 低失真和噪声水平 - 高功率输出能力 - 能够适应不同的音频输入源3. 设计步骤3.1. 选择放大器类型第一步是选择适合我们设计目标的放大器类型。
在音频功率放大器中,常见的类型包括A类、AB类、D类等。
我们需要根据设计要求和应用场景选择最合适的放大器类型。
3.2. 确定放大器的工作参数在设计中,我们需要确定放大器的工作参数,包括输入电阻、输出功率、供电电压等。
这些参数将指导我们在后续步骤中进行元件选择和电路设计。
3.3. 元件选择根据放大器类型和工作参数,我们需要选择合适的元件来构建电路。
包括选择适当的功率晶体管、电容、电阻等元件。
我们需要根据元件的参数和特性曲线进行选择,以满足设计要求。
3.4. 电路设计在进行电路设计时,我们需要根据选定的放大器类型和元件进行电路拓扑设计。
这包括放大器的输入阶、放大阶和输出阶等。
我们需要考虑电路的稳定性、能效和音频性能等方面。
3.5. 仿真和优化在设计完成后,我们可以使用电路仿真软件对设计进行验证和优化。
通过仿真,我们可以评估放大器的频率响应、失真水平和功率输出等性能,并进行必要的调整和优化。
3.6. 原型制作和测试在完成仿真和优化后,我们可以制作放大器的原型并进行测试。
通过测试,我们可以验证设计的性能是否符合预期,并进行必要的调整和改进。
4. 结论本报告介绍了音频功率放大器的设计过程,并提供了一种逐步思考的方法。
通过明确设计目标、选择合适的放大器类型、进行元件选择、进行电路设计、进行仿真和优化,最后进行原型制作和测试,我们可以设计出具有高质量音频输出的功率放大器。
音频功率放大器设计报告

音频功率放大器设计报告1. 简介音频功率放大器是一种用于放大音频信号的电子设备,通常用于音响系统、电视和无线电等设备中。
本报告介绍了一个音频功率放大器的设计过程和实现。
2. 设计目标本次设计的目标是实现一个功率放大器,能够放大音频信号并输出高质量的声音。
以下是设计要求:- 输入电压范围:0.2 V - 2 V- 输出功率范围:10 W - 50 W- 频率响应范围:20 Hz - 20 kHz- 输出失真率低于1%3. 设计步骤3.1 选择放大器类型根据设计目标,我们选择了类AB功率放大器作为设计方案。
该放大器能够提供高质量的放大效果,并且具有较低的失真率。
3.2 电路设计经过电路设计和计算,我们决定使用以下主要元件:- BJT(双极型晶体管):NPN型三极管- 电容和电感:用于构建频率响应滤波器- 可调电阻:用于调节放大器的增益和偏置- 电源电路:用于提供适当的电压3.3 PCB设计为了实现电路的稳定性和可靠性,我们进行了PCB(Printed Circuit Board)设计。
通过将元件布局在PCB上并进行连接,可以减少干扰和噪声。
3.4 元器件选择根据设计需求和可靠性要求,我们选择了适当的元器件进行组装。
在选择元器件时,我们重点考虑了其性能指标、价格和供应情况。
3.5 调试和测试完成电路装配后,我们进行了调试和测试。
通过连接音频信号源、功率负载和测试仪器,可以确保放大器能够正常工作,并且满足设计要求。
4. 结果和讨论经过测试,该音频功率放大器满足了设计要求,并且具有很好的音质和稳定性。
其输出功率范围为10 W至50 W,输入电压范围为0.2 V至2 V,频率响应范围为20 Hz至20 kHz。
失真率低于1%,音质清晰、饱满。
5. 总结在本次设计过程中,我们成功实现了一个高性能的音频功率放大器。
通过选择合适的放大器类型、进行电路设计和PCB设计、选择优质的元器件以及进行严格的调试和测试,我们达到了设计要求。
音频放大器 实验报告

音响放大器的设计一、 设计任务1) 功能要求:具有话筒扩音、音调控制、音量控制,卡拉OK 伴唱2) 已知条件:集成功率放大器LM386 1个,10K 欧姆高阻话筒一个(咪头,要加上拉电阻),输出电压为5mV ,集成运放LM324一只, +VCC = +9V ,8Ω/2W 负载电阻RL 1只,8Ω/4W 扬声器1只,MP3一台(连接输入线一条)3) 主要技术指标:额定功率 Po ≥0.3W(γ <3%);4) 负载阻抗 RL=8Ω;5) 截止频率fL=50Hz ,fH=20kHz ;6) 音调控制特性 1kHz 处增益为0dB ,125Hz 和8kHz 处有±12dB 的调节范围,A VL=A VH ≥20dB ;7) 话放级输入灵敏度 5mV ;8) 输入阻抗 Ri>>10K Ω。
二、 实验器材实验所需元件、示波器、万用表、覆铜板、函数发生器、热转印机、钻孔机、环保腐蚀液、变压器、MP3、喇叭等等三、 功能模块组成和增益分配图 1功能模块组成 话筒输入5mv 话音放大器(4.7倍)音频输入100mv 混合前置放大(3倍)音调控制器(0.8倍)功率放大器(30倍)扬声器+9V 电源四、功能模块设计(一)工作电源(+9V)电源模块由实验室稳压试验箱经过J1、J2接入电路模块,S1为电源开关,W1是7809稳压芯片,期中C3、C4为电源输入的滤波电容,C5、C6为电源输出的滤波电容,D1为发光二极管做上电指示用,P2为4个短接到地上的排针接口,作为测试用的接口。
图2稳压模块(二)话筒输入和话音放大器由于话筒的输出信号一般只有5mV左右,输出阻抗高。
所以话音放大器用来不失真地放大声音信号,输入阻抗需远大于话筒的输出阻抗,且符合阻抗匹配。
第一级设计成增益为:A V1=1+R2/R4=47K/10K=4.7,R2 =75KΩ; R4=10KΩ,放大后输出电压为V o1按设计要求应该达到24mv,原理图如下:图3话音放大器(三)音频输入和混合前置放大器混合前置放大器的作用是将MP3输出的音乐信号与话音混合放大,音频信号输出100MV,话音信号放大3倍,此级电路的电压放大倍数可以表示为:VO2 = - [ (R1/R5)*VO1 + (R1/R9)*V12 ]A V2= VO2/VO1=3其中R11为调节此级电路的输入阻抗的变阻器,用以控制此级电路的音量调控。
音频功率放大器实习报告

实习报告:音频功率放大器设计与实现一、实习背景与目的随着科技的不断发展,音频功率放大器在各类音响设备中发挥着越来越重要的作用。
本次实习旨在让学员了解音频功率放大器的基本原理,掌握其设计和调试方法,提高实际操作能力。
通过本次实习,我希望能够达到以下目的:1. 了解音频功率放大器的工作原理和主要性能指标;2. 学会使用电子设计工具软件进行音频功率放大器的设计;3. 掌握音频功率放大器的调试方法,优化电路性能;4. 培养独立动手能力和团队合作精神。
二、实习内容与过程1. 音频功率放大器原理学习在实习开始前,我们先学习了音频功率放大器的基本原理。
音频功率放大器是将输入的微弱信号放大,从而驱动扬声器发声的装置。
其主要性能指标包括输出功率、失真、效率等。
了解这些基本原理对于后续的设计和调试工作至关重要。
2. 设计方案选择与单元电路设计在设计音频功率放大器时,我们首先进行了方案选择。
根据实习要求,我们选择了甲乙类互补对称功率放大器。
接下来,我们进行了单元电路设计,包括输入级、驱动级和输出级。
在设计过程中,我们充分考虑了元器件的参数选取,以保证电路的稳定性和性能。
3. 电路仿真与分析利用电子设计工具软件Multisim2001,我们对设计的音频功率放大器电路进行了仿真测试。
通过仿真结果,我们分析了电路的性能,发现了一些问题,如输出功率不足、失真较大等。
针对这些问题,我们进行了优化和改进,提高了电路的性能。
4. 电路调试与优化在实际制作音频功率放大器电路时,我们遇到了一些问题,如元器件损坏、电路连接错误等。
通过团队合作,我们共同解决问题,完成了电路的调试。
在调试过程中,我们不断优化电路参数,使得音频功率放大器能够达到预期的性能。
三、实习收获与总结通过本次实习,我深刻了解了音频功率放大器的工作原理和设计方法,掌握了电路仿真和调试技巧。
在实习过程中,我学会了团队合作和独立动手能力。
同时,我也认识到音频功率放大器设计中的关键因素,如元器件选取、电路稳定性等。
功率放大器 实验报告
功率放大器实验报告功率放大器实验报告引言功率放大器是电子电路中常见的一种设备,用于将输入信号的功率放大到较大的输出功率。
它在各个领域中都有广泛的应用,如音频放大器、射频放大器等。
本实验旨在通过搭建一个简单的功率放大器电路并进行测试,以了解功率放大器的基本原理和性能。
实验目的1. 了解功率放大器的基本原理和工作方式;2. 掌握功率放大器电路的搭建方法;3. 测试功率放大器的性能指标,如增益、频率响应等。
实验器材1. 功率放大器芯片;2. 电容、电阻等被动器件;3. 示波器、信号发生器等测试仪器。
实验步骤1. 搭建功率放大器电路根据给定的电路图,按照电路原理进行连接,注意器件的极性和接线的正确性。
2. 测试电路的直流工作点将示波器的探头连接到输出端,调节信号发生器的频率和幅度,观察示波器上的波形。
通过调节电阻和电容的值,使得输出信号的直流偏置点处于合适的范围。
3. 测试电路的交流增益将示波器的探头连接到输入端和输出端,调节信号发生器的频率和幅度,观察示波器上的波形。
通过测量输入和输出信号的幅度,计算得到功率放大器的增益。
4. 测试电路的频率响应在一定范围内改变信号发生器的频率,测量输出信号的幅度和相位,绘制功率放大器的频率响应曲线。
实验结果与分析通过实验测量和计算,得到了功率放大器的增益和频率响应曲线。
根据实验结果可以发现,功率放大器在一定频率范围内具有较好的增益和线性特性。
然而,随着频率的增加,放大器的增益会逐渐下降,这是由于被动器件的频率特性等因素所致。
同时,功率放大器还存在着一些非线性失真问题,如交趾失真和截止失真等,这些问题需要在实际应用中进行进一步的优化和改进。
结论通过本次实验,我们深入了解了功率放大器的基本原理和性能指标。
通过搭建电路并进行测试,我们成功获得了功率放大器的增益和频率响应曲线。
这些实验结果对于我们进一步理解和应用功率放大器具有重要的参考价值。
在实际应用中,我们需要根据具体的需求选择合适的功率放大器,并进行相应的电路设计和优化,以实现更好的性能和效果。
音频放大器实验报告
音频放大器实验报告音频放大器实验报告引言音频放大器是一种用于放大音频信号的电子设备,广泛应用于音响系统、电视机、收音机等各种音频设备中。
本实验旨在通过搭建并测试一个简单的音频放大器电路,探究其工作原理和性能特点。
实验目的1. 了解音频放大器的基本原理和工作方式;2. 掌握音频放大器电路的搭建方法;3. 测试并分析音频放大器的性能指标。
实验器材和材料1. 音频放大器芯片(例如LM386);2. 电容、电阻、电感等元件;3. 音频信号发生器;4. 示波器;5. 电源供应器;6. 音箱。
实验步骤1. 搭建音频放大器电路根据音频放大器芯片的数据手册,选择合适的电容、电阻和电感等元件,按照电路图连接电路。
确保连接正确并稳定。
2. 连接音频信号发生器和示波器将音频信号发生器的输出端与音频放大器的输入端相连,将示波器的输入端与音频放大器的输出端相连。
确保连接牢固且信号传输畅通。
3. 调节音频信号发生器和示波器调节音频信号发生器的频率和幅度,观察示波器上输出信号的波形和幅度变化。
记录下不同频率和幅度下的输出结果。
4. 测试音频放大器的性能指标通过调节音频信号发生器的频率,测量音频放大器的增益特性曲线。
记录下不同频率下的增益值,并绘制增益特性曲线图。
使用示波器观察音频放大器输出信号的失真情况,并进行分析和评估。
测量音频放大器的频率响应特性,记录下不同频率下的输出幅度,并绘制频率响应曲线图。
测试音频放大器的功率输出,通过连接音箱并调节音频信号发生器的幅度,测量音频放大器能够输出的最大功率。
实验结果与分析根据实验数据,我们可以得出以下结论:1. 音频放大器的增益特性随频率变化而变化。
在低频段,增益较高,而在高频段,增益逐渐下降。
这是由于音频放大器电路的频率响应特性所决定的。
2. 音频放大器的输出信号存在一定的失真。
失真的程度与输入信号的幅度和频率有关。
在输入信号较大或频率较高时,失真程度较高。
这是由于音频放大器的非线性特性所导致的。
实验报告 设计一台OCL音频功率放大器
实验报告系班组实验日期年月日姓名学号指导老师课程设计: 设计一台OCL音频功率放大器一﹑实验目的1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤,培养综合设计与调试能力。
2.学会OCL音频功率放大器的设计方法和性能指标测试方法。
3.培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。
二、实验仪器4.7KΩ,47KΩ,4.3KΩ,6.8 KΩ,10 KΩ,22Ω,220Ω,0.5Ω,8Ω电阻;0.01uF,10uF,200uF的电容;D772,B882,TIP41C三极管;二极管;TL082芯片;可变1 KΩ电阻;电烙铁;锡;若干导线;剪刀三、实验原理P O = 6W(一)选择电路形式(二)、各级电压增益分配整机电压增益: iO um U U A = 由 L O O R U P 2= 有 9.68*6===L O O R P U V 691.09.6===i O um U U A 输入级、中间级、输出级增益分别为:321,,u u u A A A 有:321**u u u um A A A A = 输入级为射随器,A U1 = 1 ,取中间级增益都为8、输出级增益为9,稍有富裕。
(三)、确定电源电压通常取最大输出功率P om 比P o 大一些W P P O Om 96*5.1)2~5.1(===最大输出电压可由P om 来计算(峰值)128*9*22===L om om R P U V p考虑到晶体管饱和压降及发射极限流电阻上的压降,电源电压V cc 要大于U om ,一般为: ===128.011Om CC U V η15 V 取V CC =15 V (四)、功率输出级计算1、选择大功率管最大反压:3015*22==≈CC CEM V U V每管最大电流:85.1815==≈L CC CM R V I A 取I CM >=2.5 A 每管最大集电极功耗:8.19*2.02.0==≈Om CM P P W 取P CM >=2.5W 注意二个功放管参数对称、β接近。
LM187功率放大器实验报告
LM1875音频功率放大电路实验报告1.实验器材:lm1875芯片,喇叭一个,电源及其他元件报表。
2.LM1875主要参数:电压范围:16~60V静态电流:50MmA输出功率:25W谐波失真:<0.02%,当f=1kHz,RL=8Ω,P0=20W时额定增益:26dB,当f=1kHz时工作电压:±25V转换速率:18V/μS3.电路原理:LM1875功放板由LM1875放大电路以及电源供电电路组成。
输入口处2.2u电解电容为隔直电容,防止后级的LM1875直流电位对前级电路的影响。
放大电路部分主要由LM1875、1K和20K 电阻、瓷片及电解电容等组成,电路的放大倍数由20K与1K电阻之比值决定。
0.22uF瓷片电容的作用是防止放大器产生低频自激。
本放大器可带负载阻抗为4→16Ω。
为了保证功放板的音质,电源变压器的输出功率不得低于80W,输出电压为2*15V,。
LM1875音频功率放大器的引脚如右图所示。
LM1875采用TO-220封装结构,形如一只中功率管,体积小巧,简单,且输出功率较大。
该集成电路内部设有过载过热及感性负载反向电势安全工作保护。
实验原理图4.实验步骤与调试:(1)工具准备:20W电烙铁一把,万用电表一个,尖嘴钳一把,螺丝刀一把,焊锡丝和松香水若干。
(2)准备焊接:焊接时先焊接跳线,再焊接电阻,再焊电容,再焊整流管,再焊电位装散热片时螺丝很难打进去。
LM1875与散热片接触的部分必须涂少量的散热脂,以利散热。
(3)调试:电路板焊好电子元件后,要仔细检查电路板有无焊错的地方,特别要注意有极性的电子零件,如电解电容,,一旦焊反即有烧毁元器件之险,请特别注意。
放大器的输出端先不接扬声器,而是接万用电表,最好是数显的,万用表置于DC*2V档。
功放板上电注意观察万用电表的读数,在正常情况下,读数应在30mV以内,否则应立即断电检查电路板。
若电表的读数在正常的范围内,则表明该功放板功能基本正常,最后接上音箱,输入音乐信号,上电试机。
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一、实验目的1)了解音频功率放大器的电路组成,多级放大器级联的特点与性能;2)学会通过综合运用所学知识,设计符合要求的电路,分析并解决设计过程中遇到的问题,掌握设计的基本过程与分析方法;3)学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试,学会Altium Designer使用进行PCB制版,最后焊接做成实物,学会对实际功放的测试调试方法,达到理想的效果。
4)培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。
二、实验要求1)设计要求设计并制作一个音频功率放大电路(电路形式不限),负载为扬声器,阻抗8Ω。
要求直流稳压电源供电,多级电压、功率放大,所设计的电路满足以下基本指标:(1)频带宽度50Hz~20kHz,输出波形基本不失真;(2)电路输出功率大于8W;(3)输入阻抗:≥10kΩ;(4)放大倍数:≥40dB;(5)具有音调控制功能:低音100Hz处有±12dB的调节范围,高音10kHz 处有±12dB的调节范围;(6)所设计的电路具有一定的抗干扰能力;(7)具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。
发挥部分:(1)增加电路输出短路保护功能;(2)尽量提高放大器效率;(3)尽量降低放大器电源电压;(4)采用交流220V,50Hz电源供电。
2)实物要求正确理解有关要求,完成系统设计,具体要求如下:(1)画出电路原理图;(2)确定元器件及元件参数;(3)进行电路模拟仿真;(4)SCH文件生成与打印输出;(5)PCB文件生成与打印输出;(6)PCB版图制作与焊接;(7)电路调试及参数测量。
三、实验内容与原理音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备,它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。
按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分,如图1所示。
v图1 音频功率放大器的组成框图1)前置放大级音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大,然后输出驱动扬声器。
声音源的种类有多种,如传声器(话筒)、电唱机、录音机(放音磁头)、CD 唱机及线路传输等,这些声音源的输出信号的电压差别很大,从零点几毫伏到几百毫伏。
一般功率放大器的输入灵敏度是一定的,这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话,对于输入过低的信号,功率放大器输出功率不足,不能充分发挥功放的作用;假如输入信号的幅值过大,功率放大器的输出信号将严重过载失真,这样将失去了音频放大的意义。
所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器,以便使放大器适应不同的输入信号,或放大,或衰减,或进行阻抗变换,使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。
另外在各种声音源中,除了信号的幅度差别外,它们的频率特性有的也不同,如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形,即低音被衰减,高音被提升。
对于这样的输入信号,在进行功率放大器之前,需要进行频率补偿,使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态,即加入频率均衡网络放大器。
对于话筒和线路输入信号,一般只需将输入信号进行放大和衰减,不需要进行频率均衡。
前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配;二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。
由于话筒输出信号非常微弱,一般只有100μV~几毫伏,所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。
前置放大器的输入级首先采用低噪声电路,对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器,首先要选择低噪声的晶体管,另外还要设置合适的静态工作点。
由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小,而且它几乎与静态工作点无关,在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下,采用低噪声场效应管组成放大器是合理的选择。
如果采用集成运算放大器构成前置放大器,一定要选择低噪声、低漂移的集成运算放大器。
对于前置放大器的另外一要求是要有足够宽的频带,以保证音频信号进行不失真的放大。
常用的前置放大器按结构划分有五种类型:(1)单管前置放大器(2)双管阻容耦合前置放大器(3)双管直接耦合前置放大器(4)集成前置放大器(5)场效应管前置放大器2)音调控制电路音调控制电路的主要功能是通过对放音频带内放大器的频率响应曲线的形状进行控制,从而达到控制放音音色的目的,以适应不同听众对音色的不同爱好。
此外还能补偿信号中所欠缺的频率分量,使音质得到改善,从而提高放音系统的放音效果。
在高保真放音电路中,一般采用的是高、低音分别可调的音调控制电路。
一个良好的音调控制电路,要求有足够的高、低音调节范围,同时有要求在高、低音从最强调到最弱的整个过程中,中音信号(一般指1kHz)不发生明显的幅值变化,以保证音量在音调控制过程中不至于有太大的变化。
音调控制电路大多由RC元件组成,利用RC电路的传输特性,提升或衰减某一频段的音频信音调控制电路一般可分为衰减式和负反馈式两大类,衰减式音调控制电路的调节范围可以做得较宽,但由于中音电平也要作很大的衰减,并且在调节过程中整个电路的阻抗也在变化,所以噪声和失真较大。
负反馈式音调控制电路的噪音和失真较小,并且在调节音调时,其转折频率保持固定不变,而特性曲线的斜率却随之改变。
下面分析负反馈型音调控制电路的工作原理。
(1)负反馈式音调控制器的工作原理由于集成运算放大器具有电压增益高、输入阻抗高等优点,用它制作的音调控制电路具有电路结构简单、工作稳定等优点,典型的电路结构如图2所示。
其中电位器Rp1是高音调节电位器,Rp2是低音调节电位器,电容C是音频信号输入耦合电容,电容C1、C2是低音提升和衰减电容,一般选择C1=C2,电容C3起到高音提升和衰减作用,要求C3的值远远小于C1。
电路中各元件一般要满足的关系为:Rp1=Rp2,R1=R2=R3,C1=C2,Rp1=9R1。
低音高音R1R2图2 负反馈式音调控制电路图dB10202L1LRp2(a) 低音提升等效电(b) 低音提升等效电路幅频响应波特图图3 低音提升等效电路图及幅频响应曲线在电路图2中,对于低音信号来说,由于C3的容抗很大,相当于开路,此时高音调节电位器Rp1在任何位置对低音都不会影响。
当低音调节电位器Rp2滑动端调到最左端时,C1被短路,此时电路图2可简化为图3(a)。
由于电容C2对于低音信号容抗大,所以相对地提高了低音信号的放大倍数,起到了对低音提升的作用。
图3(a)电路的频率响应分析如下:图3所示的电压放大倍数表达式为:12222212./)1(RRCjRCjRZZAPPVf++-=-=ωω化简后得:2222222122.11PPPPVf RCjRRRRCjRRRA⋅++⋅+⨯+-=ωω所以该电路的转折频率为:22121CRfPL⋅=π,22222221)//(21CRCRRfPLππ≈=可见当频率0→f时,122.→RRRA PVf+;当频率∞→f时,1→12.=RRAVf。
从定性的角度来说,就是在中、高音域,增益仅取决于R2与R1的比值,即等于1;在低音域,增益可以得到提升,最大增益为122)(R R R P +。
低音提升等效电路的幅频响应特性的波特图如图3(b)所示。
-10-20''(a) 低音衰减等效电路图 (b) 低音衰减等效电路幅频响应波特图图4低音衰减等效电路图及幅频响应曲线同样当Rp2的滑动端调到最右端时,电容C2被短路,其等效电路如图4(a)所示。
由于电容C1对输入音频信号的低音信号具有较小的电压放大倍数,所以该电路可实现低音衰减。
图4(a)电路的频率响应分析如下:该电路的电压放大倍数表达式为: 112122122112.)//(11//)1(C R R j C R j R R R R C j R R A P P P P Vf ωωω++⨯+-=+-=其转折频率为:12'121C R f P L π=,112'221)//(21R R R f P L ππ≈= 可见当频率0→f 时,212.→P Vf R R R A +;当频率∞→f 时,1→12.=R R A Vf 。
从定性的角度来说,就是在中、高音域,增益仅取决于R2与R1的比值,即等于1;在低音域,增益可以得到衰减,最小增益为)212P R R R +。
低音衰减等效电路的幅频响应特性的波特图如图4(b)所示。
在电路给定的参数下,'11L L f f =,'22L L f f = 。
高音R1R2高音(a) (b)图5 高音等效简化电路同理,图2电路对于高音信号来说,电容C1、C2的容抗很小,可以认为短路。
调节高音调节电位器Rp1,即可实现对高音信号的提升或衰减。
图5(a )就是工作在高音信号下的简化电路图。
为了便于分析,将图 中的R1、R2、R3组成的Y 型网络转换成△连接方式,如图5(b )。
其中23131R R R R R R a ++=,13232R R R R R R b ++=,32121R R R R R R c ++=在假设条件R1=R2=R3的条件下,Ra=Rb=Rc=3R1。
如果音调放大器的输入信号是采用的内阻极小的电压源,那么通过Rc 支路的反馈电流将被低内阻的信号源所旁路,Rc 的反馈作用将忽略不计(Rc 可看成开路)。
当高音调节电位器滑动到最左端时,高音提升的等效电路如图6(a)所示。
此时,该电路的电压放大倍数表达式为:[]434343.1()(1//)1(R C j R R R C j R R R C j R A a a ba b Vf ωωω+++=+=其转折频率为:)(21431a H R R C f +=π,43221R C f H π=当频率0→f 时,1→.=a b Vf R R A ;当频率∞→f 时,44.→R R R A aVf +。
从定性的角度上看,对于中、低音区域信号,放大器的增益等于1;对于高音区域的信号,放大器的增益可以提升,最大增益为44R R R a+。
高音提升电路的幅频响应曲线的波特图如图6(b)所示。
10202H 1H(a) 高音提升等效电路 (b) 高音提升等效电路的幅频响应波特图图6 高音提升等效电路及幅频响应曲线当Rp1电位器滑动到最右端时,高音频信号可以得到衰减,高音衰减的等效电路如图7(a )所示。
-10RbRa''(a) 高音衰减等效电路 (b) 高音衰减等效电路的幅频响应波特图图7 高音衰减等效电路及幅频响应曲线该电路的电压放大倍数表达式为:)(11//)1(434334.b a c a bVf R R C j R C j R R R R C j R A +++⨯=+=ωωω其转折频率为:)(2143'1b H R R C f +=π,43'221R C f H π= 当频率0→f 时,1→.=abVfR R A ;当频率∞→f 时,b Vf R R R A +44.→。