音频功率放大器实验报告
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本科实验报告
课程名称:电子电路安装与调试姓名:
学院:信息与电子工程学院系:
专业:电子科学与技术
学号:
指导教师:
一、实验目的二、实验任务与要求
三、实验方案设计与实验参数计算(3.1 总体设计、3.2 各功能电路设计与计算、3.3完整的实验电路……)
四、主要仪器设备五、实验步骤与过程
六、实验调试、实验数据记录七、实验结果和分析处理
八、讨论、心得
一、实验目的
1、学习并初步掌握音频功率放大器的设计、调试方法。
2、学习并掌握电路布线、元器件安装和焊接。
3、掌握音频功率放大器各项主要性能及指标的调试方法。
二、实验任务与要求 1、设计
(1)设计一音频功率放大器,使其达到如下主要技术指标: 负载阻抗:4L R =Ω 额定功率:10o P W = 带宽:(50~15000)BW Hz ≥ 音调控制:
低音:10012Hz dB ± 高音:1012kHz dB ± 失真度:3%γ≤
输入灵敏度:'100,5i i U mV U mV << 噪声功率:10N P mW ≤
(2)设计满足以上设计要求的稳压电源。
2、在Altium Designer 中画出原理图,并进行PCB 板的编辑与设计。
3、根据给定的功率放大器的原理图(三),做如下工作:
(1)分析计算晶体管前置放大器的直流工作电压、电流、输入电阻、输出电阻、各级放大器的交流增益。
(2)分析音调控制电路的工作原理,计算4个极端情况下的交流增益。 (3)安装实验电路板
(4)调试和测试实验电路的增益、频响特性曲线、输入电阻和输出电阻、以及改变某 实验名称:音频功率放大器的设计、安装和调试姓名:陈肖苇学号:3140104580_
些电路参数后的性能测试(电路图中括号内的数字)。
(5)分析实验数据,并与理论计算值比较,讨论二者之间的误差和产生误差的原因。 三、实验原理和实验方案设计
作为音频放大器的音源部分,其输出电平既有高至数百毫伏(如调谐器:50~500mV ,线路输出:100~500mV ),也有低至1mV (如话筒:1~5mV ),相差达几百倍。音频放大器就是要把这些不同大小的音源放大后驱动喇叭,发出同等强度的声音。因此,根据不同音源 的需要,可以画出音频放大器的原理框图,如图1所示。
P.2
图1音频功率放大器框图
1、各部分电路电压增益的确定
根据额定输出功率o =10W P 和负载L =4R Ω,可求得输出电压为
:
o 6.32V V ===
所以整机中频电压增益为:O i 6.32V
63.2100mV
um V A V =
== 通常前置级产生的噪声对整个系统的影响最大,因此前置级的增益不宜太高,一般选取该级增益为:15~10um A =
对音调控制电路无中频增益要求,一般选为:21um A =
实验名称:音频功率放大器的设计、安装和调试姓名:陈肖苇学号:3140104580_
因此,功放输出级电压增益应满足下式要求:123um um um um A A A A ≥
对于话筒放大器,话筒输出约为5mV ,而音源线路输出约为100mV ,因此,话筒放大器的电压增益应为:100205umic mV
A mV
≥
=。
确定110um A =,21um A =,3 6.32um A =,20umic A =。
装订线
P.3
2、功放电源电压的确定
为保证电路安全可靠工作,通常电路的最大输出功率oM P 比额定输出功率要大一些,一般取
1.5oM o P P =。
最大输出电压7.75om
V V =≈
,峰峰值21.9pp om V V ==。
考虑到功率管的饱和压降和串联电阻,电源电压必须大于输出峰-峰值电压。使用双电源,则为±12~14V 。
3、话筒放大器的设计
话筒放大器电路图与给出图三相同,采用共射极放大电路放大,射极跟随器输出。
图2话筒放大电路
3.1 1c I 、2c I 的确定
电路的噪声系数与晶体管的工作点有关,晶体管c I 的选择应考虑噪声系数,9014型晶体管一般取几百微安。
实验名称:音频功率放大器的设计、安装和调试姓名:陈肖苇学号:3140104580_
这里取900微安。 3.2 1C U 、2E U 的选择
一般选取11/2C C U E ≈,22/2E E U E ≈ 3.3 4R 、6R 、7R 的选取
P.4
1114112C C C C C E U E R I I -=
=,1
22671
+)2C E C C E R R I I I ≈≈(。 4R =5K Ω,6R =7R =2.5K Ω
3.4 2R 的确定
增益1422/10,500u A R R R ===Ω 3.5 8R 、4C 的确定
8R 一般选取几百欧姆至几千欧姆,48
3~5
32L C uF f R π≥
=
取8R 为5.1K ,4C 为3.3uF 。 3.6 补偿电容1C 的选择
1C 为防止高频自激之用,一般取几十至几百pF 。
取1C 为270pF 。 3.7 耦合电容2C
21
3~5
2L i C f R π≥
,这里0C 取2.2uF 。
3.8 1R 的选择
1R 的取值应与话筒的输出阻抗相当。由图知为18K 。
3.9 3R 、5R 为反馈电路,这里3R =5R =20K 。
6C 隔直,为2.2uF 。
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4、音调控制部分的设计
4.1选择电路形式及其工作原理
常用的音调控制电路有三种:一是衰减式RC 音调控制电路,其调节范围较宽,但容易产生失真;另一种是反馈型音调控制电路,其调节范围小一些,失真也小;第三种为图示式频率均衡电路,其电路复杂,多用于高级收录机和音响设备中。为使电路简单,信号失真小,本实验采用反馈型音调控制电路。电路形式为一反相放大器,输入阻抗为i Z ,反馈阻抗为f Z ,
P.5