衰减式音调控之电路详解

衰减式音调控制电路

高音、低音分开调节：C1、C2、W1构成高音调节器，R1、R2、C3、C4、W2构成低音调节器。W1旋到A点时高音提升，旋到B点时高音衰减。W2旋到C 点时低音提升，旋到D点时低音衰减。组成音调电路的元件值必须满足下列关系：

（1）R1≥R2；

（2）W1和W2的阻值远大于R1、R2；（3）

与有关电阻相比，C1、C2的容抗在高频时足够小，在中、低频时足够大；而C3、C4的容抗则在高、中频时足够小，在低频时足够大。C1、C2能让高频信号通过，但不让中、低频信号通过；而C3、C4则让高、中频信号都通过，但不让低频信号通过。

只有满足上述条件，衰减式音调控制电路才有足够的调节范围，并且W1、W2分别只对高音、低音起调节作用，调节时中音的增益基本不变，其值约等于

R2/R1。

R1与R2的比值越大，高、低音的调节范围就越宽，但此时中音的衰减也越大。改变R1或R2后，如要保持原来的控制特性，有关电容器的容量也要作相应改变，为了避免高、低音调节时互相牵制，有的衰减式音调电路还加进了隔离电阻。作衰减式音调调节的电位器宜用指数型（Z型），此时，频响平直的位置大致在电位器的机械中点。

以上是一个实际的电路图，其中R1=6.8K、R2=3.3K、R3=5.6K、C1=2200P、C2=0.022、C3=0.01、C4=0.22、W1=W2=50K，R3是一个隔

离电阻。

几种可调光衰减器的简介 2007-10-7 14:56:46 讯石光通讯咨询网编辑：iccsz 可调节光衰减器(VOA)在光通信中具有广泛的应用，其主要功能是用来减低或控制光信号。光网络的最基本的特性应该是可调，特别是随着DWDM传输系统和EDFA在光通信中的应用，在多个光信号传输通道上必须进行增益平坦化或信道功率均衡，在光接收器端要进行动态饱和的控制，光网络中也还需要对其它信号进行控制，这些都使得VOA成为其中不可或缺的关键器件。此外，VOA产品还具有与其它光通信组件结合并将其推往高阶模块的特性。几种可调光衰减器的简介福州高意通讯有限公司李继锋 1.引言可调节光衰减器(VOA)在光通信中具有广泛的应用，其主要功能是用来减低或控制光信号。光网络的最基本的特性应该是可调，特别是随着DWDM传输系统和EDFA在光通信中的应用，在多个光信号传输通道上必须进行增益平坦化或信道功率均衡，在光接收器端要进行动态饱和的控制，光网络中也还需要对其它信号进行控制，这些都使得VOA成为其中不可或缺的关键器件。此外，VOA 产品还具有与其它光通信组件结合并将其推往高阶模块的特性。近年来，出现了多种制造可变光衰减器的技术，包括可机械式VOA、磁光VOA、液晶VOA、MEMS VOA、热光VOA和声光VOA等。本文将对各种典型VOA的做一个简要的介绍。 2. 几种常见的VOA简介 2.1. 机械式VOA 该种类型的VOA也有多种具体的实现方式。图1是挡光型光衰减器的原理图，驱动挡光元件拦在两个准直器之间，实现光功率的衰减。挡光元件可以是片状或者锥形，后者可通过旋转来推进，而前者需平推或者通过一定机械结构实现旋转至平推动作的转换。挡光型光衰减器可以制成光纤适配器结构，也可以制成图1所示的在线式结构。与上面提到的挡光型VOA类似，也有一种机械一电位器形式的EVOA方案。其原理是用步进电机拖动中性梯度滤光片，当光束通过滤光片不同的位置时其输出光功率将按预定的衰减规律变化，从而达到调节衰减量的目的。还有一种机械偏光式光衰减器。其基本原理是从入端口射出的光束被反射片反射到出端口，两端口之间的反射耦合效率由反射片的倾斜角度来控制，从而实现光衰减的调节。而反射片的倾斜则由多种不同的机理来控制。机械型光衰减器是较为传统的解决方案，到目前为止，已在系统中应用的VOA大多是用机械的方法来达到衰减。该类型的光衰减器具有工艺成熟、光学特性好、低插损、偏振相关损耗小、无需控温等优点；而其缺点在于体积较大、组件多结构复杂、响应速度不高、难以自动化生产、不利于集成等。 2.2. 磁光VOA

音频小信号前置放大电路 1 选题背景在现在的时代我们的身边有着各种各样对于声音放大的需求，如麦克风，及一些音像设备中是最常见的，随着人们生活质量的提高对于音质的要求也越来越高，简单的音质已经无法满足大家的需求，恶劣的音质也对人们的日常生活有很大的影响，就如同噪音一样，在对音质进行调整中，对其放大是很重要的内容，音频放大电路就是在保持原声的基础上对声音进行放大，对声音中小信号的放大在音频放大电路中也有着很重要的应用，对小信号的放大可以让我们更好的获得对较弱的原声的放大，对较弱的音频进行放大后可以更好的去分析这个音频信号，对于科学研究和电子产品的开发很有帮助，也可以充分的满足人们的需求。 1．1指导思想 “放大”的本质是实现能量的控制，即能量的转换：用能量比较小的输入信号来控制另一个能源，使输出端的负载上得到能量比较大的信号。放大的对象是变化量，放大的前提是传输不失真。通过NE5532对小信号进行放大，对相应的电阻进行合理的选择以达到对放大倍数的要求，对输出部分串电阻来达到对输出电阻的要求。 1．2 方案论证方案一：采用NE5532两级电路放大方法，用运算放大器作音频前置放大电路。其优点是体积小、噪音低、功耗小、一致性较好。利用运算放大器可取得很深的负反馈，同时提高不失真输出，使信号失真度在1%以下。方案二：采用NE5532一级放大方法，优点是所用资源少，更加的简便，缺点是不稳定，电流过大，故予以否定综合考虑，采用方案一 1．3 基本设计任务设计并制作音频小信号前置放大电路。具体要求如下： ≥1000；（40分）（１）放大倍数A V （２）通频带20Hz~20KHz；（40分） ≥１MΩ;输出电阻R O＝600Ω；（10分）（３）放大电路的输入电阻R I 说明：设计方案和器件根据题目要求自行选择，但要求在通用器件范围内。测试条件：技术指标在输入正弦波信号峰值Vpp=10mv的条件进行测试（输入输出电阻通过设计方案预以保证），设计报告中应有含有详细的测试数据说明设计结果。

负反馈对放大电路的影响所谓负反馈放大电路的反馈组态，首先要清楚一个前提，那就是一定说得是交流反馈下的情况，在直流反馈中不会涉及组态的概念。而且大家还要注意一定要是负反馈放大电路才提这个组态的概念，正反馈电路中也没有这种提法。对于（交流）负反馈放大电路来说，我们经常是分成四种反馈组态来进行分析：电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈。很多学生学习完这部分内容后并不能建立起一个清楚的思路，到底为什么要分出这四种组态？在设计电路时如何确定选择哪种反馈？现将负反馈放大电路反馈组态的问题简单总结一下，希望对大家能有所帮助： 1.电压反馈的重要特点是可以维持输出电压基本趋于恒定，也就是说有一个基本稳定的输出电压。 2.电流反馈的重要特点是可以维持输出电流基本趋于恒定，即有一个基本稳定的输出电流。 3.串联反馈是在输入端一侧外来输入信号和反馈信号以电压形式求和，即要想是电路能很好的起到反馈调节作用，输入信号要是恒压源（或者近似恒压源性质的信号）。 4.并联反馈是在输入端一侧外来信号和反馈信号以电流形式求和，即要想使电路能很好的起到反馈调节作用，输入信号要是恒流源（或者近似恒流源性质的信号）。故：具体在设计电路时选择哪一种反馈形式要看具体情况而定：如果你设计的电路是需要恒定的电压信号输出，就选电压反馈；若是需要恒定的电流信号输出，就选电流反馈；输入端要提供的是恒压性质的信号，就选串联反馈；若输入端要提供的是恒流性质的信号，就选电流反馈。总结：负反馈对放大电路性能的影响 1）负反馈使放大电路增益减小，但更稳定，减小非线性失真，抑制反馈环内噪声，扩展频带 2）串联负反馈使输入电阻增大 3）并联负反馈使输入电阻减小 4）电压负反馈使输出电阻减小 5）电流负反馈使输出电阻增大 6）电压反馈的重要特点是可以维持输出电压基本趋于恒定 7）电流反馈的重要特点是可以维持输出电流基本趋于恒定例如：电压串联负反馈的作用：由于电压负反馈使输出电压更稳定，所以必定输出阻抗变小；由于是串联负反馈，输入阻抗增大。

TDA2030集成电路功率放大器设计一、设计题目集成电路功率放大器二、给定条件设计一款额定输出功率为10 ~ 20W的低失真集成电路功率放大器，要求电路简洁，制作方便、性能可靠。性能主要指标：输出功率：10 ~ 20W（额定功率）；频率响应：20Hz ~ 100kHz（≤3dB）谐波失真：≤1％ (10W,30Hz~20kHz）；输出阻抗：≤0.16Ω; 输入灵敏度：600mV（1000Hz，额定输出时）三、设计内容 1．根据具体电路图计算电路参数 2．选取元件、识别和测试。包括各类电阻、电容、变压器的数值、质量、电器性能的准确判断、解决大功率放大器散热的问题。 3．了解有关集成电路特点和性能资料情况 4．根据实际机壳大小设计1：1印刷板布线图 5．制作印刷线路板 6．电路板焊接、调试（调试步骤可以参考《模拟电子技术实验指导书》有关放大器测试过程 7．实训期间必须遵守实训纪律、听从老师安排和注意用电安全。四、功率放大电路的测试基本内容注意：将输入电位器调到最大输入的情况。 1．测量输出电压放大倍数A u 测试条件：直流电源电压14v，输入信号1KHｚ 70 mv（振幅值100mv），输出负

载电阻分别为4Ω和8Ω。 2．测量允许的最大输入信号（1KHｚ）和最大不失真输出功率测试条件：①直流电源电压14v，负载电阻分别为4Ω和8Ω。 ②直流电源电压10v，负载电阻为8Ω。 3．测量上、下限截止频率f H 和f L 测试条件：直流电源电压14v，输入信号70mv（振幅值100mv），改变输入信号频率、负载电阻为8Ω。五、参考资料 TDA2030简介：TDA 2030 是一块性能十分优良的功率放大集成电路，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小，在目前流行的数十种功率放大集成电路中，规定瞬态互调失真指标的仅有包括TDA 2030 在内的几种。我们知道，瞬态互调失真是决定放大器品质的重要因素，该集成功放的一个重要优点。 TDA2030 集成电路的另一特点是输出功率大，而保护性能以较完善。根据掌握的资料，在各国生产的单片集成电路中，输出功率最大的不过20W，而TDA 2030的输出功率却能达18W，若使用两块电路组成BTL电路，输出功率可增至35W。另一方面，大功率集成块由于所用电源电压高、输出电流大，在使用中稍有不慎往往致使损坏。然而在TDA 2030集成电路中，设计了较为完善的保护电路，一旦输出电流过大或管壳过热，集成块能自动地减流或截止，使自己得到保护（当然这保护是有条件的，我们决不能因为有保护功能而不适当地进行使用）。 TDA2030 集成电路的第三个特点是外围电路简单，使用方便。在现有的各种功率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总共才5端，外型如同塑封大功率管，这就给使用带来不少方便。 TDA2030 在电源电压±14V，负载电阻为4Ω时输出14瓦功率（失真度≤0．5％）；在电源电压±16V，负载电阻为4Ω时输出18瓦功率（失真度≤0．5％）。该电路由于价廉质优，使用方便，并正在越来越广泛地应用于各种款式收录机和高保真立体声设备中。该电路可供低频课程设计选用。双电源供电BTL音频功率放大器工作原理:用两块TDA2030 组成如图1所示的BTL功放电路，TDA 2030（1）为同相放大器，输入信号V in通过交流耦合电容C1馈入同相输入端①脚，交流闭环增益为K VC①＝1＋R3 / R2≈R3 / R2≈30dB。R3 同时又使电路构成直流全闭环组态，确保电路直流工作点稳定。TAD 2030（2）为反相放大器，它的输入信号是由TDA 2030（1）输出端的U01经R5、R7分压器衰减后取得的，并经电容C6 后馈给反相输入端②脚，它的交流闭环增益K VC②＝R9 / R7//R5≈R9/R7≈30dB。由R9＝R5，所以TDA 2030（1）与TDA 2030（2）的两个输出信号U01 和U02 应该是幅度相等相位相反的，即： U01≈U in·R3 / R2

摘要本次电路设计课题是音频小信号放大电路，它属于模拟电路课程设计，所以实验中就需要用到大量的模拟电路知识。对于音频小信号放大电路它是由两级放大电路组成，第一部分是运用到了两级负反馈放大电路，旨在放大电压，第二部分OCL功率放大电路采用复合三极管，目的放大电路电流。两部分放大电路的设计根本目的就是为了将小信号放大为一个大信号而不失真。失真这是设计音频放大电路中的一个难点，电路的巧妙设计可以有效的避免失真，电容的运用是解决失真的关键。

目录 1 选题背景 (2) 1．1 指导思想 (2) 1．2 方案论证 (2) 1．3 基本设计任务 (2) 1．4 发挥设计任务 (2) 1．5电路特点 (3) 2 电路设计 (3) 2.1 总体方框图..................................... 错误！未定义书签。 2.2 工作原理 (3) 3 各主要电路及部件工作原理 (3) 3.1 第一级—输入信号放大电路 (4) 3.2 NE5532简要说明................................. 错误！未定义书签。 3.3 第二级—功率放大电路........................... 错误！未定义书签。 3.4 直流信号过滤电路 (6) 4 原理总图 (7) 5 元器件清单 (7) 6 调试过程及测试数据（或者仿真结果） (7) 6.1 仿真检查 (8) 6.1.1第一级仿真检查 (8) 6.1.2第二级仿真检查 (9) 6.2 通前电检查 (10) 6.3 通电检查 (10) 6.3.1第一级电路检查 (10) 6.3.2第二级电路检查 (10) 6.3.3完整电路检查 (10) 6.4 结果分析 (10) 7 小结 (10) 8 设计体会及今后的改进意见 (11) 8.1 体会 (11) 8.2 本方案特点及存在的问题 (11) 8.3 改进意见 (11) 参考文献 (12)

光纤衰减教程光纤衰减是影响光纤传输性能的主要因素之一，我们也称其为光损耗，即光信号在光纤内传输一段距离后产生的衰减或损耗。我们可以通过测试插入损耗和回波反射来确定光信号的衰减程度。什么是光纤衰减？通过测试光纤，我们可以知道光信号在哪里开始衰减。很多因素都会造成光信号加速衰减，例如光纤的物理特征、光纤连接器的端面污染、光纤的熔接和端接等。我们可以利用光功率计和光源、光万用表（光功率计和光源的集合体）或者光时域反射计和手持式光功率计来测量光信号的衰减。上述三种光纤衰减的测量方法原理基本一致，即利用光源在光纤一端注入类似于发射器的工作波长，然后在另一端用光功率计进行测试。光纤衰减的程度用dB来表示，其计算方法是光纤发射端的功率减去光纤接收端的功率，光功率计的作用就是测量光纤接收端的功率数值。当然，为了更准确地测量光纤衰减，首先要测量出光功率计的基准值，方法是确定入纤功率，直接用对接头把两根使用的跳线连好，两端一边接功率计，一边接光源，测出的接收功率值（dB）作为基准值A；然后松开对接头的跳线端头（注意：光源、光功率计端的跳线头不要动），到待测线路两端，连好跳线，进行测量，测出的值为B，光纤衰减值就是B和A之差。回波反射（回波损耗）是指后向反射光相对输入光的比率，表示入射功率的一部分被反射回信号源的性能的参数，对整个光纤系统具有重要影响。我们可以通过清洁光连接器的端面来减少反射功率，这样就有更多的功率传送到接收端。尽量将光纤端面加工成球面或斜球面是改进回波损耗的有效方法。利用光纤衰减器进行光纤衰减尽管在大多数情况下我们都希望光纤衰减越小越好，但是，为了防止光接收器因光信号的功率过大而造成信号失真，必须使用光纤衰减器将光信号的功率降低到

实验报告课程名称：电路与模拟电子技术实验指导老师：成绩：__________________ 实验名称：音频功率放大电路实验类型：研究探索型实验同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。二、实验内容和原理（必填）音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。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。作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。扩音机的整机电路如下图所示，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。装订线

前置放大电路：前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。理想闭环电压放大倍数为：23 1R R A vf + = 输入电阻：1R R if = 输出电阻：0of =R 功率放大级：对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块）本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端； 5脚为正电源。功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载，其作用是把扬声器的电感性负载补偿接近纯电阻性，避免自激和过电压。图中通过R10、R9、C9引入了深度交直流电压串联负反馈。由于接入C9，直流反馈系数F ′＝1。对于交流信号而言，

反馈电路，是控制论的基本概念，它是指将系统输出返回给输入并以某种方式更改输入从而影响系统功能的过程。反馈可分为负反馈和正反馈。前者使输出与输入起相反的作用，减少了系统输出与系统目标之间的误差，并且系统趋于稳定。后者使输出起到与输入相似的作用，使系统偏差连续增加，使系统振荡，并可以放大控制功能。负面反馈的研究是控制论的核心问题。此外，还有当前的负反馈理论。系统的部分或全部输出信号以某种方式和路径作为输入信号的一部分发送回系统的输入端。此过程称为反馈。根据反馈信号的极性，反馈可分为正反馈和负反馈。如果反馈信号的极性与输入信号的极性相同或变化方向同相，则由于这两个信号的混合，放大器的净输入信号将大于输出信号。该反馈称为正反馈。正反馈主要用于信号发生电路。相反，如果反馈信号的极性与输入信号的极性相反或变化方向相反（反相），则叠加结果将削弱净输入信号。这种反馈称为负反馈放大电路，自动控制系统通常采用负反馈技术来稳定系统的工作状态。负反馈采样一般采用电流采样或电压采样。由于负反馈具有其独特的优势，因此已被广泛应用于实际放大器中，并改变了放大器的性能。负反馈使放大器的闭环增益趋于稳定，并消除了开环增益的影响。阻抗匹配是电子电路中的重要问题。负反馈也会影响放大器的输入和输

出阻抗。电压混合会增加输入阻抗，而电流混合会降低输入阻抗。电流采样会增加输出阻抗，而电压采样会降低输出阻抗。负反馈的使用还可以大大减少放大器在稳定状态下产生的失真，并且可以削弱放大器内部的各种干扰电平。负反馈也会使放大器的频带变宽，从而使放大器的幅频特性相对平坦。因此，负反馈可以极大地改善放大器的放大质量和许多性能指标，并且反馈越深，改善越大。但是，负反馈过深可能会导致放大器无法正常工作并引起自激，因此稳定的负反馈放大器通常不会超过三级。说明： 1.振荡器的一部分输出以减小幅度的方式返回到输入。 2.受控部分发送的反馈信息会抑制或削弱受控部分的活动。 3.负反馈是指反馈信息与控制信息相反的反馈 4.如果反馈的作用是减弱反射中心对效应器的影响，则称为负反馈，反馈信息为负。在闭环系统中，控制部分的活动会在受控部分的反馈信号（S5）的影响下发生变化。如果S5为负，则为负反馈。其功能是当输出变量受到干扰时，系统可以及时响应并调整偏差信息（Sc），以使输出稳定在参考点（Si）。

模电课程设计：简单的音频放大电路指导教师：王学忠学院：物理电气信息学院班级：电子一班学号：111111111111 姓名：阳仔

简单音频放大电路一、实验目的 1.掌握简单音频放大电路性能和特点。 2.学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能及对放大电路输出信号失真情况的影响。 3.学会判断三极管b.c.e极二、实验电路图图一固定偏置，电源电压对偏置电流影响很大基本的共发射极电路

图二偏置接入负反馈，放大倍会变小，电源电压对偏置电流影响较小。电压负反馈接法,适应电压范围更宽。此种属甲类放大类，效率最低，特点是简单。低电压电路中极少采用，因为输出功率太小，实际多用在功率推动电路，同时放大电压和电流。三、实验器材电阻R1 10K,R2 470,电容C1 10uF,V1，喇叭，坏耳机线，BJT管S8050,电池两节四、实验原理 1.输入端不能直接接话筒输入端不能直接接话筒，由于话筒提供的信号非常弱，一般要在前面加一个前置放大器（如下图所示），不能用上图简单音频放大电路直接放大。如要用话筒输入则应采用三级结构：前置放大级、音调控制级、功率放大级。当时领原件时，领了个话筒装上根本不出声，才知道简单音频放大电路输入端只能加载信号较强的音频信号，故只能取一个耳机线，耳机线一端接手机，另一端接简单音频放大电路的输入端，用手机播放音乐，在输出端喇叭才放出音乐信号。 2.音乐信号失真的调节

用手机输入音乐信号后，经过简单音频放大电路放大后，声音信号变花，出现了信号失真，故在放大电路中加入了一个电位器，调节电位器电阻的大小，使在最大输出时信号不失真即可，减小R可输出的功率。如果有万用表，可将C 极电压调为电源电压的1/2左右。通过调节电位器，c极电压调为0.5伏，再用手机和耳机线输入音乐信号，经过简单音频放大电路的放大后，音乐的清晰度明显提高。 3.三极管极性的判断一、判断三极管b极对于NPN型三极管，用黑表笔接某一个电极，红表笔分别接另外两个电极，若测量结果阻值都较小，交换表笔后测量结果阻值都较大，则可断定第一次测量中黑表笔所接电极为基极；如果测量结果阻值一大一小，相差很大，则第一次测量中黑表笔接的不是基极，应更换其他电极重测。二、判断三极管发射极e和集电极c 三极管基极确定后，通过交换表笔两次测量e、c极间的电阻，如果两次测量的结果应不相等，则其中测得电阻值较小的一次为红表笔接的是e极，黑表笔接的是c极。对于PNP型三极管，方法与NPN管类似，只是红、黑表笔的作用相反。五、设计总结通过本实验课程设计，能够实现将手机中音乐信号经过耳机线输入设计的简单音频放大电路放大后在小喇叭能放出略有失真的放大的音乐信号，加入电位器调节静态工作点后，能将音乐调清晰。

光衰减器知识一、概述（一）用途光衰减器是光纤通信设备检测中必不可少的测试仪器之一，主要用于光信号的衰减，广泛应用于光纤通信系统、设备和仪器在研制、开发和生产过程中的检测与调试，还可以应用于误码率测量、接收机灵敏度测量、EDFA特性、功率均衡、系统损耗模拟和功率校准及验证等方面。（二）分类与特点光衰减器按衰减原理分可分为挡光式和滤光片式两种类型。挡光式光衰减器衰减范围较窄，且线性度较差；而滤光片式光衰减器具有衰减范围大、线性度好、平坦度好，重复性好等特点，在实际使用中得到了广泛的应用。光衰减器按功能和用途的不同，可分为机械式光衰减器、智能程控式光衰减器和功率控制型智能程控光衰减器。 ●机械式光衰减器的特点机械式光衰减器的优点是简单易用，价格便宜，但衰减准确度低、重复性和稳定度较差，衰减调节速度慢，只能满足简单的测试需求。 ●智能程控式光衰减器智能程控式光衰减器的优点是衰减自动调节、针对不同波长衰减数据可进行补偿、具备GPIB远程控制功能，因此其衰减准确度高、重复性好、稳定性高、衰减调节速度快，能够满足科研和生产的需求，并可配合其它光测试仪器搭建自动测试系统，提高测试效率。 ●功率控制型智能程控光衰减器功率控制型智能程控光衰减器在智能程控光衰减器的基础上增加了输出光功率控制功能，因此其不仅具备了智能程控光衰减器的所有优点，而且还可以对输出光功率实时监视，并对衰减值进行实时调整，进一步提高了测试的准确度和稳定性。（三）产品国内外现状国内生产光衰减器的厂家主要有：如中国电子科技集团41所、中国电子科技集团公司第34所等单位。国产光衰减器的衰减准确度和重复性指标都不太高，中国电子科技集团41所的衰减准确度≤±0.4dB，衰减重复性≤±0.04dB。国外的光衰减器主要以Agilent、EXFO和JDSU居多，衰减准确度≤±0.1dB、重复率≤±0.01dB。（四）技术发展趋势 ●高准确性、高重复性是光衰减器追求的目标； ●集成化、模块化是光衰减器产品主要的发展趋势； ●光功率监视技术将会得到进一步的推广应用。二、基本工作原理智能程控光衰减器主要由主控CPU电路、光控CPU电路、操作/显示面板、GPIB接口和光机组件组成。主控CPU电路，用于控制显示和按键，处理GPIB；光控CPU，用于控制光机组件的运行。

【例5-1】? 电路如图 (a)、(b)所示。（1）判断图示电路的反馈极性及类型；（2）求出反馈电路的反馈系数。图(a)??????????????????????? 图(b)? 【相关知识】负反馈及负反馈放大电路。【解题思路】（1）根据瞬时极性法判断电路的反馈极性及类型。（2）根据反馈网络求电路的反馈系数。

【解题过程】（1）判断电路反馈极性及类型。在图(a)中，电阻网络构成反馈网络，电阻两端的电压是反馈电压，输入电压与串联叠加后作用到放大电路的输入端（管的）；当令=0时，＝0，即正比与；当输入信号对地极性为?时，从输出端反馈回来的信号对地极性也为?，故本电路是电压串联负反馈电路。在图（b）电路中，反馈网络的结构与图（a）相同，反馈信号与输入信号也时串联叠加，但反馈网络的输入量不是电路的输出电压而是电路输出电流（集电极电流），反馈极性与图（a）相同，故本电路是电流串联负反馈电路。（2）为了分析问题方便，画出图(a) 、(b)的反馈网络分别如图（c）、(d)所示。图(c)????????????????????? 图(d) 由于图(a)电路是电压负反馈，能稳定输出电压，即输出电压信号近似恒压源，内阻很小，计算反馈系数时，不起作用。由图（c）可知，反馈电压等于输出电压在电阻上的分压。即故? 图(a)电路的反馈系数 ? 由图（d）可知反馈电压等于输出电流的分流在电阻上的压降。故图(b)电路的反馈系数

【例5-2】在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。（1）若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路，则说明电路引入了反馈。（2）若放大电路的放大倍数为“＋”，则引入的反馈一定是正反馈，若放大电路的放大倍数为“?”，则引入的反馈一定是负反馈。（3）直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈，阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。（4）既然电压负反馈可以稳定输出电压，即负载上的电压，那么它也就稳定了负载电流。（5）放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差，说明电路引入了串联负反馈；净输入电流等于输入电流与反馈电流之差，说明电路引入了并联负反馈。（6）将负反馈放大电路的反馈断开，就得到电路方框图中的基本放大电路。（7）反馈网络是由影响反馈系数的所有的元件组成的网络。（8）阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多，引入负反馈后，越容易产生低频振荡。【相关知识】反馈的有关概念，包括什么是反馈、直流反馈和交流反馈、电压负反馈和电流负反馈、串联负反馈和并联负反馈、负反馈放大电路的方框图、放大电路的稳定性【解题思路】正确理解反馈的相关概念，根据这些概念判断各题的正误。【解题过程】（1）通常，称将输出量引回并影响净输入量的电流通路为反馈通路。反馈是指输出量通过一定的方式“回授”，影响净输入量。因而只要输出回路与输入回路之间有反馈通路，就说明电路引入了反馈，而反馈通路不一定将放大电路的输出端和输入端相连接。例如，在下图所示反馈放大电路中，R2构成反馈通路，但它并没有把输出端和输入端连接起来。故本题说法正确。

谈谈音频功放失真及常见改善方法(yiya) 谈谈音频功放失真及常见改善方法音频功放失真是指重放音频信号波形畸变的现象，通常分为电失真和声失真两大类。电失真就是信号电流在放大过程中产生了失真，而声失真是信号电流通过扬声器，扬声器未能如实地重现声音。无论是电失真还是声失真，按失真的性质来分，主要有频率失真和非线性失真两种。其中，引起信号各频率分量间幅度和相位的关系变化，仅出现波形失真，不增加新的频率成分，属于线性失真。而谐波失真（THD）、互调失真（IMD）等可产生新的频率成分，或各频率分量的调制产物，这些多余产物与原信号极不和谐，引起声音畸变，粗糙刺耳，这些失真属于非线性失真。在这里，分别对谐波失真、互调失真、瞬态互调失真（TIM）、交流接口失真（IHM）等加以讨论。１．谐波失真谐波失真是由功放中的非线性元器件引起的一种失真。这种失真使音频信号产生许多新的谐波成分，叠加在原信号上，形成了波形失真的信号。将各谐波引起的失真叠加起来，就是总谐波失真度，其值常用输出信号中的所有谐波均方根值与基波电压有效值之比的百分数来表示。在这里，基波信号就是输入信号，所有谐波信号为由非线性失真引入的各次谐波信号。显然，该百分数越小，谐波失真越小，电路性能越好。目前，Ｈｉ－Ｆｉ功放的谐波失真一般控制在0.05%以下，许多优质功放的谐波失真已小于0.01%，而专业级音频功放的谐波失真度一般控制在0.03%以下。事实上，当总谐波失真度小于0.1%时，人耳就很难分辨了。另需说明的是，对于一台指定的音频功放而言，例如，某音频功放的总谐波失真指标表示为THD<0.009%(1W)。初看起来，似乎总谐波失真很小，但它只是在输出功率为1W时的总谐波失真，这与在有关标准要求的测量条件下所得的总谐波失真值是不同的。所以，在标明音频功放的总谐波失真指标时，一般都会注明测量条件。众所周知，人的听觉系统是极其复杂的，有时谐波失真小的功放不如谐波失真大的耐听，这种现象的原因是多方面的。其中，与各次谐波成分对音质的影响程度不同有直接关系。尽管石机与胆机的稳态测试数据相同，但人们总觉得胆机的低音醇厚激荡、中音明亮圆润、高音纤细清澈，极为耐听；石机则低频强劲有力，中高频通透明亮，但高频发毛，声音生硬，音色偏冷。经频谱分析发现，石机含有大量的奇次谐波，奇次谐波给人耳造成刺耳难听的感觉；胆机则含有丰富的偶次谐波，而人耳对偶次谐波不敏感。此外，人耳对偶次谐波失真分辨力较低，对高次谐波却非常敏感，这也是上述现象的重要原因之一。降低谐波失真的办法主要有： 1)施加适量的电压负反馈或电流负反馈；2)选用ｆT高、NF小、线性好的放大元器件；3)尽可能地提高各单元电路中对管的一致性；4)采用甲类放大方式，选用优秀的电路程式；5)提高电源的功率储备，改善电源的滤波性能。 2．互调失真两种或多种不同频率的信号通过放大器后或扬声器发声时互相调制而产生了和频与差频以及各次谐波组合产生了和频与差频信号，这些新增加的频率成分构成的非线性失真称为互调失真。通常，将两个振幅按一定比例（多取4:1）的高低频信号，混合进入电路，新产生的非线性信号的均方根值与原较高频率信号的振幅之比的百分数来量度互调失真，即互调失真的大小，可用互调产物电平与额定信号电平的百分比来表示。此值越大，互调失真越大。显然，互调失真度的大小与输出功率有关。由于新产生的这些频率成分与原信号没有相似性，因而较小的互调失真也很容易被人耳觉察到，听起来感到又尖、又刺耳，且伴有“声染色”现象。也就是说，互调失真带来的影响，会使整个重放系统的声场缺乏层次感，清晰度下降。在Hi-Fi功放中，总希望互调失真

光衰减器的原理及应用作者：钱青、唐旭东日期：2006-1-6 （上海光城邮电通信设备有限公司）光纤通信是用光作为信息的载体，以光纤作为传输介质的一种通信方式。由于其比传统的其他通信方式有着巨大的优势，随着信息技术的不断发展和信息化进程的加快，光纤及其光器件的使用范围越来越广，如光纤通信系统、光纤数据网、光纤CATV 等。信号无论在哪种传输介质中传输都会有损耗，这种损耗可以定义为信号的衰减。光通信中光纤衰减的特性用衰减系数α表示，光信号在光纤中传输时，其功率P 随着传输距离的增加按指数形式衰减，即 = -αP 设起始处（z=0）的信号光功率为P(0)，则在光纤中经过距离z 的传播后，其值为衰减系数 α= ln 在同一种介质中传输时，信号的衰减系数比较稳定，一旦介质有所转换，衰减就有突变。在通常情况下，我们都希望传输线的损耗越小越好，但在有些情况下，由于信号源及传输距离的不确定，线路中的信号强度可能过大，这就需要采取某种措施减小信号。光衰减器就是这样一种用于消除线路中过大信号的器件。一、光纤衰减的特性要研制光衰减器，首先要了解光纤传输的基本特性。光在光纤中传输，是通过全反射的原理，确保光不外泄。如图1所示全反射临界入射角为θc ，αc 为临界传播角，纤芯的折射率为n 1，包层的折射率为n 2。图1 光纤内部光传输为满足光线在纤芯内的全反射条件，要求n 1>n 2。αc 是光线发生全发射时与光纤纵向轴线之间的夹角，有 αc =arcsin ?????????n n 1212 dP dZ P(z) P(0) 1 Z sin θc = n 1 n 2

可以用三个二极管来代替电路中的固定电阻，构造一个可变衰减器，不过，这样会导致网络中的不对称，从而导致产生一个相当复杂的偏压网络。用两个PIN二极管来代替其中的串联电阻可以获得几个性能方面的好处。首先，由于串联二极管具有容性电抗而使网络与其它部分相隔离，用两个二极管代替一个电阻可以提高最大衰减值或在一定衰减值的条件下使频率上限翻倍。其二，代替串联电阻的两个二极管是180度反接的，这样就抑制了偶数次信号畸变的产生。其三，由此而得到的衰减器网络是对称的，从而可以大大简化偏压网络。电源电压V+是一固定电压，Vc是控制网络衰减的可变电压，用两个二极管代替电阻的唯一缺点是可能会增加介入损耗。四元二极管pi型衰减器需要一个恒定的电压V+和一个可变的控制电压Vc。对于1.25V的V+，可变控制电压的范围为0V到大约5V。电压V+的值代表了回程损耗与控制电压范围之间的一个折衷，更低的V+可以降低回程电压，但同时也会使控制电压的工作范围缩小。本文中介绍的衰减器是在8mm厚的RF4型印刷电路(PCB)上实现的。RF4具有良好的机械稳定性和耐久性，成本低，但其损耗大，难于控制，而且介质系数与工作频率密切相关。另一方面，玻璃纤维增强型聚四氟乙烯(PTEE)PCB材料具有良好的高频特性，但是相对昂贵一些，机械稳定性也比较差，不适合于某些表面贴装工艺。选用针对高频工作要求进行了优化的PCB基底材料可以改善高频性能，各种测量参数对频率的依赖程度受到与HSMP-381 6二极管四元组、PCB、其它元件及连接器相关的寄生效应的影响。

将PIN二极管用做衰减元件时，PIN二极管具有比等效的GaAs MESFETs更高的线性度，通过使用具有厚I层及低介质张弛频率(fdr)的多个PIN二极管就可以将信号畸变减小到最低程度。在Avago公司PIN二极管产品线中HSMP-381x系列产品的I层最厚。在低衰减状态，大部分RF能量仅仅是从输入端传输到输出端而已。不过在高衰减状态，更多的RF能量被倾入衰减器，会使信号失真度上升。当Vc接近0时，几乎没有电流流过两个串联的二极管，它们接近于零偏压状态，其结电容将随RF电压同步变化，幸运的是，由于两个二极管是反向串联的，所以可以抑制由受RF调制的电容所产生的某些失真或畸变。由于封装的两个反串二极管具有完全互相匹配的特性，因此可以得到最佳的失真抑制能力。 Pi衰减器的相位偏移随衰减值而变化。总的相位偏移接近90度，在三个相隔较远的工作频率点(100、900和1800 MHz)测试时此相位偏移表现相当稳定。

各种负反馈的作用 1. 电压负反馈电压负反馈是指从放大器输出端取出输出信号电压的一部分（或全部）作为负反馈信号，也就说负反馈信号VF与输出电压VO成正比。电压负反馈的特点是：电压负反馈能够稳定放大器的输出信号电压。由于电压负反馈元件是并联在放大器输出端与地之间的，所以能够降低放大器的输出电压 2. 电流负反馈电流负反馈是指从放大器输出端取出输出信号电流的一部分作为负反馈信号，换句话说：反馈信号VF与输出电流IO成正比。电流负反馈的特点是：电流负反馈能够定放大器的输出信号电流。由于电压负反馈元件是串联在放大器输出回路中的，所以提高了放大器的输出电阻。 3. 串联负反馈电压和电流负反馈都是针对放大器输出端而言的，指负反馈信号从放大器输出端的取出方式。串联和并联负反馈则是针对放大器输入端而言的，指负反馈信号加到放大器输入端的方式。串联负反馈网络取出的负反馈信号VF，同放大器的输入信号Vi以串联形式加到放大器的输入回路中的，这样的负反馈称为串联负反馈。串联负反馈的特点是：串联负反馈右以降低放大器的电压放大倍数，稳定放大器的电压增益。由于串联负反馈元件是串联在放大器输入回路中的，所以这种负反馈可以提高放大器的输入电阻。 4. 并联负反馈并联负反馈是指负反馈网络取出的负反馈信号VF，同放大大器的输入信号Vi以并联形式加到放大器的输入回路中，这样的负反馈称为并联负反馈。并联负反馈的特点是：并联负反馈降低放大器的电流放大倍数，稳定放大器的电流增益。由于并联负反馈元件是与放大器输入电阻相并联的，所以这种负反馈降低了放大器的输入电阻。 5. 负反馈电路种类

第二章高保真电路的组成及基本原理 2.1电路整体方案的确定音频功率放大器的基本功能是把前级送来的声频信号不失真地加以放大，输出足够的功率去驱动负载（扬声器）发出优美的声音。放大器一般包括前置放大和功率放大两部分，前者以放大信号振幅为目的，因而又称电压放大器；后者的任务是放大信号功率，使其足以推动扬声器系统。功率放大电路是一种能量转换电路，要求在失真许可的范围内，高效地为负载提供尽可能大的功率，功放管的工作电流、电压的变化范围很大，那么三极管常常是工作在大信号状态下或接近极限运用状态，有甲类、乙类、甲乙类等各种工作方式。为了提高效率，将放大电路做成推挽式电路，功放管的工作状态设置为甲乙类，以减小交越失真。常见的音频功放电路在连接形式上主要有双电源互补推挽功率放大器OCL（无输出电容）、单电源互补推挽功率放大器OTL（无输出变压器）、平衡（桥式）无变压器功率放大器BTL等。由于功放管承受大电流、高电压，因此功放管的保护问题和散热问题也必须要重视。 OCL电路由于性能比较好，所以广泛地应用在高保真扩音设备中。本课题输出级选用OCL功率放大器，偏置电路选用甲乙类功放电路。为了使电路简单，信号失真小，本电路选用反馈型音调控制电路。为了不影响音调控制电路，要求前置输入阻抗比较高，输出阻抗低，本级电路选用场效应管共源放大器和源级跟随器组成。高保真音频放大器组成框图 2.2 OCL功率放大器的原理 OCL功率放大器电路通常可分成：功率输出级、推动级和输入级三部分。根据给定技术指标，选择下图所示电路功率输出级是由四个三极管组成的复合管准互补对称电路，可以得到较大的输出功率。再用一些电阻来减小复合管的穿透电流，增加电路的稳定性。前置电路用NPN型三极管组成恒压电路，保证功率输出管有合适的初始电流，以克服交越失真。推动级采用普通共射放大电路。输入级部分由三极管组成差动放大电路，减小电路直流漂移。 2.3音调控制电路的原理常用的音调控制电路有三种：一种是衰减式RC音调控制电路，其调节范围

利用ADS设计电调衰减器马景民1 罗正祥2 羊恺3 曾成4 罗建5 （电子科技大学光电信息学院，成都 610054）1、2、4、5（电子科技大学空天科学技术研究院，成都 610054）3 摘要：本文利用ADS仿真软件高效快速的设计了S波段窄带电调衰减器，此衰减器主要分为3dB分支电桥和PIN二极管两部分，射频信号为2.3~2.4GHz，直流调谐电流范围为0.02~6.32mA，传输衰减范围为0.9 ~19.8dB，带内反射均优于16dB，基本达到了设计目标。关键词：S波段；电调衰减器；3dB分支电桥；PIN二极管 1 引言现代通信对整机动态范围要求越来越大，单用AGC电路来控制其动态范围已不能满足动态要求，因此衰减器得到广泛应用。目前衰减器已发展有多种结构，除了电阻衰减网络以外，近年来又发展了PIN二极管构成的电调衰减器，GaAs MESFET T型衰减器，在此基础上发展了多位数控衰减器[1]。有时为了固定传输系统内传输功率的功率电平，传输系统内必须接入衰减器，对微波产生一定量的衰减。衰减量固定不变的称为固定衰减器；衰减量可在一定范围内调节的称为可变衰减器。衰减器是一种双端口网络，双端口网络的衰减主要由以下两种原因引起：一种是由于网络内部有损耗，吸收了所通过的电磁波的一部分功率而造成衰减，这种衰减器称为“吸收衰减”；另一种是由于电磁波在网络输入端的反射而引起的衰减，这种衰减称为“反射衰减”。应用这两种衰减原理制成的衰减器有吸收式衰减器和反射式衰减器[2]。电调衰减器是一种控制射频信号输出功率的部件，它是自适应干扰抵消系统中的关键部件。目前电调衰减器有两种结构：一种是机电式，它是通过伺服电机控制两个耦合线圈的耦合系数，从而达到幅度控制。这种衰减器结构复杂，惰性大．跟踪性能差；另一种是全电子式，它利用PIN二极管的电导调制特性来达到幅度控制。这种衰减器结构简单、响应时问短、跟踪特性好[3]。本文针对中国自主开发的TD-SCDMA标准，设计实现了一款预失真系统中必不可少的关键部分：2.3~2.4GHz电调衰减器。电调衰减器的主要指标有：工作频带、输入输出反射、起始衰减量、衰减量和衰减量的变化规律等。 2 工作原理 PIN二极管由两层高掺杂半导体材料夹了一层高阻本征半导体I层组成，其等效阻抗随着不同的偏压条件而变化[4]。当微波信号和直流偏置同时作用到PIN管时，二极管的工作状态还主要取决于其直流偏置状态。如PIN二极管处于正向偏压时，由于正向电流己使i层中存储电荷，所以不管微波信号的正负极性如何，都可以维持导通状态。而反向偏置时，微波信号频率足够高，其正半周信号来不及将载流子注入到i层，因此二极管处于截止态。这样，PIN二极管所呈现的阻抗大小，只取决于直流偏置，而与微波信号无关。因此，我们就可以用较小的直流功率来控制PIN二极管的工作状态，从而控制较大的微波功率[5]。 PIN管电调衰减器的电路结构形式有很多，如环行器的单管衰减器，3dB定向耦合器的双管衰减器，多管反射式或吸收式衰减器等[1]。本文所设计的电调衰减器为3dB分支电桥电调衰减器，原理图如图1所示[5] 图1 3dB分支电桥电调衰减器原理图由上图可知，分支电桥端口1作为输入，则端口2为隔离端，端口3、4为等幅IQ输出端；当分支电桥的端口1加入功率时，端口3、4为等幅正交信号，如果端口3、4存在反射信号，则在端口2叠加，而在端口1相互抵消。利用此关系可构成输入输出端口具有良好匹配性能的电调衰减器。图1中在端口3、4接PIN二极管，加正偏压时，PIN等效为电阻R f，再串联50Ω电阻R，用微带短路器进行微波接地。则

如图是一个由晶体三极管VT1～VT3组成的多级音频放大器。VT1与外围阻容元件组成了典型的阻容耦合放大电路，担任前置音频电压放大；VT2、VT3组成了两级直接耦合式功率放大电路，其中：VT3接成发射极输出形式，它的输出阻抗较低，以便与8Ω低阻耳塞式耳机相匹配。驻极体话筒B接收到声波信号后，输出相应的微弱电信号。该信号经电容器C1耦合到VT1的基极进行放大，放大后的信号由其集电极输出，再经C2耦合到VT2进行第二级放大，最后信号由VT3发射极输出，并通过插孔XS送至耳塞机放音。电路中，C4为旁路电容器，其主要作用

是旁路掉输出信号中形成噪音的各种谐波成份，以改善耳塞机的音质。C3为滤波电容器，主要用来减小电池G的交流内阻（实际上为整机音频电流提供良好通路），可有效防止电池快报废时电路产生的自激振荡，并使耳塞机发出的声音更加清晰响亮。元器件选择 VT1、VT2选用9014或3DG8型硅NPN 小功率、低噪声三极管，要求电流放大系数β≥100；VT3宜选用3AX31型等锗PNP小功率三极管，要求穿透电流Iceo尽可能小些，β≥30即可。 B选用CM-18W型（φ10mm×6.5mm）高灵敏度驻极体话筒，它的灵敏度划分成五个挡，分别用色点表示：红色为-66dB，小黄为-62dB，大黄为-58dB，兰色为-54dB，白色＞-52dB。本制作中应选用白色点产品，以获得较高的灵敏度。B也可用蓝色点、高

灵敏度的CRZ2-113F型驻极体话筒来直接代替。 XS选用CKX2-3.5型（φ3.5mm口径）耳塞式耳机常用的两芯插孔，买来后要稍作改制方能使用。改制方法参见图2所示，用镊子夹住插孔的内簧片向下略加弯折，将内、外两簧片由原来的常闭状态改成常开状态就可以了。改制好的插孔，要求插入耳机插头后，内、外两簧片能够可靠接通，拔出插头后又能够可靠分开，以便兼作电源开关使用。耳机采用带有CSX2-3.5型（φ3.5mm）两芯插头的8Ω低阻耳塞机。 R1～R5均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C1～C3均用CD11-10V型电解电容器，C4用CT1型瓷介电容器。G用两节5号干电池串联而成，电压3V。