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模拟电子技术课程设计实验报告福州大学物信学院（模拟电子技术课程设计）设计报告设计题目：音响放大器设计组别：姓名：学号：同组姓名：专业：微电子学年级：11级指导教师：屈艾文实验时间：一、设计任务1、音响放大器，具有话筒扩音、音调控制、音量控制、卡拉ok伴唱。音响放大器主要由话音放大器、混合前置放大器、音调控制器和功率放大器构成。设计前，必须了解集成功率放大器内部电路工作原理，把握其外围电路的设计与主要性能参数的测试方法；把握音响放大器的设计方法与电子线路系统的的装调技术。2、学习基本理论在实践中综合运用的初步经历，把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。3、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。二、设计指标额定功率：P。>=0.3W负载阻抗：R=8频率范围：125Hz8kHz话放级输入灵敏度：5mV输入阻抗：R>>1k除此之外音调控制特性1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有+12dB、-12dB的调节范围，Avl=Avh>=20dB。三、所用仪器和元器件清单(一所用仪器1、F05A型数字合成函数信号发生器/计数器2、YB4320G示波器二所用元器件清单电源电压为9V三主要元件介绍1、LM324LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器能够工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因此消除了在很多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+、“-为两个信号输入端，“V+、“V-为正、负电源端，“Vo为输出端。两个信号输入端中，Vi-为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位一样。LM324的引脚排列见右图。2、LM386LM386是一种音频集成功放，具有本身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。特性有静态功耗低，约为4mA，可用于电池供电；工作电压范围宽，4-12Vor5-18V；外围元件少；电压增益可调，20-200；低失真度；四、电路图及设计经过分析一音响放大器设计思路由于话筒的输出信号一般只要5mV左右，而输出阻抗到达20k亦有低输出阻抗的话筒如20,200等，所以话音放大器的作用是不失真的放大声音信号最高信号到达10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，由其特性可知音调控制器只对低音频与高音频的增益进行提升和衰减，因而，音调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器组成。功放级的作用是给音响放大器的负载提供一定的输出功率。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的小，效率尽可能提高。二各级介绍、话放级由于话筒输出信号只要5mv，所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号，其输入阻抗应远大于输出阻抗。放大器的增益在5-10倍之间。我们小组设计的放大倍数为7.8倍，符合要求。令68则7.557839、混放级混合前置放大器的作用是将录音机输出的音乐放大，电路是由一个反相加法器构成，输出电压与输入电压关系Vo=-R2/R1*Vin+R2/R1*Vi2，我们设计的电压放大倍数为3倍。C2=C4=10uR1=R3=R4=10kR2=R5=30kAv2=3Vin2=39mvVout2=39*3=117mv3、音调调节器音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性，理想控制曲线如下列图所示。图中fo等于1kHz)表示中音频率，要求增益Avo=0DB，fl1表示低音当前位置：文档视界模拟电子技术课程设计实验报告模拟电子技术课程设计实验报告设Av4=30，则R=2.2k由于没有提供2.2k电阻，所以用2k则Av4=31.2Vin4=93.6mvVout4=93.6*31.2=2.9v五、仿真波形与分析本次针对第三级音调控制器利用电脑软件ORCAD进行仿真，由之前的计算可知，音调控制器的输入为97.3mv，输入频率分别设为中频1khz、低频125hz、高频8khz,得出9个波形，分别为中频1KHz电路的瞬态仿真结果、低频提升电路的瞬态和沟通仿真结果，低频衰减电路的瞬态和沟通仿真结果、高频提升电路的瞬态和沟通仿真结果、高频衰减电路的瞬态和沟通仿真结果。下面为仿真的9个波形及波形分析。中频1k瞬态输入频率设置为1khz，由波形课看出波形峰峰值约为97.3，输出波形和输入波形一样，可看出中频时，没有放大作用。低频瞬态衰减由波形图课看出输出波形小于输入波形，为衰减状态。低频瞬态提升由波形图课看出输出波形大于输入波形，为提升状态。低频沟通衰减输入125hz，左图为输出波形，可看出放大倍数绝对值为24db>12db，电路图符合要求。低频沟通提升输入125hz，左图为输出波形，可看出放大倍数绝对值为24db>12db，电路图符合要求。高频瞬态提升输入8khz，左图为输出波形，由波形图课看出输出波形大于输入波形，为提升状态。高频瞬态衰减输入8khz，右图为输出波形，由波形图课看出输出波形小于输入波形，为衰减状态。高频沟通提升输入8khz，左图为输出波形，可看出放大倍数绝对值为12.4db>12db，电路图符合要求。当前位置：文档视界模拟电子技术课程设计实验报告模拟电子技术课程设计实验报告上，只要顶层元件过密时，才能将一些高度有限并且发热量小的器件，如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等放在低层。2、在保证电气性能的前提下，元件应放置在栅格上且互相平行或垂直排列，以求整洁、美观，在一般情况下不允许元件重叠;元件排列要紧凑，元件在整个版面上应分布均匀、疏密一致。3、根据电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。4、元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起。5、以每个功能单元的核心元器件为中心，围绕他来进行布局。元器件应均匀、整体、紧凑的排列在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。6、环路最小规则，即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。针对这一规则，在地平面分割时，要考虑到地平面与重要信号走线的分布，防止由于地平面开槽等带来的问题；在双层板设计中，在为电源留下足够空间的情况下，应该将留下的部分用参考地填充，且增加一些必要的孔，将双面地信号有效连接起来，对一些关键信号尽量采用地线隔离，对一些频率较高的设计，需十分考虑其地平面信号回路问题，建议采用多层板为宜。7、走线的方向控制规则：即相邻层的走线方向成正交构造。避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要的层间窜扰；当由于板构造限制如某些背板难以避免出现该情况，十分是信号速率较高时，应考虑用地平面隔离各布线层，用地信号线隔离各信号线。走线的开环检查规则：8、一般不允许出现一端浮空的布线DanglingLine),主要是为了避免产生"天线效应"，减少不必要的干扰辐射和接受，否则可能带来不可预知的结果。七、示波器测试波形与分析