毕业设设计--扩音机电路设计制作报告--大学生电子信息系作业.doc

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1、学校：广东岭南职业技术学院班级：电子095组别：第6组指导老师：康风成员：陈天成、梁小冰、梁斌学号：16号、18号、28号目 录一、 摘 要二、 实验目的三、 设计要求四、 元件清单五、 元件选择六、 设计思路分块设计与总体设计1、电源部分2、前置放大电路3、音调控制电路4、功率输出电路七 实验结论八 心得体会1、 陈天成2、梁小冰3、梁斌九 附录(1) 作品的原理图(2) 作品的焊接图(3) 成品图片绪言一 绪论经历了前三个学期的学习，我们对电子专业已经有了一定的掌握与理解了。而结束了这个学期的学习后，我们就要面临人生另外一个转折点了实习期的来临。所以我们每个同学必须在最后一个学习，认真梳理

2、自己的知识结构，抓紧时间和机会进一步完善自己的知识储备，比如把三个学期以来学习到的各个学科知识进行有机结合，整理疏通来加强自己的技能。而我们电子专业的同学的发展方向大体上分为两类，一是高频电路通讯类的，另一种是低频电路功放类。所以，这就要求我们要认真发现自己的特长，从而术业有专攻的有目的性的加强！邱老师这个学期还给我们上一门电子线路设计的课程，要求我们结合过去学习的知识，自主性选择设计扩音机电路或者交通电路。这样就很有利我们对过去的知识进行复习与掌握。所以，从一开始就着手这个项目的制作很有利于我们整个学期的知识梳理，不至于我们会放松自己的知识技能。这个项目的制作不仅是让我们在实习期之前很好的温

3、习我们的技能，也是为了让我们提前了解下毕业设计的大致方向，这样在下学期就不会由于兼顾实习工作与毕业设计的同时手忙脚乱。并且本次制作是以团队形式来完成的，也是对我们团队配合的技能的考验。要知道，当我们出去外面的时候，更多的任务是由团队来完成的，并非个人。所以我们每个同学都应该认真的去对待本次项目的设计与制作。二摘要扩音机电路是把微弱的声音信号放大成能推动扬声器的大功率信号，主要由运算放大器和集成音频功率放大器构成。电路结构分为前置放大，音调控制，功率放大三部分。前置放大主要完成小信号的放大，一般要求输入阻抗高，输出阻抗低，频带宽，噪声要小，音调控制主要是实现对输入信号高、低音的提升和衰减；功率放

4、大器决定了整机的输出功率，要求效率高，是真尽可能小，输出功率大。一、 实验目的1，了解扩音机电路的形成和用途。2，掌握音频放大电路的一种实现方法。3，提高独立设计电路和验证试验的能力。二、 设计要求1) 最大输出功率8w2) 具有音调控制功能，即用两个点位期分别调节高音和低音。当输入信号为1KHz时，输出为0dB；当输入信号为100Hz时，调节低音电位器可以是输出功率变化+-12dB；当输入信号为10KHz时，调节高音电位器也可以是输出功率变化12的dB 3) 输入断短路时，噪声输出电压的有效值不超过10mv，直流输出电压不超过50mv，静态电源电流不超过100mA 。4) 输出功率的大小连续

5、可调，即用电位器可调节音量的大小。5) 负载阻抗为86) 在通频带内、满功率下非线性是真系数不大于3%7) 频率响应:当高、低音调电位器处于极不提升也不衰减的位置时，-3dB的频率范围是80kHz，即BW=6kHz。8输入端短路时，噪声源输出电压的有效值不超过10mV，直流输出电压不超过50mV,静态电源电流不超过100mA.三、 元件的选择序号名称数量序号名称数量1电解电容1000F217电阻27012电解电容100F518电阻18K13电解电容10F219电阻124电解电容4.7F120电阻1515电容0.01F221电阻116电容330 pF122电阻15K17电容100 pF123电阻

6、30K18电容0.1F524电阻11K29电容100pF125电阻27110二极管1N4001426可调电阻4.7K111电阻270K127可调电阻470112电阻100K528可调电阻1K 113电阻10K229LF353N 214电阻22K1309013 115电阻51K3319015 116散热片432TIP41C 2四、 设计思路1.由于话筒提供的信号非常弱，所以需要加一级前置放大器，这级电路放大倍数不需要很高，主要是要求高阻抗，保证低噪声输入和尽可能大的声音信号输入。输出阻抗要低，使得电路具有很强的带负载能力，能够驱动后级的电路。根据这些要求，选择集成运算放大器LF353,LF353

7、属于高输入阻抗低噪声的集成器件，输入阻抗达到104M, 输入偏置电流为50X10(-12)A，单位增益频率为4MHz,转换速率为13V/us。 2.音调控制器是通过电阻电容网络的选频作用来实现音调控制的。输入信号分成两路送到放大器的输入端，一路对低频信号具有选择和调节作用，用大电容实现，另一路对高频信号具有选择和调节作用，用小电容实现。3.根据对输出功率的波形和功率的要求，选用TIP41C型单片集成功率放大电路，其主要特点是a、上升随率高，瞬态互调失真小；b、输出功率比较大c、外围电路简单，使用方便；d内含各种保护电路，工作安全可靠。4选择了这个方案后，我们就开始论证这个方案的可行性如何，从实

8、际的角度出发，扩音器电路的制作原理虽然复杂，但是其制作材料比较简单，都是一些比较常见的放大电路的材料和一些晶体管，如LF353等，这样以后购买材料就比较方便。我们还通过图书馆和网上查阅了很多相关扩音机的资料与电路。而这些查阅到的电路方案很多原理我们都不懂，如果硬是要搬过来使用，到调试的时候就不方便，而且从购买材料就多了很多不方便。再从制作难度上讲，大家都知道交通灯比扩音器电路更加简单，但是我们都觉得制作不是为了应付任务，所以我们想选择更加有技术含量的项目来制作，借助这种难得的机会锻炼和提升我们的专业知识和实操技能！团队里面的成员们都明确的表示，尽管项目有难度，但是我们不怕,我们有实力去制作，也

9、有信心做好！系统框图如下：功率放大前置放大音调控制Ui话筒输入扩音机电路原理框图五、 分块设计与总体设计（1） 电源部分如图所示为双极性对称稳压电源电路，它采用两只三端稳压器，7812和7912构成的简单实用的对称型正负稳压电源。 从变压器输出的两组交流电经D1D4整流，C15、C17 和C16、C18滤波后输入到稳压块LM7812和LM7912的输入端，LM7812输出稳定的+12电压，LM7912输出稳定的12V电压，再经过C19、C21和C20、C22滤波，再输出。该电源输出电压为12V，输出电流最大为l.5A（2） 前置放大电路它主要由两级运算放大器电路构成。其中，运放A1、A2为同相

10、差分输入方式，同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗，减小电路对微弱输入信号的衰减；差分输入可以使电路只对差模信号放大，而对共模输入信号只起跟随作用，使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在CMRR要求不变情况下，可明显降低对电阻R1和R4，R2和R5的精度匹配要求，从而使放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。（3） 音调控制电路音调控制器的功能是：根据需要按一定的规律控制、调节音调放大器的频率响应，更好地满足人耳的听觉特性。一般音调控制器只对低音和高音信号的增益进行提升或衰减，而中音信号的增益

11、不变。音调控制器工作在低音频时，由于电容C5=C6=C7,故在低频时C5可看成开路，当电位器RP1中间抽头处在最左端，对应于低频提升最大的情况；当电位器RP1中间抽头处在最右端，对应于低频衰减最大的情况。音调控制器在高音频端工作时，电容C6,C7近似短路。当电位器RP2中间抽头处在最左端，此时高频提升最大；当电位器RP2中间抽头处在最右端，对应于高频衰减最大。（4） 功率输出电路功率输出级电路结构有许多形式，选择有分立元器件组成的功率放大器或单片机集成功率放大器均可。我们选中的是由集成运算放大器组成的典型OCL功率放大器，其中由运算放大器组成输入电压放大驱动级，由晶体管VT1,VT2,VT3,

12、VT4组成的复合管为功率输出级。三极管VT1与VT2都为NPN管，VT3与VT4为不同类型的晶体管，所组成的复合管导电极性由弟1只管决定为PNP型复合管。(4) 三级电路级联电路图六、 所遇问题1、元件封装的选取 在PCB设计制作时，元器件的封装选择问题非常重要，我们一定要根据实际需要，选择合适的封装形式与封装的尺寸大小。在本次电路元器件中，封装需要我们手动调整的有可调电位器RP1PR4、集成运算放大器LF353、输出功率管VT2与VT4、以及电源部分的稳压管LM7812与LM712。值得一提的是，集成运算放大器LF353的封装系统是有现成的，不过如果我们细心留意的话，就会发现系统默认的封装是

13、不对的，因为它默认的是8脚接V-，4脚接V+，而我们实际需要的恰恰相反，8脚接V+，4脚接V-，若是我们不留意的话，那就肯定会出问题的。稳压管LM7812与LM7912的封装是需要我们自己动手制作的,因为它的管脚顺序不同,所需的封装也就不同,我觉得在整个电路的PCB元器件封装选择制作中,最麻烦的就非它们莫属了。因为首先一定要查阅资料，然后仔细匹对它的管脚顺序，观察它要接的究竟是哪个电路支路，然后对应的做出修改。在功率放大电路部分，书上所选择的功率输出管是3DD01，而我们选用的是TIP41C，它的封装也是值得我们关注的其中一个。另外，由于书本上给出的电路是没有输入端与输出的的接口设计的，所以我

14、们要根据自身需求，给电路添加上接口，以及对应的封装。注意事项： TDA2030具有负载泄放电压反冲保护电路，如果电源电压峰值电压40V的话，那么在5脚与电源之间必须插入LC滤波器，以保证5脚上的脉冲串维持在规定的幅度内。 热保护：限热保护有以下优点，能够容易承受输出的过载（甚至是长时间的），或者环境温度超过时均起保护作用。 与普通电路相比较，散热片可以有更小的安全系数。万一结温超过时，也不会对器件有所损害，如果发生这种情况，Po=（当然还有Ptot）和Io就被减少。 印刷电路板设计时必须较好的考虑地线与输出的去耦，因为这些线路有大的电流通过。装配时散热片与之间不需要绝缘，引线长度应尽可能短，焊

15、接温度不得超过260，12秒。 虽然TDA2030所需的元件很少，但所选的元件必须是品质有保障的元件。2、元件的布局 在PCB的制作过程中，我不得不说的就是原件的布局是相当的有难度的，它不是随便把元器件摆上去就行的，我们要根据电路的走向，合理的对元器件进行摆放，而对于元器件的摆放，有几点是要注意的，它们是必须服从的规律，第一就是接口一定要靠边，这方便我们接电路，第二是带散热片的元器件一定要靠边，而且散热片最好朝外，发热厉害的元器件不能与其他元器件靠太近，以免对其他元器件造成影响，第三就是元器件的摆放最好尽量顺着信号的流向，这对我们的电路非常重要。在注意到这几点之后，我们就可以进行初步布局，然后

16、对它们的位置稍作调整，使它们看起来比较整齐美观，接着就看它的电路线路能不能走通，尽量不要出现飞线现象，如果不能走通，我们就要根据需要实际调整，直到满意为止。线路问题解决后，我们还有返回来看看布局是否足够整齐和美观能调整的慢慢把它们都调整好。3、元件焊盘大小 焊盘尺寸的大小对电路板的制作非常重要，因为焊盘太大的话，导致盘间距太小，腐蚀时不容易腐蚀到，容易因此形成短路，第二点是，焊盘太大，焊接时所用的焊锡也会相应的增多，这就让人看起来感觉不美观。但倘若焊盘尺寸太小的话，首先一点就是，打孔不好打，第二点是，腐蚀的效果不好，容易把焊盘都腐蚀去了，第三点是，焊接的时候不好焊，因为我们都知道，焊锡只粘铜，

17、对没有覆铜的地区是不粘的，因此若果焊盘太小的话，那焊接起来就相当的困难了，还有致命的一点是，倘若我们焊接错了，要重焊时，焊盘太小容易导致焊盘脱落，从而影响我们的电路制作。所以，我们这设计PCB电路时，一定不能忽视焊盘的尺寸问题。5、线宽 由于平时对PCB的实际操作比较少，所以对一些实际问题有所忽视了，进而容易导致错误。在第一次PCB的设计时，我设计的线宽为，NET0.6mm，VCC0.7mm，GND0.9mm，我想这样的线宽肯定已经能够承载电路所通过的电流的，但有一点我忽略了，而这一点非常重要，也就是因为这点，导致我第一次的电路板设计失败，这重要的一点就是：腐蚀的效果。我们学校腐蚀电路板很难把

18、握细线的腐蚀，一不小心就会把线路都给腐蚀掉，从而形成断路，因此若果我们的电路板有足够的空间，那就理应把线宽稍稍设计宽一点，这能更加保证我们电路板腐蚀理想。吸取第一次失败的教训后，我对线宽设计作出了修改，修改后为：NET0.9mm，VCC1.0mm，GND1.2mm。4、孔的大小 因为不同的元器件管脚的尺寸是不同的，所以我们在设置焊盘大小时就应注意到这个问题，相应的把钻孔的大小设置合适，在打孔时我们要针对孔的大小采用相应的钻头，这才能保证我们焊接元器件时能够顺利地进行。6、电路的印制 不要天真地以为把线宽设计好了就能确保腐蚀成功，腐蚀前还有一个关键的步骤，不容我们有半点的忽视。那就是电路的印制。

19、在把电路印制到腐蚀铜板上时，一定要确保我们印制出来的线路不存在断路现象。因为复印纸的摆放，它的质量，例如是否有皱褶、是否有赃物等等，都可以让我们的印制出现问题，所以我们把线路打印在印制纸上后，不要急着马上就把它印制到覆铜板上，应对线路检查无误后再进行印制。在印制到覆铜板上后，也不能急着就拿去腐蚀，应再次仔细的检查线路是否出现问题，对一些墨色较浅的地方要进行手工覆墨，避免出现腐蚀断路现象。电路调整与测试最终结果是：音质还算不错，电路运行正常、发热正常、没有不良反应，可以进行各种音量的控制，切换到不同的音质，如低音，立体声等七、 实验结论1、多级放大电路的第一级的反馈回路中需要在反馈电阻上并一个电

20、容，用来滤除噪音。2、对于特定的频率放大电路，可以通过串联电容的方法来调节电路中阻抗的大小，使得电路的性能更好。3、在将直流源接到电路中时，需要接一大一小两个电容，以最大程度的滤除谐波分量，防止谐波对电路的影响八、 心得体会（1） 陈天成通过这次的扩音机制作，我深刻体会到了很多东西。学习，光只有理论是远远不够的，更重要的是能在实际中得到运用，不然就等于纸上谈兵，意义不大。俗话说，实践出真理，因此我们必须要不断的理论与实践相结合，只有这样子才能更快的掌握我们的复杂的理论知识，才能更好的应用自如；有时候，我们失败的原因不是在于我们不懂，而是我们缺少了一颗谨慎细腻的心，我们往往都是跌倒在一些不起眼的

21、细节之上。例如这次的元件PCB设计制作时，就多次遇到了这种情况。这次的扩音机制作，我们组一直本着认真的态度的对待，虽然说也有很多的知识是不懂，但是，我们不断的学习，查资料，检查校对，不断地查阅资料，所以我们在这次的制作任务中，学到的东西未必比其他同学少，可以大胆说，我们学到的会是更多。失败未必就意味着一无所获，成功也不代表学到更多。众所周知，失败乃是成功之母，对于即将到来的毕业设计制作，我打算继续进行扩音机的设计制作，把这次失败的教训都深深地刻在心里作为经验，把这次学到的东西充分地加以运用，我相信，到时一定能制作出一个满意的作品。这次的制作，我把它当作学习，所以成本问题并未考虑太多，但下次我会

22、把这个问题都考虑上，整齐做出个能让自己最满意的作品。（2） 梁小冰这次实验所做实验是扩音机放大电路的设计与实现，总的来说，我在这次的实习中学到了很多课堂上没有的知识，调试电路的能力和处理自激的能力要求比较高并且我对这次的实习是热情高涨的，刚完成作品的安装时进行调试时，竟然没有没有声音的输出，我们一下子就慌了，经过艰辛的检查，终于查出问题的所在，原来是我的组员在华PCB图的时候忘记改7812的封装，管脚出错了，导致7812的击穿，换上新的7812，并采用飞线来改变管脚的顺序，终于可以出来声音了。在画作品的PCB板时，要弄清楚元件的管脚排布，认真检查是否出错，这样才能使得作品的成功率有所提高。学习

23、，光只有理论是远远不够的，更重要的是能在实际中得到运用，不然就等于纸上谈兵，意义不大。俗话说，实践出真理，因此我们必须要不断的理论与实践相结合，只有这样子才能更快的掌握我们的复杂的理论知识，才能更好的应用自如通过这次实践觉得自己也可以做出以前想都没有想过的东西，那种小小的自豪感，不言而喻；再者，通过小实习，加强了我们的动手实践能力，作为电子信息专业的大学生，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。通过设计、制作和调试扩音机电路，学生掌握了半导体器、三极管放大电路、集成运算放大器、功率放大器、直流稳压电源等有关知识，同时也掌握了常用仪器仪表的使用、电路设计、电路测试、电路制作与调试等技能

24、。并且，在小实习的这些日子里，培养了我们独立思考、勇于克服困难、团队协作的精神，大家互帮互助在其中得到了很大的加强。我们不再是单体的，而是一个整体，团结的整体，老师的教学让我们学到很多，而我们自己从实践中也摸索着学到了很多。（3） 梁斌通过设计、制作和调试扩音机电路，学生掌握了半导体器、三极管放大电路、集成运算放大器、功率放大器、直流稳压电源等有关知识，同时也掌握了常用仪器仪表的使用、电路设计、电路测试、电路制作与调试等技能,同时还学到了课本上没有学到的知识，培养了我们做事的耐性，深切地体会到知识与实践结合的重要性，更重要的是，失败未必就意味着一无所获，成功也不代表学到更多。众所周知，失败乃是

25、成功之母，对于即将到来的毕业设计制作，我打算继续进行扩音机的设计制作，把这次失败的教训都深深地刻在心里作为经验，把这次学到的东西充分地加以运用，我相信，到时一定能制作出一个满意的作品。这次的制作，我把它当作学习，所以成本问题并未考虑太多，但下次我会把这个问题都考虑上，整齐做出个能让自己最满意的作品。这一次扩音机的制作培养了我们分工合作的能力和团结的精神，以后，我深深的知道，在以后的工作中，团体合作的能力是一定要具备的，因为，以后我们会不断的制作的是一个大系统，一个大系统是由很多的模块组成的，一个人的能力和精力都是有限的，因此，这方面，团体合作的能力是必备的。总之，我从这学到了很多很多。十、附录

26、（1）作品的原理图 ( 2 ) 作品的焊接图（3）成品的图片参考文献【1】 电子线路实验与课程设计 黄永定编著 机械工业出版社 2009-08【2】 电子工艺实训教程 孟彦京等编著 西安电子科技大学出版社 2009-07【3】 模拟电子技术基础 蔡大华主编 清华大学出版社 2010-01【4】 电工基础 白乃平主编 西安电子科技大学出版社 2009-08【5】 数字电子技术 杨志忠主编 高等教育出版社 2009-12【6】 现代通信原理与技术 张辉等主编 西安电子科技大学出版社 2010-6【7】 通信电路 沈伟慈编著 西安电子科技大学出版社 2010-06【8】 电子线路CAD实用教程 潘永雄等编著 西安电子科技大学出版社 2008-05【9】 音响技术及应用 黄永定主编 机械工业出版社 2010-07【10】 单片机原理与接口技术 陈贵银主编 电子工业出版社 2011-01