响音放大器.doc
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1、 200 届毕业设计(论文) 材 料 系 、 部: 电子与信息工程系 专 业: 电子信息工程技术2009年5月材料清单1、毕业设计(论文)课题任务书2、指导教师评阅表3、答辩及最终成绩评定表4、毕业设计说明书5、附录材料 2009 届毕业设计(论文)课题任务书系:电气与信息工程系 专业:电子信息工程技术 指导教师张忠贤学生姓名尹军艳课题名称音响放大器的设计内容及任务设计内容l 一个音响放大器,要求具有话音放大、音调输出控制、对输入信号进行扩音。l 以集成运放为核心进行设计。 l 已知:Vcc=9v,话筒模拟输入电压为5v,电子混响延时器模块1片,集成功放LM1875芯片1片,负载电阻,扬声器一
2、个。l 音响放大器的组成简介(话音放大器、电子混响器、混合前值放大器、音调制器l 方案选择:本设计选择直接给定信号,由磁带防音机提供。l 各单元电路的设计,作各单元电路的原理框图l 功率放大器的选择,本设计选择LM1875。l 电路安装与调试设计任务l 设计一个具有话音放大的音响放大器拟达到的要求或技术指标 具有话音放大 具有音调控制 具有音量控制额定功率负载阻抗频率响应输出电压 进度安排起止日期工作内容备注2月10日2月28日3月1日3月9日3月10日3月30日4月1日5月4日5月5日5月17日5月18日5月24日熟悉任务书,查找相应资料拟出设计题纲音响放大器的设计(各单元电路框图)电源的原
3、理图和PCB图系统调试,撰写设计说明书准备答辩5%5%35%15%30%10%主要参考资料1李万臣,模拟电子技术基础实验与课程设计.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,20022任为民,电子技术基础课程设计指导.北京:中央广播电视大学出版社,19863李锋,刘小魁. 模拟电子技术设计.湖南:湖南大学出版社,2004 4彭介华, 电子技术课程设计指导.北京:高等教育出版社,19975张永端,杨林耀,张雅兰.电路分析基础.西安:西安电子科技大学出版社,19986王喜成.音响技术. 西安:西安电子科技大学出版社,19977王川,姚建永.实用电源技术.重庆大学出版社,20008童丹,模拟电子技术设计基础师,
4、山东:济南大学出版社,19969邓汉,勤音响设计与电路原理,西安:西安电子科技大学出版社,200110谢婉青,集成运算放大器应用原理,北京:清华大学出版社,1997教研室意见年 月 日系主管领导意见年 月 日湖南工学院2009 届毕业设计(论文)指导教师评阅表系: 电气与信息工程系 学生姓名尹军艳学 号401060540班 级电0604班专 业电子信息工程技术指导教师姓名张忠贤课题名称音响放大器的设计评语:(包括以下方面,学习态度、工作量完成情况、材料的完整性和规范性;检索和利用文献能力、计算机应用能力;学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力;)是否同意参加答辩:是 否指导教师评定成绩
5、分值:指导教师签字: 年 月 日湖南工学院2009 届毕业设计(论文)答辩及最终成绩评 定 表系(公章): 学生姓名尹军艳学号401060540班级电0604班答辩日期课题名称音响放大器的设计 指导教师成 绩 评 定分值评 定小计教师1教师2教师3教师4教师5课题介绍思路清晰,语言表达准确,概念清楚,论点正确,实验方法科学,分析归纳合理,结论严谨,设计(论文)有应用价值。30答辩表现思维敏捷,回答问题有理论根据,基本概念清楚,主要问题回答准确大、深入,知识面宽。必答题40自由提问30合 计100答 辩 评 分分值:答辩小组长签名:答辩成绩a: 40指导教师评分分值:指导教师评定成绩b: 60最
6、终评定成绩: 分数: 等级:答辩委员会主任签名: 年 月 日说明:最终评定成绩a+b,两个成绩的百分比由各系自己确定,但应控制在给定标准的10左右。摘 要音响放大器可以用来话音扩音、音乐欣赏、卡拉OK伴唱,其中的电子混响器使声音听起来具有一定深度感和空间立体感。音响放大器是由话筒放大器、混合前置放大器、电子混响器、音调控制器、功率放大器几部分组成。本设计目的具有话音放大、音调控制、音量控制;拟达到的技术指标:额定功、负载阻抗、频率响应、输出电压。设计意义:音响技术的发展经历了电子管、晶体管、场效应管的历史时期,在不同的历史时期都各有其特点。预计音响技术今后的发展主流为数字音响技术。通过音响放大
7、器设计,使我们认识到一个简单的模拟电路系统,应当包括信号源、输入级、中间级、输出级和执行机构。信号源的作用是提供待放大的电信号,如果信号是非电量,还须把非电量转换为电信号,然后进入输入级,中间级进行电流或电压放大,再进入输出级进行功率放大,最后去推动执行机构做某项工作。关键词:集成运算放大器;集成功率放大器;LM1875 。ABSTRACTThe acoustic amplifier may use for the voice to amplify, music appreciation, the Kara OK vocal accompaniment, electronic reverber
8、ation employing according to ability sound sounds to have certain depth perception and the spatial stereoscopic effect.The acoustic amplifier is by the transmitter amplifier, the mix pre-amplifier, the electronic reverberant unit, the tone controller, power amplifier several parts is composed.This d
9、esign goal has the voice to enlarge, the tonality control, the volume control; Plans technical specification which achieved: Fixed merit, loaded impedance, frequency response, output voltage.This design significance: The acoustic technology development has experienced the electron tube, the transist
10、or, the field effect tube historical period, all respectively has its characteristic in the different historical period.Will estimate the acoustic technology next development mainstream for the digital sound technology.Through the acoustic amplifier design, makes us to realize to a simple analogous
11、circuit system, must include the supply oscillator, the input level, the middle level, the output stage and the implementing agency.The supply oscillator function provides treats the enlargement the electrical signal, if the signal right and wrong electric quantity, still needs the non-electrical qu
12、antity to transform into the electrical signal, then enters the input level, the middle level carries on the electric current or the voltage amplification, again enters the output stage to carry on the power to enlarge, finally impels the implementing agency to do some work.key word: Integration ope
13、rational amplifier;integration power amplifier. 目 录1 绪论12 音响放大器的基本组成简介22.1 音响放大器的基本组成框图22.2 话音放大器22.3 电子混响器32.4 混响前置放大器32.5 音调控制器42.6 功率放大器43 方案选择53.1方案选择54 音响放大器的设计74.1 电源部分的设计74.1.1 电源的设计74.1.2 整流滤波电路设计84.1.3 稳压电路设计84.2 电子混响延时器94.3 前值放大电路104.4 滤波电路设计134.5 音调控制器174.6 攻率放大部分214.7 采用LM1875芯片的功率放大器244
14、.8 保护电路设计264.9 超低音电路285 电路安装与调试306 设计总结与体会31参考文献32致 谢33附 录1 稳压电源电路原理图34附 录2 稳压电源电路PCB图35 附 录3 元件清单 .361绪 论 新旧世纪的的交替,不是一个简单的更迭,而是事物不断发展,循序渐进的过程。新世纪带来的是新的起点,新的追求,新的开拓。近几年来,计算机技术进入了前所未有的快速发展时期,随着电子信息技术的发展关于音响放大器在电子技术基础中所出的位置越来越来重要,它不仅是电子信息类专业的一个重要部分,而且在其它类专业工程中也是不可缺少的。放大器电路作为子系统的应用,发展更是迅速,以成为新一代电子设备不可缺
15、少的核心部件,其现实生活中的运用也是非常普遍和广泛。在音响放大器的制作过程中,控制该电路的主要核心电路是几个放大器的设计,其中主要包括:话音放大器,混合前置放大器,音调控制器,功率放大器等。随着电子技术的发展 ,话音放大器被广泛的应用到一系列放音设备中,混合前置放大器 也在电路和数字电子电路的设计和制作过程中不可缺少的电路部分。功率放大器的运用使电子产品的成本大大减少,并且设计简单,易于操作,可靠性好的优点。音响放大器的设计目的是为了更好的掌握集成功率放大器内部电路工作原理,学会其外围电路的设计与主要性能参数测量方法以及掌握音响放大器的设计与电子线路系统的装试和调试技术。本次设计分为四的主要步
16、骤:一 :构思和设计 ,话音放大器,混合前置放大器,音调控制级和功率放大级。二:根据设计要求和选择的电路通过计算选择元器件和参数,并准确无误的设计好要设计的电路原理图。 2 音响放大器的基本组成简介2.1 音响放大器的基本组成框图从根本上讲,音响放大器主要包括前置放打器和功率放大器两个主要部分。它的系统框图如图2.1所示信号源 放大电路负载直流电源图2.1音响放大系统 图2.2 放大器内部组成框在前置放大器中除必要的放大外还设置有话音放大器、电子混响器、混合。前置放打器和音调控制器。音响放大器内部组成框图如图1.2所示2.2 话音放大器由于话筒的输出信号一般只有5mv左右,而输出阻抗达到20k
17、欧(亦有低输出阻抗的话筒如20欧,200欧等),所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到10kHz)。其输入阻抗远大于话筒的输出阻抗。2.3 电子混响器电子混响器是用电路模拟声音的多次反射,产生混响的效果,使生音听起来具有一定的深度感和空间立体感。在“卡拉OK”(不需要乐队,利用磁带伴奏歌唱)伴唱机中,都带有电子混响器,其组成框图如图1.2所示。其中,即成电路BBD称为模拟延时器,其内部有由场效应管子构成的多级电子开关和高密度存储器。在外加时钟脉冲作用下,这些电子开关不断地接通和断开,对输入信号进行采样、保持并逐步向后一级传递,从而使BBD的输出信号相对于输入信号延迟了一段时间
18、。如BBD的级数越多,时钟脉冲的频率越高,则产生影响的延迟时间越长。2.4 混响前置放大器混响前置放大器的作用是将磁带发音机输出的音乐信号与电子混响器后的声音信号混响放大,其电路如图2.3所示.这是一个反相加法器电路,输出与输入电压的关系为:V0=-(RFV1/R1+RFV2/R2),式中,V1为话筒放大器输出电压;V2为放音机输出电压。 图2.3 混合前置放大器2.5 音调控制器音调控制器主要是调节音响放大器的幅度和频率值(幅频特性)。音调控制器的电路如图1.4所示。其中,RP33称为音量控制电位器,其滑臂在最上端时,音响放大器输出最大功率,其中,R31、R32、RP31不能取得太大,否则不
19、可忽略运放漂移电流的影响;也不能太小,否则流过它们的电流将超出运放输出的限载。一般取几千欧姆至几百千欧姆为宜。 图2.4音调控制器的电路2.6 功率放大器功率放大器(简称功放)的作用是给音响放大器的负载RL(扬声器)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地小,效率尽可能高功率放大器的常见形式有OTL(Output Transformerless)和OCL(Output Transformerless)电路。其中在功放中常用的有集成运放和晶体管组成的功率放大器,也有专用集成电路功率放大器。3 方案选择3.1方案选择方案一 :采用锁环频率相合成技术外加
20、音响放大器采用锁相环频率合成技术,先用锁相环频率合成产生一定范围的频率,在通过传感器把接收到的频率信号转化音频信号。再通过低通滤波器把频率控制在音频所需要的频率范围。它的优点就是工作频率可调,也可以达到很高的频率分辨率;缺点是要求使用的滤波器通带可变,实现很困难。具体方案如3-1所示:晶振整形电路R分频器鉴相器环路滤波器压控振荡器可变分频器图3-1 锁环频率相合成技术框图方案二:采用直接数字式频率合成器DDS技术外加音响放大器采用直接数字式频率合成器(DDS),是用RAM存储所需波形的量化信息,按照不同频率要求以频率控制字K为步进对相位增量进行累加,以累加相位值作为地址码读取存放在内存里。DD
21、S具有相对带宽很宽、频率转换时间极短、频率分辨率高等优点;另外,全数字化结构便于集成,输出相位连续,频率、相位和幅度也可实现程控。但在方案中需要一块FPGA,一块双口RAM,那么设计的成本较高。同时电路也不好仿真。实现起来也比较困难。方案三:采用直接给定的音频信号外加音响放大器采用直接所定的音频信号,是由MP3、数字激光(CD)、或DVD-Audio等现代音频信号设备,直接给音响放大器。此电路简单,其优点是:在音频信号具有直接给定的音频频率,在频率方面没有失真效果,而且具有混响器的效果。它的设计简单可靠,软硬可相互补充各自的缺点。同时音响效果也比较好。其结构框图如3-2所示:话音放大器电子混响
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