扩音机电路的设计--毕业设计.doc
《扩音机电路的设计--毕业设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《扩音机电路的设计--毕业设计.doc(17页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、成绩 齐鲁理工学院课程设计说明书题 目 扩音器的设计 课 程 名 称 模拟电子啊技术 二 级 学 院 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 2015级 学 生 姓 名 沈坤 学 号 201510530039 指 导 教 师 设计起止时间:2016年12月12日至2016年12月16日 目录第1章方案设计2第2章单元电路设计22.1前置放大器的设计22.2音调控制器的设计32.2.1低频工作时元器件参数的计算52.2.2高频工作时元器件参数的计算72.3功率输出级的设计102.3.1确定电源电压102.3.2功率输出级设计112.3.3电阻R17R12的估算112.3.4确定静态偏置
2、电路112.3.5反馈电阻R13与R14的确定12参考文献13附录1总电路原理图14扩音器的设计摘要:很多场合(如商场、学校、车站、体育场等)都安装有广播系统,它的主要功能是播放音乐、广播通知和要闻。这些广播系统都含有扩音设备,用以把从话筒、录放卡座、CD机送出的微弱信号放大成能推动扬声器发声的大功率信号。根据实际需要和放大器件的不同,扩声电路的设计也有很多种类。作为电子线路的课题设计,本课题提出的扩声电路性能指标比较低,主要采用理论课题里介绍的运算放大集成电路和音频功率放大集成电路来构成扩声电路。这种性能指标低的扩音器主要在于价格便宜,制作简单,不需要太多昂贵的集成块。关键词扩声;音频功放;
3、放大电路第13页第1章方案设计采用运算集成电路和音频功率放大集成电路设计一个对话筒输出信号具有放大能力的扩声电路。其电路方框图如图1-1所示:图1-1扩声电路原理框图前置放大主要完成对小信号的放大,一般要求输入阻抗高,输出阻抗低,频带要宽,噪声要小;音量控制主要实现对输入信号高、低音的提升和衰减。第2章单元电路设计2.1前置放大器的设计由于话筒提供发信号非常弱,故一般在音调控制器前面要加一个前置放大器。该前置放大器的下限频率要小于音频控制器的低音转折频率,上限频率要大于音频控制器的高音转折频率。考虑到所设计电路对频率响应及零输入(及输入短路)时的噪声、电流、电压的要求,前置放大器选用集成运算放
4、大器LF353。它是一种双路运算放大器,属于高输入阻抗低噪声集成器件。其输入阻抗高为104M,输入偏置电流仅有5010-12A,单位增益频率为4MHZ,转换速率为13V/us,用做音频前置放大器十分理想,其外引线图如图2-1所示图2-1LF353外引线图前置放大电路由LF353组成的两极放大电路完成,如图2-2所示。第一级放大电路的Au1=10,即1+R3/R2=10,取R2=10K,R3=100K。取Au2=10(考虑增益余量),同样R5=10K,R6=100。电阻R1、R2为放大电路偏置电阻,取R1=R4=100K。耦合电容C1与C2取10uF,C4与C11取100uF,以保证扩声电路的低
5、频响应。图2-2前置放大器其他元器件的参数选择为:C3=100pF,R7=22K。电路电源为12V。2.2音调控制器的设计音调控制器的功能是,根据需要按一定的规律控制、调节音响放大器的频率响应,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,而中音信号的增益不变,音调控制器的电路结构有多种形式,常用的典型电路结构如图2-3所示。该电路的音调控制曲线(即频率响应)如图2-4所示。音调控制曲线中给出了相应的转折频率:Fl1表示低音转折频率,Fl2表示中音下限频率,F0表示中音频率(即中心频率),要求电路对此频率信号没有衰减和提升作用,Fh1表示中音上限频率,Fh2表
6、示高音转折频率。图2-3音调控制器电路f/HzAu/dB-20db/10倍数FL1100Hz10HzFH2图2-4音频控制器频率响应曲线音调控制器的设计主要是根据转折频率的不同来选择电位器、电阻及电容参数。2.2.1低频工作时元器件参数的计算音调控制器工作时在低音时(即FFl),由于电容C5C6=C7故在低频时C5可看成开路,音频控制电路此时可简化为图2-5,图2-6所示电路。图2-5所示为电位器RP1中间抽头处在左端,对应于低频提升最大的情况。图2-6所示电位器RP1中间抽头处在最右端,对应于低频衰减最大的情况。下面分别进行讨论。图2-5低频提升电路图2-6低频衰减器1、低频提升由图2-5可
7、求出低频提升电路的频率响应函数为式中,当频率F远远小于Fl1时,电容C7近似开路,此时的增益为当频率升高时,C7的容抗减小,当频率F远远小于Fl1时,C7近似短路,此时的增益为在Fl1FFl2的增益范围内电压增益衰减率为-20dB/10倍频,即-6dB/倍频(若40HZ对应的增益是20dB,则240HZ=80HZ时所对应的增益是14dB)本设计要求中频增益为A0=1(0dB),且在100HZ处有12dB的调节范围。故当增益为0dB时,对应的转折频率为400HZ(因为从12dB到0dB对应两个倍频程,所以对应频率是400HZ)因此音调控制器的低音转折频率f11=fl2/10=40HZ。电阻R8,
8、R10及RP1的取值范围一般为几千欧姆到几百千欧姆。若取值过大,则运算放大器的漏电流的影响变大;若取值过小,则流入运算放大器的电流将超过其最大输出能力。这里取RRP1=470K。由于A0=1,故R8=R10。又因为wl2/wl1=(RRP1+R10)/R10=10,所以R8=R10=RRP1/(10-1)=52K,取R9=R8=R10=51K。电容C7可由式求得:C7=0.00085uF,取C7=0.01uF。2、低频衰减在低频衰减电路中,如图6所示,若取电容C6=C7,则当工作频率f远小于fL1,电容C6近似开路,此时电路增益当频率F远大于F12时,电容近似短路,此时电路增益可见,低频端最大
9、衰减倍数为1/10(即-20dB)。2.2.2高频工作时元器件参数的计算音调控制器在高频端工作时,电容C6,C7近似短路,此时音调控制电路可简化成图2-7所示电路。为便于分析,将星形连接的电阻R8=R9=R10转换成三角形连接,转换后如图2-8所。所以Ra=Rb=Rc=3R8。由于Rc跨接在电路的输入端和输出端之间,对控制电路无影响,故它可忽略不记。图2-7音调控制电路在高频段时的简化等效电路图2-8音调控制电路高频段简化电路的等效变换电路当RP2中间抽头处于最左端时,此时高频提升最大,等效电路如图2-9所示;当RP2中间抽头处于最右端时,此时高频衰减最大,等效电路如图2-10所示。图2-9高
10、频提升电路图2-10高频衰减电路1、高频提升。由图2-9可知,该电路是一个典型的高通滤波器,其增益函数为 其中,。当F远小于Fh1时,电容C5可近似开路,此时的增益为(中频增益)当F远大于Fh2时,电容C5近似为短路,此时的电压增益为当Fh1FFh2时,电压增益按20dB/10倍数的斜率增加。由于设计任务中要求中频增益A0=1,在10kHz处有12dB的调节范围,所以求得Fh1=2.5kHz。又因为H1/H2=(R11+Ra)/R11=AH,高频最大提升量AH一般也取10倍,所以Fh2=AHFh1=25kHz。由(R11+Ra)/R11=AH得:R11=Ra/(AH-1)=17K,取R11=1
11、8k。由H2=1/R11C5得:C5=1/(2Fh2R11)=354pF,取C5=330pF。高音调节电位器Rp2的阻值与Rp1相同,取RRp2=470K。2、高频衰减。在高频衰减等效电路中,由于Ra=Rb,其余元器件也相同。所以有高频衰减的转折频率与高频提升的转折率相同。高频最大衰减1/10(即-20dB)。2.3功率输出级的设计功率输出级电路结构有许多种,选择由分立元器件组成的功率放大器或单片集成功率放大器均可。为了巩固在电子线路课程中所学的理论知识,这里选用集成运算放大器组成的典型OCT功率放大器,其电路如图2-11所示,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,V
12、T3,VT4组成的复合管为功率输出级。三级管VT1与VT2都为NPN管,仍组成NPN型的复合管。VT3与VT4为不同类型的晶体管,所组成的复合管导电极性由第1只脚决定,为PNP型复合管。图2-11功率放大电路2.3.1确定电源电压功率放大器的设计要求是最大输出功率。由公式可得:可得。考虑到输出功率管VT2与VT4的饱和压降和发射极R11与R22的压降,电源电压常取VCC=(1.21.5)UOm。将已知参数带入上式,电源电压选取12V。2.3.2功率输出级设计1、输出晶体管的选择。输出功率管VT2与VT4选择同类型的NPN型大功率管。其承受的最大反向电压为UCEmax=2VCC。每只晶体管的最大
13、集电极电流为ICmaxVCC/RL=1.5A,每只晶体管的最大集电极功耗为:PCmax=0.2POmax=1.6W。所以 ,在选择功率三极管时,除应使两管的值尽量对称外,其极限参数还应满足系列关系:VBRCEO2VCC,ICMICmax,PCMPCmax,PCMPCmax。根据上式关系,选择功率三极管为3DD01。2、复合管的选择。VT1与VT3分别与VT2与VT4组成复合管,它们承受的最大电压均为2VCC,考虑到R18与R20的分流作用和晶体管的损失,晶体管VT1与VT3的集电极功耗:PCmax=(1.1-1.5)PC2max/2而实际选择VT1,VT3参数要大于最大值。另外为了复合出互补类
14、型的三极管,一定要使VT1,VT3互补,其要求尽VT3称性好。可选用VT1为9013,VT3选用9015。2.3.3电阻R17R12的估算R18与R20用来减小复合管的穿透电流,其值过小会影响复合管的稳定性,太大又会影响输出功率,一般取R18=R20=(510)Ri2。Ri2为VT2管的输入端等效电阻,其大小可用公式Ri2=rbe+(1+2)R21来计算,大功率管的rbe约为10,为20倍。输出功率管的发射极电阻R21与R22起到电流的负反馈作用,使电路的工作更加稳定,从而减少非线性失真。一般取R21=R22=(0.050.1)RL。由于VT1与VT3管的类型不同,接法也不一样,因此两只管子的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 扩音机 电路 设计 毕业设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。