畢業設計-音響放大器(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 以上的高頻成分，反相器 A3 用于隔離混響器的輸出與輸入級間的相互影響。 RP1調節混響器的輸入電壓， RP2調節 MN3207的平衡輸出以減小失真。 RP3 調節始終頻率， RP4 控制混響器的輸出電壓。圖中MN3207 和 MN3102 個引腳的電壓如下： 引腳 1 2 3 4 5 6 7 8 MN3207 的電壓 /V MN3102 的電壓 /V 注：實際在本設計中所運用到的是電子混響延時器集成芯片，這是因為本設計的重點放在了 D 類功率放大器的設計與應用上，此處對于 BBD 延時器知識略作敘述，不納入實際實踐中。 6 B B D 延 時 器二 階 低 通濾 波 器二 階 低 通濾 波 器時 鐘 脈 沖 產生 器緩 沖 器輸出輸 入 圖 電子混響器組成框圖 圖 BBD 延時器的實驗電路圖 混合前置放大器 混合前置放大器的作用是將磁帶放音 機輸出的音樂信號與電子混響器混向后的聲音信號混合放大。其電路如圖 所示。這是一個反相加法器電路，輸出與輸入電壓間的關系為： )(2211 R VRR VRVo ff ????? ， 式中 1V 為話筒放大器的輸出電壓； 2V 為磁帶放音機的輸出電壓。 音響放大器的性能主要由音調控制器與功率放大器決定，后面將陸續介紹這兩種電路的工作原理及其設計方法。 音調控制器 音調控制器主要是控制、調節音響放大器的幅頻特性，理想的控制曲線如圖。圖 中 0f 表示中音頻率，要求增益 voA =0dB； 1Lf 表示低音頻轉折頻率，一般為幾十赫茲； 2Lf （等于 10 1Lf ）表示低音頻區域的中音頻轉折點頻率； 1Hf 表示高音頻區的中音轉折頻率； 2Hf （等于 10 1Hf ）表示高音頻轉折頻率，一般為幾十千赫茲。 20 17 3 0 － 3 － 17 － 20 f L x f L 1 f L2 f 0 (1 k H z ) f H x f H2 f H1 f /H z 2 0 d B/ 1 0 倍頻 A V / d B 圖 音調控制曲線 功率放大器 7 功率放大器的作用是給音響放大器的負載 LR （揚聲器）提供一定的輸出功率，襠負載一定時，希望輸出的功率盡可能大，輸出信號的非線性失真盡可能地小，功率盡可能高。功率放大器的常見電路形式有 OTL（ Output transformer less）電路和 OCL（ Output capaciror less） 電路。有集成運算放大器（簡稱運放）和晶體管組成的功率放大器，也有專用集成電路功率放大器 8 第三章 設計方案選擇 設計方案探討 在開始進行實踐時，首先先確定整機電路的級數分配，再根據各級的功能及技術指標要求分配電壓增益，然后分別計算各級電路的參數，通常從功放級開始向前逐級計算。 由于本設計要求在輸入信號為 5mV 負載為 8 ? 時得到的輸出功率為 3W，根據公式Loooo RUIUP 2??? 得到輸出電壓約為 oU =5V，以及Iov UUA? 公式得整個系統的電壓放大倍數 vA =1000，各級增益如圖 所示： A u 1 = 4 A u 4 = 1A u 3 = 1A u 2 = 5A u 5 = 5 05 mV5 V話 音 放 大 級混 合 級音 調 級 圖 整機增益分配 以 PWM 型開關功率放大器為主的設計方案與工作原理 各類功率放大器的簡介以及簡單比較 D 類功率放大器的優勢以及應用前景 9 第四章 音響放大器單元電路的設計與分析 語 音信號提取電路原理及設計及分析 語音放大電路應用電路設計及分析 前置放大器的設計要求及技術指標分析 對前置放大器的技術要求，就是必須要和放大器的特性相適應，即對功率放大器的技術要求同時也適應前置放大器，甚至于對前置放大器還應該要高一些否則就不能成為一個高保真的“系統”，也就是說，構成高保真系統的每一個單元都必須是一個高保真單元。下面簡述一些在本設計中有所考慮的指標： （ 1）失真度：包括諧波失真和互調失真，要求分別小于 %和 . （ 2）信噪比：應大于 90dB。 （ 3）頻率響應：在 20Hz~20KHz ? 。 （ 4）移動速度：應大于 5V/us。 （ 5）動態范圍：應大于 75~80dB。 （ 6）輸入 /輸出信號匹配：前置放大器的輸入端和輸出端分別和節目源設備以及功率放大器相連。要使信號高質量傳輸，必須滿足匹配條件，包括阻抗匹配、電平匹配、傳輸方式匹配等。 （ 7）均衡網絡要符合 RIAA 標準和 NAB 標準。 （ 8）電源：高質量的電源是前置放大器性能好壞的因素之一，應包括低噪聲、大容量和低內阻等條件。前置放大器的電源應與功率放大器的電源分開，單獨 的供電。 電子混響延時器應用電路設計及分析 由 M65831 構成的電子混響實驗電路圖如圖 所示。電路工作原理是：輸入信號通過 22 腳與 23 腳組成的低通濾波器進行濾波，控制器發出取樣信號通過20腳與 21 腳組成的運放和內部比較，對輸入信號進行采樣、存儲、 A/D 和 D/A 轉換、延時、低通濾波后，經 13腳輸出延時信號。當 9腳為高電平時延時時間由開關控制；當 9腳為低電平時，延時時間由微機控制。 10 腳為低電平時， M65831 芯片處于工作模式；為高電平時，芯片處于睡眠模式，僅消耗 14mA 的電流。 圖 電子混響器實驗電路圖 音調控制電路與音色處理電路設計及分析 音調控制電路 在高保真音響電路的前置級中往往都要加入音調控制電路，這是因為一般的語言和音樂，在重放音時所需的頻率范圍有所不同。語言放音的頻率范圍為 100Hz 10 到幾 KHz；交響樂放音的頻率范圍則大于 40Hz~14KHz，這樣他們對放大電路的頻率響應就要求不同了。再加上放音環境的差異，每個人在聽覺上的習慣和愛好不同，所以在放大器中就需要加入音調控制電路，用它來接實際需要突出或減弱高音區或低音區，以期望改善聽覺效果。 常用的音調控制電路 有兩種：一種是衰減型 RC 音調控制電路，另一種是反饋型音調控制電路。還有一種是將衰減和反饋結合起來的衰減 — 反饋（ NFCR）型音調控制電路，可以稱為是第三種音調控制電路。在本設計中采用的是反饋型音調控制電路。 反饋型音調控制器電路的特點 （ 1）結合反饋型音調控制電路的控制特性曲線， RC 型衰減型音調控制電路的控制特性曲線。通過比較可以知道，前者的轉折頻率點隨著音調的調節而發生移動，但其控制特性曲線的斜率確保每倍頻衰減 6dB，并不受音調調節的影響；后者的控制特性正好與前者相反，在調節音調時，其轉折頻率 保持固定不變，但特性曲線的斜率卻隨之改變。 （ 2）反饋型音調控制電路的構成，如圖 所示，該電路是一個電壓并聯反饋型負反饋電路，放大單元可由晶體管、場效應管和集成運算放大器構成。如果用 BZ 代表反饋系數 B= BZ /