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摘要：为了让高职院校电子类、通信类学生学习、了解音响放大器电路设计原理,探索调试过程,提高电子类技术的建设的发展.文章主要从设计和制造等方面对音响放大器电路进行设计,详细介绍了放大器内部工作元例,并掌握了基本参数测试方法,给学生奠定了坚实的理论基础,展现了职业化教育的特点.

关键词：音响放大器；电路设计；调试初探

中图分类号：TN722 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）20-0027-02

音响放大器经历了较长时间的发展历程,从不成熟音响装置发展到性能完美.随着音响放大器的发展,很多高级大型音响开始发展起来,音响放大器电路开始从微型化向数字化、大众化发展.为了探索音响放大器的发展,必须及时对音响放大器设计和调试等进行分析.

1 设计目标

1.1 设计音响放大器

音响放大器设计要求实现音调输出控制、电子混响延时、对话筒和录音机输出信号扩音和卡拉OK半场等功能.

已知：+Vcc等于9V,输出信号为100 mV的录音机；输出电压为5 mV；一个电子混响延时模块；一只负载电阻RL；一块集成运放LM324；一只4 W/8 Ω的扬声器.

1.2 主要技术指标

输入阻抗为Ri>>20 kΩ；音频控制相应在fL-fH为40 JZ- 10 kHz,负载阻抗为RL等于8 Ω,额定功率是P0MA等于1 W影响控制特性在1 kHz的时候,增益是0 db,100 Hz和10 kHz均有12 db调节范围 L等于 H≥20 db.

2 音响放大器各部分的主要功能和作用

首先设计话筒放大器.一般将话筒输出信号控制在5 mV左右,当输出阻抗达到20 kΩ的时候,依然会出现低输出阻抗话筒,因此可以将话筒放大器作用理解为对声音信号的放大,最高频谱可以达到10 kHz,输出阻抗远大于话筒输出阻抗.其次设计功率放大器.功率放大器的主要作用是放大音响负载扬声器并给其提供一定的输出功率.如果负载很低,输出的功率就越大,输出信号的非线性失真尽量小,效率也就会越大.单电源供电OTL电路和正负双级供电OCL电路是功率放大器的常见电路.集成运放和晶体管均可组成功率放大器,也由专门的集成电路功率放大器.本文设计利用LZ4102音频功率放大器.

3 设计过程

确定出整机电路后,可以根据各级功能和技术指标等要求提高电压增益,计算电路参数.本次设计已经给出了电力混响器电路模块,只需要对混合前置放大器、话筒放大器、功率放大器和音频控制器等进行色剂.由于输入信号5 mV时输出功率是1 W,根据相应公式算的电路系统输出电压是U0等于2.83,中电压增益Au等于U0,U1等于2.38 1000/5等于566.由于实际电路会有损耗,所以量Au4取值600.

3.1 设计功率放大器

功放级增益Au4等于1+RⅠ/RⅡ等于200 Ω.其中,CR表示相位补偿,随着CR的减小,频带增加,可消除高频自激,一般将其取值为十到几百皮法.CC表示OTL电路的输出端电容,可以加工两端充电电压表示为VCC/2.取值在几百微法的电容.CD为反馈电容,消除自激振荡,取值几十皮法.CH为自举电容,可以和R0形成自举电路.让复合管T12、T13的导通电流不会随着电压升高而降低.C43和C44都是消除波纹,取值几十到几百微法.C42表示电源退耦滤波,可消除低频自激.

3.2 设计话筒放大器和混合前置放大器

前置混合放大器和话筒放大器组成的电路,如图1所示.A1是同向放大器,阻抗较高,可以和高阻话筒配合连接并作为话筒放大器Aul等于1+R12/R11.

虽然四运放LM324频带较窄,但是此处放大倍数不高,完全可以满足fH等于10 kHz需求.混合前置放大器电路主要由A2组成,可以将此电路表示为加法器电路,输出电压u02表示为：

从上述分析可知,输出电业有效值为u02超过37.5 mV.话筒放大器输出u01完全符合02需求、录音机输出插孔的信号u12通常为100 mV超过了U02要求,进行卡拉OK歌唱时,可以利用音量控制电位分别对声音和音乐量进行控制.完成上述操作后,依然要反复对电路设计进行调整和修正,参数可以适量变动,最后整合电路图.

4 音响放大器的主要技术指标和测试方法

4.1 额定功率

音响放大器输出失真度比小于某一数值最大功率称之为额定功率,可以将额定功率表示为：

P0等于U02/Rt

其中,Rt为额定负载阻抗；U0表示R1两端最大不失真电压.

进行额定功率测量时,具体条件如下：信号发生器输出频率f1等于1 kHz,输出电压有效值为U1等于20 mV,音调控制器的两个电位器都放置在中间,音量控制电位器放置为最大值.零双踪示波器跟踪感测u1和u0的波形.利用失真度测量仪检测u0的波形失真.

具体测量步骤为：将功率放大器的输出端连接在额定负载电阻的R1,输出端连接u1,不断增加输入电压U1,直到u0波形不出现削波失真,然后测出此种状况下的最大输出电压,同时可由P0等于U02/Rt算出额定功率.需要注意的是,测量最大输出电压时应减少U1.

4.2 输入阻抗

从音响放大器输入端进去的阻抗称之为输入阻抗（Ri）接高阻话筒时必须让其大于20 kΩ；接电唱机时Ri应大于500 kΩ,Ri测量和输入阻抗测量一致.

4.3 输入灵敏度

音响放大器输出额定功率时需要的输入电压未输入灵敏度,表示为US.测量条件和额定功率测量方法相同.首先不断增加Ui直到其达到额定功率相对应的电压值,将此时产生的Ui值表示为灵敏度.

4.4 整体效率

η等于（P0/PV）×100%

其中,P0表示出额定功率；PV表示输出额定功率时耗费的电源功率.

5 电路调试技术

可以将分级调试互粉为静态调试和动态测试.可以使用万能表测试输出端产生的直流电压.运放主要由话筒级、混合级、音调级构成,可以将静态电流表示为VCC/2,功放级也是VCC/2,而且输出电容CC两端产生的充电电源都是VCC/2.动态测试表示输入端接收到的规定信号,其各项性能的指标都可以利用示波器侧吹的波形变化分析.如果测量发现和题目要求存在较大偏差,进行电路检查.由于集成运放内部电路已经确定,所以偏差原因主要是外部元件参数产生的影响.

6 整机功能试听

①使用8Ω/4Ω的扬声器替代负载电阻Rt,进行以下试听：

话筒扩音：将低阻话筒接入放大器输入端后,保证扬声器方向和话筒方向相反,否则扬声器输出声音经过话筒传输后,就会产生刺耳的鸣叫声.扬声器讲话声音必须清晰,同时适当调整时钟频率,改变混响应延时时间.

②音乐欣赏：接入混合前置放大器,同时对音调控制级别产生的高低音调电位器急性控制,保证扬声器出音调会发生明显变化.

③卡拉OK伴唱：将录音机输出卡拉O磁带歌曲,跟随音乐歌唱,适当控制话筒放大器,调节歌唱声音和音乐声音之间的比例,改善唱歌声音.

7 结语

本文主要对音响放大器电路设计和调试进行分析,首先介绍了实验目标,对实验各项已知条件和设备参数进行分析,并分析了音响放大器的部件的作用,然后详细分析了设计过程,最后进行了调试和测试.希望本文的分析可以给相关研究人员提供参考.

参考文献：

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[2] 郭丽颖.音响放大器电路的设计及调试[J].甘肃科技纵横,2010,（3）.

[3] 刘建英.音响放大器电路设计和调试[J].科技致富向导,2014,（9）.

[4] 张翔,陈澄.基于NE5532和TDA2030集成电路的音响放大器[J].电子制作,2014,（7）.