第二节 预应力锚索施工实验报告课程名称：电路与电子技术实验Ⅱ 指导老师：张德华 成绩：__________________ 实验名称：扩音机电路的综合测试 实验类型：模拟电路实验一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的和要求1.熟悉集成功放的基本特点；2.了解放大电路的频率特性及音调控制原理；3.学习扩音机电路的测试方法，测试各项指标及电路的音调控制特性；4.学习手工焊接和电路布局、布线、组装方法；5.提高电子电路的综合调试能力。

二、实验内容和原理 实验内容：1.测量各级电路的静态工作点；2.测试前置级、音调控制级、功率放大级的电压增益和整机增益；3.测量各项指标：⑴最大不失真输出电压V omax ； ⑵输入灵敏度V imax ； ⑶最大输出功率P o ； 4.整机电路的频率响应； 5.整机高低音控制特性； 6.噪声电压V N ； 7.听音实验。

实验原理：1.整机电路原理图：专业：自动化（电气） 姓名：冷嘉昱 学号：3140100926 日期：2016.5.11&5.18 地点：东三211桌号F-2装 订 线2.前置级电路：由A 1组成的前置放大电路是一个同相输入比例放大器，电路的闭环特性如下： 理想闭环电压增益：输入电阻R if = R 1，输出电阻R of = 0扩音机电路的增益是很高的，而扩音机的噪声主要取决于前置放大器的性能。

为了减小前置级放大器的噪声，第一级要选用低噪声的运放。

另外，如输入线的屏蔽情况，地线的安装等等都对噪声有很大影响。

3.音调控制级电路：常用的音调控制电路有三种形式，一是衰减式RC 音调控制电路，其调节范围宽，但容易产生失真；另一种是反馈型音调控制电路，其调节范围小一些，但失真小；第三种是混合式音调控制电路，其电路复杂，多用于高级收录机。

为使电路简单而失真又小，本音调控制电路中采用了由阻容网络组成的RC 型负反馈音调控制电路。

它是通过不同的负反馈网络和输入网络造成放大器闭环放大倍数随信号频率不同而改变，从而达到音调控制的目的。

装 订 线4.功率输出级电路：TDA2030A功率集成电路的内部电路包含由恒流源差动放大电路构成的输入级、中间电压放大级，复合互补对称式OCL电路构成的输出级；启动和偏置电路以及短路、过热保护电路等。

TDA2030A的电源电压为±6V~±22V，静态电流为50mA（典型值）；1脚的输入阻抗为5MΩ（典型值），当电压增益为26dB、R L=4Ω时，输出功率P o=15W。

频带宽为100kHz。

电源为±14V、负载电阻为4Ω时，输出功率达18W。

为了提高电路稳定性，减小输出波形失真，功放级通过R10，R9，C9引入了深度交直流电压串联负反馈。

由于接入C9，直流反馈系数F≈1。

对于交流信号而言，因为C9足够大，在通频带内可视为短路，因而该电路的电压增益由电阻R9、R10决定。

电容C15、C16用作电源滤波。

D1和D2为保护二极管。

R11、C10为输出端校正网络以补偿电感性负载，避免自激和过电压。

5.扩音机电路的一些主要技术指标：⑴额定输出功率P o在满足规定的失真系数和整机频率特性指标以内，功率放大器所输出的最大功率：U o亦称额定输出电压；⑵静态功耗P Q指放大器处于静态情况下所消耗的电源功率；⑶效率放大器在达到额定输出功率时，输出功率P o对电源功率P E的百分比，用η表示：⑷频率响应（频带宽度）在输入信号不变的情况下，输出幅度随频率的变化下降至中频时输出幅度的0.707倍时所对应的频率范围；⑸音调控制范围为了改善放大器的频率响应，常对高、低频增益进行控制，如提升或衰减若干分贝，而对中频增益不产生影响。

若未控制的输出幅度为U o，而控制后的输出幅度为U o1，则音调控制范围为装订线⑹非线性失真γ在规定的频带内和额定输出功率状态下，输出信号中谐波电压有效值的总和与基波电压有效值之比：式中：U1为输出电压基波分量有效值；U2、U3…U n分别为二次、三次…n次谐波分量有效值。

γ可由失真度测量仪测得；⑺噪声电压V N扩音机输入信号为零时，在输出端负载上测得的电压有效值为噪声电压V N，噪声电压是扩音机机内各种噪声经放大后的总和；⑻输入灵敏度U imax保证扩音机在额定的输出功率时所需的输入信号。

三、主要仪器设备1.TDS1002C-EDU型数字示波器；2.DG1022U信号发生器；3.万用表；4.直流稳压电源；5.扩音机电路焊装组件。

四、操作方法和实验步骤1.测量各级电路的静态工作点：将电路三级拆开，分别上电测试运放各引脚电压值，注意万用表绝不可同时触碰到多个引脚，否则将造成运放短路，损坏器件。

2.测试前置级、音调控制级、功率放大级的电压增益和整机增益：在下列条件下测试：⑴音量电位器RP3置于最大位置；⑵音调控制电位器置中心位置；⑶扩音机的输出在额定输出功率以内，并保证输出波形不产生失真；⑷输入信号频率为1KHz的正弦波。

3.测量各项指标：⑴最大不失真输出电压V omax(或V opp)；⑵输入灵敏度V imax；⑶最大输出功率P o；在测这三项内容时，可一次测得相关数据，经计算后得出各指标。

具体做法是在输出端加接额定负载（8Ω功率电阻），逐渐增大输入信号，用示波器同时观察输入、输出信号，当输出波形刚好不出现失真时，用交流毫伏表（改用示波器）测出输入RMS和输出电压。

此时的输入电压就是最大输入灵敏度V imax（V imax< 100mV）；输出电压就是最大不失真输出电压V omax。

同时可得最大输出功率：装订线4.整机电路的频率响应：在高低音不提升、不衰减时（即将音调电位器R P1和R P2放在中心位置），保持输入信号幅度不变，并且改变输入信号V i 的频率。

随着频率的改变，测出当输出电压下降到中频（f =1kHz ）输出电压V o 的0.707倍时，所对应的频率f L 和f H 。

一般要求频带不小于50Hz ～20kHz 。

5.整机高低音控制特性：先将R P1、R P2电位器旋至中间位置，减小输入信号幅度（f=1kHz ），使输出电压为最大输出电压的10％左右。

并保持V i 不变，测出V o ，算出中频（f=1kHz ）时的A V ；⑴f =100Hz 时的音调控制特性使电位器R P1旋至二个极端位置A 和B ，依次测出A VA 和A VB （即测出V OA 和V OB ）,并由此计算出V OA /V OB ；⑵f =10kHz 时的音调控制特性使电位器R P2旋至二个极端位置C 和D ，依次测出A VC 和A VD （即测出V OC 和V OD ）,并由此计算出V OC /V OD 。

6.噪声电压V N ：除去输入信号并且将扩音机电路输入端对地短路，此时测得的输出电压有效值即为V N 。

7.听音实验：将信号送入扩音机电路，逐一改变音调电位器R P1和R P2，试听喇叭发音情况。

五、实验数据记录和处理1.测量各级电路的静态工作点：引脚μA741A 1A 27 +14.91V +14.91V 4 -14.91V -14.91V 2 0 0 3 0 0 60 0引脚 TDA2030 5 +14.39V 3 -14.39V2 0 1 0 4A 1仿真电路图：装 订 线A1仿真结果：A2仿真电路图：A2仿真结果：A3仿真电路图：A3仿真结果：装订线2.测试前置级、音调控制级、功率放大级的电压增益和整机增益：前置级音调控制级功率放大级整机V i1 100mV V i2 30mV V i3 100mV V i 100mV V o1 624mV V o2 17.0V V o3 3.46V V o 16.8V A V16.24A V2566.7A V334.6A V168左图为前置级输出电压，右图为音调控制级输出电压；左图为功率放大级输出电压，右图为整机输出电压；前置级仿真波形：装 订 线数据测量：音调控制级仿真波形：数据测量：功率放大级仿真波形：装订线数据测量：整机仿真电路图：整机仿真波形：数据测量：装订线3.测量各项指标：⑴最大不失真输出电压V omax(或V opp)；⑵输入灵敏度V imax；⑴最大不失真输出电压V omax装仿真波形：订线数据测量：⑵输入灵敏度V imax此时输入电压为50.5mV。

4.整机电路的频率响应：1kHz参考波形。

左图为f L=47.9765Hz，右图为f H=20kHz。

仿真波形：数据测量：装订线5.整机高低音控制特性：⑴f=100Hz时的音调控制特性使电位器R P1旋至二个极端位置A和B，依次测出A VA和A VB（即测出V OA和V OB）,并由此计算出V OA/V OB；V OA/V OB=10；仿真波形：数据测量：⑵f=10kHz时的音调控制特性使电位器R P2旋至二个极端位置C和D，依次测出A VC和A VD（即测出V OC和V OD）,并由此计算出V OC/V OD；装订线V OC/V OD=16.095。

仿真波形：数据测量：因波形陷入自激振荡，经调试无法解决，故无法测量数据。

6.噪声电压V N：V N=39.2mV。

仿真波形：装订线数据测量：六、实验结果与分析1.测量各级电路的静态工作点：引脚μA741A 1A 2实测值仿真值 实测值 仿真值 7+14.91V +14.1840V +14.91V +14.1840V 4 -14.91V -14.1840V-14.91V -14.1840V2 0 0 0 03 0 0 0 0 6-0.0078V引脚TDA2030实测值仿真值 5 +14.39V +15.00V 3 -14.39V -15.00V 2 0 0 1 0 0 4-0.0027V2.测试前置级、音调控制级、功率放大级的电压增益和整机增益：A V实测值 仿真值 前置级 6.24 5.296 音调控制级 566.7 0.999 功率放大级 34.6 32.693 整机168200.1003.测量各项指标：⑴最大不失真输出电压V omax (或V opp )； 实测值8.29V ；仿真值9.96V 。

⑵输入灵敏度V imax ；实测值50.5mV ；仿真值50mV 。

⑶最大输出功率P o ；实测值8.59W ；仿真值12.4002W 。

4.整机电路的频率响应：实测通频带为47.9765Hz~20kHz ；仿真通频带为10Hz~23.933kHz 。

装 订 线5.整机高低音控制特性：实测值仿真值V OA/V OB1017.88V OC/V OD16.095N/A6.噪声电压V N：实测值为39.2mV；仿真值为2.6925mV。