第一章绪论近几年来，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处的位置越来越重要，它不仅是电子信息类专业的一个重要部分，而且在其他类专业工程中也是不可缺少的。

放大器电路做为子系统的应用，发展更是迅速，已成为新一代电子设备不可缺少的核心部件，其现实生活中的运用也是非常普遍和广泛。

在音响放大器的设计过程中，控制其电路的核心部分是几个放大器的设计，其主要包括：话音放大器，混合前置放大器，音调控制器，功率放大器等。

电子技术的发展促使话音放大器被广泛应用到一系列放音设备中，混合前置放大器也成为数字电子电路设计和制作过程中不可缺少的部分，例如在信号放大器的设计和无线电遥控电路的设计过程中该部件都是不可缺少的，功率放大器更是设计电子电路的核心。

功率放大器的运用使电子产品的成本大大减少，并且有设计简单，易于操作，可靠性好的优点。

对音响放大器设计的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。

本次设计分为四个主要步骤：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。

三，在万能板或在面包板上根据设计电路原理进行元器件的电路安装和精细的调试。

四，在安装好的电路板上进行输出功率的测试。

在此次课程设计的编写过程中得到了龙老师和许多实验室老师的大力支持和指导，在此表示感谢。

另外，由于时间仓促和本组成员能力有限，设计中难免出现缺点和不足之处，还敬请各位老师批评和指正。

2011年6月第二章理论分析2.1音箱放大器基本原理音响放大器的作用是对于微弱信号进行电压放大和功率放大，推动负载工作，同时需要对音调和音量的调节。

音响放大器由话筒、话音放大器、电子混响器、混合前置放大器、音调控制器、功率放大器这几个部分组成。

其中话音放大器是不失真的放大话筒输出的声音信号，电子混响器是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使人听起来具有一定的深度感和立体空间感，混合前置放大器是将话筒传输的声音信号与放音机输出的音乐信号相混合并放大，音调控制器是控制和调节音响放大器的幅频特性，功率放大器是给音响放大器的负载提供一定的输出功率。

这几部分之间的联系如图2-1所示。

图2-1音响放大器分为四个部分，有两个组共同完成，我们组负责话音放大器和混合前置放大器设计。

第三章设计过程及方案3.1、设计方案选择话音放大器和混合放大器设计框图图3-1方案一：采用LM324通用四运算放大器，双列直插8脚封装，内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。

它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。

两个信号输入端中Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

供电电源电压3到32V,工作电压15V，差分电压+32V 输入电压20V允许功耗600mW。

方案二：采用uA741运算放大器设计电路，uA741通用高增益运算通用放大器，早些年最常用的运放之一，应用非常广泛，为双列直插8脚或圆筒8脚封装。

工作电压±22V，差分电压±30V，输入电压±18V，允许功耗500mW。

方案选取：两者都满足设计要求，uA741是通用单运放放大器，性能好，满足一般需求，但价格贵。

LM324四运放大器具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用。

LM324芯片满足要求,成本更低，芯片引脚具有对称结构，设计的线路更简单，便于检查。

可不换芯片的情况下更换运放。

故选用方案一。

3.2、话音放大器的设计图3-2话音放大级增益为8.5与20K话筒配接作为话音放大器电路，其交流放大倍数由式（3-1）A v1=1+ R12/ R11=8.5（18.5dB）高阻话筒要求输入内阻很大，采用同相放大电路R12取标称值为75KΩ，R11标称值为10KΩ，电阻R13、R14作用是分流和提供直流偏置电压，R13、R14取标称值为10KΩ电容C11、C13作用是去直流，C11去标称值为10uF，C13取标称值为1uF，电容C12在电路中起耦合作用，C12取标称值为10uF。

考虑到电路接线出错直流电压被放大电压为38.5V, C12两端电压达到38.5V, 电容C12采用耐压值为50V，C11、C13两端的电压为4.5V，耐压值16V和50V均满足要求，C11采用耐压值为16V,C13采用耐压值为50V。

3.3、混合前置放大器的设计图3-3混合前置放大器的电路由运放组成，是一个反相加法器电路，话放级的输出作为混放级的输入，录音机的输入为Vi2,由式（3-2）得输出电压Vo2的表达式为： V o2=-[(R 22/ R 21) V o1 +(R 22/ R 23) V i2]第一级为第二级提供输入信号Vo1=42mV ，混合前置放大倍数为3，可以达到输出125mV 的设计要求。

输入信号为100mV ，信号只录音机接口输入放大倍数为1，录音机输入信号为100mV ，不放大可以达到驱动下级正常工作的要求。

取R 23=R 22=30K Ω，R 21=10 K Ω。

电阻R 23、R 24作用是分流和提供直流偏置电压，R 23、R 24取标称值为10K Ω。

C 21、C 22、C 24在电路中起耦合作用，C 23在电路中起去直流作用。

、C 21、C 22、C 23、C 24 都取标称值为10uF ，如果线路接错，是直流也被放大，直流电压达到13.5V ，C 21、C 23电容取耐压值为16V 。

C 22、C 24电容取耐压值为50V 。

3.4、仿真测试3.4.1话音放大器EWB仿真图3-4 话音放大器仿真电路图3-5 话音放大器仿真波形高的波形为A通道输入波形，低的为B通道为输出波形。

输入信号为5mV，毫伏表数值42.5mV从示波器波形的输入、输出信号同相。

增益A v1= V o1/Vi1=8.53.4.2、混合放大级ＥＷＢ仿真图3-6 混放级仿真电路图3-7 混放级仿真波形高的为A通道为混放级输出信号，低的为B通道为混放级输信号，输入信号为42mV，毫伏表数值126mV从示波器波形的输入、输出信号反相。

增益Av1= Vo2/输入信号为5mV，毫伏表数值42.5mV增益 |Av2| =| Vo1/Vi1|=33.4.3、两级放大EWB仿真图3-8 两级仿真电路图5-6 两级仿真波形低的是A通道,高的是B通道输入信号为5mV，调节电位器RP11使毫伏表的示数125mV,即输出值125mV，示波器的波形得出输入和输出波形反相。

|Av3| =| Vi1/Vo2|=253.4.4、元件清单表3-1元件清单名称规格数量集成运放LM3242个电阻75KΩ30kΩ10kΩ1个2个6个电容1uF/50V10uF/50V 1个6个电位器10KΩ2个电源＋9V 1路话筒20KΩ1个第4章技术指标及测试方法4.1、话音放大级的测试在话筒端输入正弦信号，用交流毫伏表测量是输入为频率为100Hz有效这值5mV，在话音放大器输出端用交流毫伏表测输出电压，用毫伏表测量的数据更精准。

再把输入端和输出端接示波器通道1和通道2，观察输入输出的波形。

求出话音放大器的放大倍数。

4.2、混合放大级的测试你在混合放大器的输入端输入42mV 100Hz的正弦信号，录音机输入端不输入信号，混合放大器输出端用交流毫伏表测输出电压。

再把输入端和输出端接示波器通道1和通道2，观察输入输出的波形。

综合测试仅在话筒端输入输入5mV正弦电压，在混合放大器的输出端用交流毫伏表测量输出电压，调节RP1使混合放大器输出端的电压满足125mV，再把输入端和输出端接示波器通道1和通道2，观察输入输出的波形。

求出混合放大器的放大倍数。

在录音机输入端100mV，测量输出端的电压。

对话筒说话，使之产生电信号。

观察输入端和输出端的波形。

第5章安装与调试5.1、芯片介绍LM324为四运算放大器。

与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。

该四放大器可以工作在低到3. 0伏或者高到32伏的电源下。

共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。

每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。

两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

5.2、安装音响放大器是一个小型电路系统，安装前要对整机线路进行合理布局，一般按照电路的顺序一级一级地布线，功放级应远离输入级，每一级的地线尽量接在一起，连线尽可能短，否则很容易产生自激。

安装前应检查元器件的质量，安装时特别要注意功放块、运算放大器、电解电容等主要器件的引脚和极性，不能接错。

从输入级开始向后级安装，也可以从功放级开始向前逐级安装。

安装一级调试一级，安装两级要进行级联调试，直到整机安装与调试完成。

安装完成后，根据电路图进行检查，及时排除存在问题及故障。

5.3、调试实践表明，一个电子装置，即使按照设计的电路参数进行安装往往也难于达到预期效果。

这是因为人们在设计时，不可能周全地考虑各种复杂的客观问题，必须通过安装后的测试和调整，来发现和纠正设计方案的不足。

然后采取措施加以改进，使装置达到预定的技术指标。

因此调整电子电路的技能对从事电子技术及有关领域工作的人员来说，是不应缺少的。

调试的常用仪器有：万用表、示波器、信号发生器。

在电子元器件安装完毕后，通常不宜急于通电，要形成这种习惯，先要仔细检查。

其检查内容包括：检查连线是否正确按照实际线路来对照原理图电路进行查线。

这是一种以元件为中心进行查线的方法。

把每个元件引脚的连线一次查清，检查每个去处在电路图上是否存在，这种方法不但可以查出错线和少线，还容易查出多线。

检查元器件的安装情况检查元器件引脚之间有无短路和接触不良，尤其是电源和地脚，要把所有的接地点连在一起，与电源的负极相连。

5.3.1、静态调试把经过准确测量的电源接入电路。

观察有无异常现象，包括有无元件发热，甚至冒烟有异味电源是否有短路现象等；如有此现象，应立即断电源，待排除故障后才能通电。

静态调试时，将信号输入端对地短路，接入直流电源，用万用表测该级输出端对地的直流电压。

话放级、混合级都是由运算放大器组成的，11管脚直流电压均为9V，每个输入端和输出端都有电容，同相端和反相端管脚电压为4.5V。