多级放大电路的输入级与音调控制电路的
设计报告
一、 总体方案设计与设计要求
1、设计任务
放大倍数10>U A ,mv U i 50<，输入电阻Ω>k R i 500； 频率范围Hz f L 20=，kHz f H 20=； 音调控制范围 低音dB Hz 12100± 高音dB kHz 1210±
音调控制信号源内阻Ω<k R i 1
2、设计要求
1) 根据设计要求进行设计，确定电路形式，估算元件参数并选择元件。
2) 进行指标参数的核算，根据设计的电路利用理论公式，核算有关指标能否达
到设计要求。
3、总体方案的设计与论证（电路的选择）
由于输入的电阻很高，输入级第一级采用由场效应管组成的共源放大电路。
为了保证音调控制电路有较好的效果，给音调控制电路以较小的信号源内阻，第二级采用射极跟随器电路。
虽然要求音调调节范围不大，但为了信号无衰减、失真小，海华丝采用反馈式音调控制电路，音调调节的放大级采用通用型组件F007。
为了使用统一的电源，并给输入级更波小的文波，电路中加入有源滤波电路，整机电路的形式如下图
整机电路的形式 （原理图）
二、 单元电路的设计与选择
（一）、输入级的计算
因为整个电路的放大倍倍数靠第一级，为了保证总增益，设121=um A 。
选V 1为3DJ6实测参数
mA I DSS 2= ()V U off GS 5.1-=
V mA g m /1=
转移特性见图
为了减小噪声系数输入级静态工作点选
V U GS 1-=即V U S 1=
则()mA U U I I off GS GS DSS DQ
22.012
=⎪
⎪⎭⎫ ⎝
⎛-= Ω==
+k I U R R DQ
S
5.432 取V U DS 5.4=
则V U U U S DS D 5.5=+=
因输入级的电源有运放经有源滤波器滤波后提供，设有源滤波电路的降压5V ，则漏极电压V V DD 10=,故
Ω=-=
k I U V R DQ
D
DD 204 因为第二级为射极输出器，输入电阻很高，则第一级放大倍数由漏极电阻4
R
与电源电阻3R 决定。
则Ω==
k A R R um 6.11
4
3 Ω=-=k R 9.26.15.42 取Ωk 3
因为1R R i =，为保证Ω≥k R i 500，取Ω=M R 11. 根据式 则
F R f C L μπ08.0210
1
1==
取F μ1
F R f R g C L m μπ11212
2
2=+=
取F μ33
F R f C i L μπ08.0210
2
3≈=
取F μ1,2i R 按Ωk 100估算
(二)、计算射极跟随器
选取V 2为高频小功率管3DG6A ，取70=β。
因整个输入级放大倍数10≥u A ，且mV U i 50<,则
12um om A U = V U i 7.02=
因下一级为音频控制电路负载较小，L R 按Ωk 10计算，则
mA R U I L
om O 07.02
2==
取mA I I om CQ 14.02==
V U CEQ 5=
则Ω≈=
k I R CQ
3657取标准值Ωk 39
取A I I BQ R μ2066== 则Ω=+=
k I U U R R BE
E 2856
5
Ω=-=
k I U V R R B
CC 2156
6 依据式
β
++=1//2
'76be S r R R R
其中Ω≈=k R R R R S 2.17////654'
()
Ω=++=k r be 5.1314
.026
.0130022β 则Ω≈432O R 满足总放大倍数的要求。
（三）、音频控制电路的设计
选用组件的电源电压为±15V 。
调零电位器Ωk 10。
a) 转折率的计算
因通带要求kHz Hz 2020-，故设Hz f L 201=，kHz f H 201=。
因为已知Hz f X L 100=时提升、衰减±12dB ，kHz f X L 10=时提升、衰减±12dB ，则
Hz f f x L L 400612
22=•= kHz f f X
H H 5.26
12
2/1==
b) 元件参数计算
选用线性电位器Ω==k R R W W 33021
F f R C L W μπ024.0211
25==
取F C C μ022.065==
Ω=-=
k f f R R L L W 3.171
1
210取Ω===k R R R 181098
Ω=-=
k f f R R H H a 71.71
1
211取Ω=k R 5.711
pF R f C H 10612111
72==
π取pF C 10007=
取F C μ104= c) 音量控制电路 取Ω=k R W 103 F C μ1010=
d) 音调控制电路设计校核 i. 转折频率
Hz C R f w L 2221
6
21≈=
π
Hz C R R R R f w w L 8.42326
10210
22=+=
π
()kHz C R R f H 58.2321
7
8111=+=
π
kHz C R f H 2.2121
7
112==
π
ii. 提升量
当1L ωω<<时得低频的最大提升uB A 和最大衰减uC A 为
3.193
10
2=+=
R R R A W uB （25.7dB ） 0517.02
108
=+=
w uC R R R A （—25.7dB ）
当2H ωω>>其高频最大提升uT A 和高频最大衰减uTC A 为
2.8311
8
11=+=
R R R A uT (18.2dB) 12195.038
1111
=+=
R R R A uTC (—18.2dB)
由于W R 用得较大，计算出来的最大提升量和衰减量都超过了设计要求。
（四）有源滤波器的电路设计
把图中的V 3、12R 、8C 、9C 单独画出，如图所示。
此有源滤波电路串联在多级放大器的电源电路，它课减少由于电源内阻的存在使电源不稳定对输入级的影响。
由于滤波电路接在基极而不接在主电流电路集电极或发射极，而基极电流比主电路电流小()β+1倍，所以基极电阻12R 可以用得很大，即滤波电路的时间常
数可以很大，使基极对地的文波电压很小，发射极只比基极差0.7V 而具有相同的文波，这样电压E U 的稳定性比C U 的稳定性将大大提高。
从另一个角度，因电容的容抗从基极折合到发射极要减小()β+1倍，也就是说，同一电容放在基极，其滤波效果将比放在发射极增加()β+1倍。
（五）元件估算
由电路知，流经有源电路滤波器的电流只有流经3DJ6的0.22mA 和射极输出器发射极电流0.14mA ，加上偏置电路电流才有0.38mA ，管子两端的正常压降5V ，截止时才15V ，故选小功率管3DJ6就够了，取50=β。
()
Ω=+--=
k I V V R E EE CC 5771/7
.012β取Ωk 560
取F C μ479=，它相当于把2397F μ的电容接在发射极上的作用。
为了克服大电解电容的电感效应，常在大电解电容旁并联一小电容，一般取值在
F μ01.0左右，取F C μ01.09=。
三、 总体电路的仿真电路设计与调试安装
输入级及音调控制电路的安装与调试 在印刷电路板或铆钉板上进行安装，安装完毕经检验确实无误后方可接通电源进行调试。
(一) 静态工作点与零输入零输出的测试 反复调节2R 、6R 、12R 使输入级电源电压为10V 静态工作点为设计值。
当运放反相输入端接地时，输出应为零，若输出不为零应调节电位器4w R 使输出为零。
(二)
放大倍数的测试
1w R 、2w R 放在中间位置，3w R 置最大，接mV kHz 501的输入信号测量输出o U ，看
能否有大于mV 500的不失真波形，若放大倍数不够时，课调整第一级的3R 使之满足放大倍数，若输出波形有失真应从第二级开始调整两级的静态工作点使失真消除。
(三) 测试频率特性与音调控制特性 a ）1w R 、2w R 置中间位置，3w R 置最大，测出上限频率与下限频率，看是否满足
Hz f L 20<、kHz f H 20>的要求。
b ）2w R 、1w R 置A 、C 端点，改变信号源频率并保持信号输出幅度不变，测出高
低音的提升特性。
c ）2w R 、1w R 置B 、D 端，测出高低音的衰减特性。
四、 PCB 制版介绍。