目录。一、设计任务与要求3
二、方案设计与论证3
1、设计方案4
2、论证方法4
三、单元电路设计与参数计算5
1、话音放大器5
四、**过程与**结果9
五、总原理图及元器件清单8
六、安装与调试15
七、性能测试与分析17
八、结论与心得18
九、参考文献19
十、附录20
音频放大器的设计与制作。
一、设计任务与要求。
1、额定功率p0≥1w;负载阻抗rl=8;截止频率fl=40hz,fh=10khz;音调控制器特性为，1khz处的增益为0db， 100hz和10khz处有±12db的调节范围；话放级输入灵敏度为5mv；输入阻抗ri》20k。
2、设计要求。
1）设计话音放大与混合前置放大器、音调控制级、功率放大级；
2）选定元器件和参数，并设计好电路原理图；
3）在万能板或面包板上进行电路安装调测；
4）测试输出功率；
5）测试输入阻抗；
6）撰写设计报告。
2、方案设计与论证。
本设计要求实现话音放大、音调控制、音量控制及功率放大等功能。因此，运用话音放大器、音调控制电路和集成功放来实现这些功能是比较合理的选择。
方案一 ：采用锁环频率相合成技术外加音响放大器。
采用锁相环频率合成技术，先用锁相环频率合成产生一定范围的频率，在通过传感器把接收到的频率信号转化音频信号。在通过低通滤波器把频率控制在音频所需要的频率范围。它的优点就是工作频率可调也可以达到很高的频率分辨率；缺点是要求使用的滤波器通带可变，实现很困难。
图：锁环频率相合成技术框图。
方案二：采用直接数字式频率合成器dds技术外加音响放大器。
采用直接数字式频率合成器(dds)，是用ram存储所需波形的量化信息，按照不同频率要求以频率控制字k为步进对相位增量进行累加，以累加相位值作为地址码读取存放在内存里。
dds具有相对带宽很宽、频率转换时间极短、频率分辨率高等优点；另外，全数字化结构便于集成，输出相位连续，频率、相位和幅度也可实现程控。
但在方案中需要一块fpga,一块双口ram,那么设计的成本较高。同时电路也不好**。实现起来也比较困难。
方案三：采用直接给定的音频信号外加音响放大器。
采用直接所定的音频信号，是由***现代音频信号设备，直接给音响放大器。此电路简单，其优点是：在音频信号具有直接给定的音频频率，在频率方面没有失真效果，而且具有混响器的效果。
图：音响放大器的基本组成框图。
通过对方案的比较和选择，选择第三个方案有三个原因：首先这个方案它设计简单可靠，软硬可相互补充各自的缺点。同时音响效果也比较好。
音响放大电路设计由三部分组成：混合前置放大模块，音调输出控制模块，功率放大模块。混合前置放大模块作用是将磁带放音机输出的**信号混合放大。
其次本方案能很好的进行模拟**能够完成计算机调试的过程，；第三本方案也是本组讨论觉得最合适的方案，便宜且方便。
3、单元电路设计与参数计算。
1、话音放大器。
话音放大器的主要作用是将话筒输入的信号不失真的放大，由于话筒的输出信号一般只有5mv，而输出阻抗达到20k，所以其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。其中放大倍数为a=r2/r1. c1、 c2、c3 隔直电容。
实质就是一个反向加法电路。利用： （其中v1、v2 话筒经放大器的电压和录音机的输入电压。v0前置放大级的输出电压)。混合前置放大电路见图。
图：混合前置放大电路。
音调控制器是对低音和高音的增益进行提升和衰减，中音频的增益保持不变。其电路可以用低通滤波器和高通滤波器构成通过调节低通和高通的电阻r达到调节增益的目的。
图： 音调控制器幅频特性。
音调控制器的主要作用是控制、调节音响放大器的幅频特性，f0=1khz为中心频率要求增益为0db。音调控制器电路见图。
图：音调控制器。
其中c1 =c2 ≥c3 在中低频c3可以看作为开路作为低通滤波电路。在中高频电路中c1和c2可以看作为短路作为高通滤波电路。
1)当f当rp1的滑臂滑到最左端时对应低频提升最大情况是一个低通滤波电路增益表达式为：
其中 当f**l=(rp1+r2)/r1
当f=fl1时因为fl2=10fl1 利用电路的电压增益公式（1）可以求出。
电压增益刚好是下降了3db。
当f=fl2时通过公式（1）同理可得电压相对于17db （2）当f﹥f0时
利用虚短虚断可以得到电压传递函数。
其中。当 f＜fh1时，c3视为开路电压增益ａv0＝ra/rb＝１
当 f＝fh1时，将数据代入公式（2）得。
可以知道对应提升了3db
当f＝fh2时，同低通时一样提升17db
当f 当f>f h2时，c3视为短路，此时电压增益为**h=（ra+r3）/r3
综上只要调节rp1和rp2就可以控制音调。
功率放大器的作用是给音响放大器的负载（扬声器）提供一定。
图： la4102集成功放的内部电路。
的输出功率，当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。这里我们采用la4102专用集成音频功放。
图：功率放大器电路。
功率放大器的作用是给音响放大器的负载rf提供一定的输出功率 ，本次实验采用la4102功率放大器。集成功放la4102是一个单电源（+9v）供电音频功放，通过改变6脚的反馈电阻来改变增益大小。
cb为相位补偿电容。cb减小，带宽增加，可消除高频自激。
cc为otl电路的输出端电容，起隔直流通交流的作用。
cd为反馈电容，消除自激振荡，cd一般取几百皮法。
c43、c44用来滤除纹波。
c42为电源退耦滤波，可消除低频自激。
四、**过程与**结果(**软件multisim9.0)
1、话音放大器部分**。
1）**原理图。
图8 话音放大器。
2）**分析。
输入为正弦信号：频率f=1khz ； 幅值vp=5mv
其中上面的波形为信号源波形，下面的波形为输出波形。
图9 示波器显示的波形。
3）动态指标**的测试。
在电路的输入端输入信号频率为1khz的正弦波，调整输入信号的幅度，使输出电压vo不失真。
图：语音放大器的频率上下限测试。
2、音调控制器部分**。
1）**原理图。
图10 音调控制器。
2）**分析。
输入为正弦信号：频率f=1khz
幅值vp=50mv
其中上面的波形为信号源波形，下面的波形为输出波形。
图11 示波器显示的波形。
3）低音衰减与提升：
将高音提升与衰减电位器pr2滑动端调到居中位置（即可变电阻器pr1的百分比为50%），低音提升和衰减电位器pr1滑头调到最左边（低音提升最大位置，即可变电阻器pr1的百分比为100%）.
图： 音调控制器 （低音提升最大位置）频率响应曲线。
图：音调控制器 （低音衰减最大位置）频率响应曲线。
4）高音提升和衰减。
将低音提升与衰减电位器pr1滑动端调到居中位置（即可变电阻器pr1的百分比为50%），高音提升和衰减电位器pr2滑头调到最左边（低音提升最大位置，即可变电阻器pr2的百分比为100%）.
图：音调控制器 （高音提升最大位置）频率响应曲线。
图：音调控制器 （高音衰减最大位置）频率响应曲线。
3、话音放大器和音调控制器电路**。
1）**原理图。
图12 话音放大器和音调控制器。
2）**分析。
输入为正弦信号：频率f=1khz
幅值vp=5mv
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