音响放大器的设计
一．课程设计内容
设计一个具有话筒扩音，音调控制，音量控制，电子混响，卡拉OK伴唱等功能的音响放大器
主要技术指标
（1） 额定功率Po≥1W(γ<3%)
（2） 负载阻抗RL=8Ω
（3） 频率响应fL=50Hz，fH=20KHz。
（4） 输入阻抗Ri＞＞20kΩ。
（5） 音调控制特性1kHz处增益为0dB、125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围，AVL=AVH≥20dB。
给定条件
（1）电源电压VCC=+9V。
（2）话筒输出信号电压为5mV。
（3）录音机的输出信号电压为100mV。
一、方案论证：
1.放大电路设计
采用LM324通用四运算放大器， 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,价格低廉等优点，本设计放大倍数不高，LM324能达到fh=20KHz的频响要求，故选用LM324四运放大器。
2.音频放大电路设计
采用LA4422的BTL连接方式，该种方式充分利用了直流电源，使系统效率提高。而且在理想情况下，其输出是OTL输出的两倍，可提供足够大的输出功率。
整机框图设计
|
图1.11 音响放大器组成框图
二、各部分电路设计与制作
l 放大器输出电压为：
l 最小的话筒输入信号的总电压增益为：
，为留一定的余量，确定整机中频增益为600，折合56dB。
l 在中频段，音调控制器的增益一般为1，但考虑到实际情况可能有损耗，设为0.8倍（即-2dB）
故可粗略绘出增益分配图：
图1.12总体增益分配图
(1)话筒放大器与混合前置放大器设计
图1.13所示电路由话筒放大与混合前置放大两级电路组成。其中
，组成同相放大器，具有很高的输入阻抗，能与高阻话筒配接作为话筒放大器电路，其放大倍数
为
=1+
/
=7.8(17.8dB)
四运放LM324的频带虽然很窄(增益为1时，带宽为1MHz)，但这里放大倍数不高，故能达到
=20kHz的频响要求。
混合前置放大器的电路由运放A2组成，这是一个反向加法器电路，输出电压Uo2的表达式为
=-[(
／
)
+(
／
)
]
图1.13话筒放大与混合前置放大两级电路组成。
根据图1.12的增益分配，混合级的输出电压
≥37．5mV，而话筒放大器的输出
已经达到了
的要求，即
=
·
=39mV，所以取
=
。录音机输出插孔的信号
一般为100mV，已经远大于
的要求，所以对
要进行适当衰减，否则输出会产生失真。取
=100kΩ，
=
=39kΩ，以使录音机输出经混合级后也达到
的要求。如果要进行卡拉OK歌唱，可在话放输出端及录音机输出端接两个音量控制电位器
、
：(图1.13)，分别控制声音和音乐的音量。
（2）．电子混响器
电子混响器的作用是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有
一定的深度感和空间立体感。在“卡拉OK"(不需乐队，利用磁带伴奏歌唱)伴唱机中，都带有电子混响器。电子混响器的组成如图3—44所示，其中BBD器件称为模拟延时集成电路，内部由场效应管构成多级电子开关和高精度存贮器。在外加时钟脉冲作用下，这些电子开关不断地接通和断开，对输入信号进行取样、保持并向后级传递，从而使BBD的输出信号相对于输人信号延迟了一段时间。BBD的级数越多，时钟脉冲的频率越高，延迟时间越长。BBD配有专用的时钟电路，如MN3102时钟电路与MN3200系列的BBD器件配套。
控制混响器的输入电压，
控制MN3207的输出平衡以减小失真，
控制延时时间，
控制混响器的输出电压。
图1.14 电子混响器
(3)音调控制器设计
音调控制器的电路如图1.15所示。运算放大器选用单电源供电的四运放LM324，其中
称为音量控制电位器，其滑臂在最上端时，音响放大器输出最大功率。转折频率
及
查得资料，有以下经验公式：
=125·
=500Hz
=
/10=50Hz
=8·
=2KHz
=10.
=20KHz
、
、
不能取得太大，否则运放漂移电流的影响不可忽略，但也不能太小，否则流过它们的电流将超出运放的输出能力。
取几千欧至几百千欧。现取
=470kΩ，
=
=
=47kΩ，则
=(
+
)／
=1+
／
=11(20．8dB>20dB)
由公式
=1／2π
.
则
=
=0.007μF
取标称值0．01μF，即
=
=O．0lμF
=
=
=3
=3
=3
则
=
=
=47kΩ Ra=3
=141kΩ
=(
+
)／
≥20dB
=
/10=14．1kΩ 取标称值13kΩ
=1／(2
.
.
)
则
=
=612pF 取标称值620pF
取
=
=470kΩ，
=10KΩ，级间耦合与隔直电容
=
=10μF。
1.15音调控制器
（3）功率放大器
集成功率放大器的电路如图1.16，
，
与内部电阻
组成交流负反馈支路，控制功放级的电压增益
，即
=1+
／
≈
／
，由于该电路为BTL电路，当
=600Ω时，得功放级的电压增益
=2
／
=100。满足前面的总体设计要求。
图1.16功率放大器