⼩型⾳响的设计与制作
⼩型⾳响的设计与制作
摘要
随着电⼦技术，特别是随⼤规模集成电路的产⽣⽽出现的微型计算机技术的飞速发展，⼈类⽣活发⽣了根本性的改变。如果说微型计算机的出现使现代科学研究得到了质的飞跃，那么可以毫不夸张地说，单⽚机技术的出现则是给现代⼯业领域带来了⼀次新的技术⾰命。 伴随着社会的进步，媒体电脑技术突飞猛进，慢慢改变着⼈们的⼯作、⽣活、学习和交流⽅式，它的应⽤给社会带来了巨⼤的进步，很多⼈认为⾳箱只要能发声就⾏，但实际上不管是家庭影院还是个⼈电脑，购买时⼀般都会配上⾳箱，假如没有了⾳箱，多媒体只能是⼀句空话。
在⼈们的⽣活娱乐中，⾳响的存在必不可少。例如：电视机、收⾳机、家⽤电脑等许多领域，都需要⽤到⾳响来给⼈们带来听觉的效果。专业的⾳响系统主要由听觉系统（⼈的⽿朵）、硬件系统（器材）、软件系统（信号源）及听⾳环境组成。⾳响系统主要技术指标有：频率特性、信噪⽐、动态范围、瞬态响应、⽴体声分离度、⽴体声平衡度。 这些都是组成⾳响的主要成分。
本次研究的课题，⼩型⾳响的制作，⽐起专业的来讲，简单得多，但功能并不⽐专业的逊⾊。该设计制作使⽤扩⾳机电路电压放⼤器和功率放⼤器，还介绍了其性能指标和测试⽅法、故障检修等。
Abstract
Minitype computer art with electron technology, especially, following the large-scale integrated circuit creation but appearing's ultimacy happened in development , human being life at full speed changing. If the microcomputer appearing has made modern study of science get a qualitative leap, can
exaggerate a field not in the least saying monolithic machine technology appearing is to give modern industry field to have brought about a new technological revolution then so.
Advance by leaps and bounds being accompanying the advancement of society , the medium computer technology, the job being changing people slowly , the way living , studying and communicating with, its application has brought about gigantic progress for society , many person thinks that the loudspeaker box goes so long as energy sound production accommodates oneself to , not caring in fact is that the family cinema is still PC but , the general city has been qualified for a loudspeaker box time purchase, suppose not having had a loudspeaker box , multi-media can only b
e a meaningless term.
In people's life entertainment, the audio existence is essential. For instance: Many field such as computer etc., all needs the TV set , radio set , family expenses to use the effect coming to audio to bring sense of hearing to sense of hearing people. The special field audio system is composed of sense of hearing system (people's ear) , hardware system (equipment and material) , software system (signal source) and can of tone environments mainly. The audio system major technological index has: Frequency characteristic property , signal-to-noise ratio , dynamic range , transient respond to , stereophony separation degree , stereophony balance spend. These all are to be composed of the audio staple.
This the problem studying time , minitype audio fabrication, coming to talk comparing with special field is much , simple , the function is not compared to but the special field being inferior. Have owed the circuit voltage designing the amplifier making usage the amplifier and the power amplifier , have introduced whose function index and testing method , trouble shooting etc.⽬录
第⼀部分绪论 (5)
第⼆部分研究电路与说明 (6)
工商银行可转债2.1 设备与器件 (6)
2.2 电路与说明 (6)
2.2.1 晶体管与集成电路混合型扩⾳机电路 (6)
2.2.2 扩⾳机电源电路 (7)
2.3 扩⾳机电路的基本组成 (7)
大数据脱敏2.3.1 前置放⼤器组成及⼯作原理 (8)
2.3.2 功率放⼤器组成及⼯作原理 (8)
2.3.3 直流稳压电源 (10)
第三部分研究⽬的和步骤 (10)
3.1 研究⽬的 (10)
3.2 步骤与要求 (11)
3.2.1 检测元件 (11)
3.2.2 连接线路 (11)
3.2.3 调试过程 (11)
3.2.4 整机功能试听 (12)
第四部分主要性能指标及测试⽅法 (12)
4.2 频率响应 (13)
4.3 输⼊阻抗 (13)
4.4 ⼊零敏度 (13)
4.5 本扩⾳机电路的主要指标 (13)
4.6 本扩⾳机电路的主要点电路参数 (13)
4.6.1 交流参数 (13)
4.6.2 直流参数 (13)
第五部分诊断及处理⽅法 (14)
5.1 查故障的⼀般⽅法 (14)
第六部分傻⽠型集成功放的扩⾳机电路 (14)
6.1 傻⽠型集成功放 (14)
6.2 傻⽠型集成功放的特点 (15)
第七部分总结与体会 (16)
参考⽂献 (17)
附录 (18)
第⼀部分绪论
1906年美国⼈德福雷斯特发明了真空三极管，开创了⼈类电声技术的先河。1927年贝尔实验室发明了负反馈技术后，使⾳响技术的发展进⼊了⼀个崭新的时代，⽐较有代表性的如"威廉逊"放⼤器，较成功地运⽤了负反馈技术，使放⼤器的失真度⼤⼤降低，⾄50年代电⼦管放⼤器的发展达到了⼀个⾼潮时期，各种电⼦管放⼤器层出不穷。由于电⼦管放⼤器⾳⾊甜美、圆润，⾄今仍为发烧友所偏爱。
60年代晶体管的出现，使⼴⼤⾳响爱好者进⼊了⼀个更为⼴阔的⾳响天地。晶体管放⼤器具有细腻动⼈的⾳⾊、较低的失真、较宽的频响及动态范围等特点。
在60年代初，美国⾸先推出⾳响技术中的新成员--集成电路，到了70年代初，集成电路以其质优价廉、体积⼩、功能多等特点，逐步被⾳响界所认识。发展⾄今，厚膜⾳响集成电路、运算放⼤集成电路被⼴泛⽤于⾳响电路。
70年代的中期，⽇本⽣产出第⼀只场效应功率管。由于场效应功率管同时具有电⼦管纯厚、甜美的⾳⾊，以及动态范围达
90dB、THD<0.01%（100kHz时）的特点，很快在⾳响界流⾏。现今的许多放⼤器中都采⽤了场效应管作为末级输出。
⾳响技术的发展经历了电⼦管、晶体管、场效应管的历史时期，在不同的历史时期都各有其特点。预计⾳响技术今后的发展主
创造适合学生的教育流为数字⾳响技术。
⾳响系统主要由听觉系统（⼈的⽿朵）、硬件系统（器材）、软件系统（信号源）及听⾳环境组成。
研究此课题的意义，正是从⼩范围具体研究⼩型⾳响的制作过程和制作⽅案，对组成各部件的充分了解和应⽤，熟悉⼩型⾳响的性能指标、制作成品的测试⽅法和故障的解决处理⽅法，使制作出的⼩型⾳响能达到基本应⽤功能。
第⼆部分研究电路与说明
2.1 设备与器件
进出口许可证管理（1）设备：⾳频信号源1台、直流稳压电源1台、万⽤表1块、电烙铁。
（2）器件：晶体管与集成电路混合型扩⾳机散件⼀套。
2.2 电路与说明
2.2.1 晶体管与集成电路混合型扩⾳机电路关于加强干部选拔任用工作监督的意见
图1所⽰为⼀种晶体管与集成电路混合型扩⾳机电路，它能将各种信号源（传声器、收⾳机、CD机等）
送来的信号，经前置放⼤器的选择、均衡、混合和放⼤后得到适当的特性和电平，然后经推动级送到功率放⼤器加以放⼤后得到⾜够功率去推动扬声器，以便得到逼真的扩⾳效果。
图1 晶体管与集成电路混合型扩⾳机电路
2.2.2 扩⾳机电源电路
图2所⽰为扩⾳机电源电路，它主要由变压器、桥式整流电路、C滤波器和三端集成稳压电源等组成，可将220V交流电源处理成+ 15V和-15V双路直流电源。
图2 电源电路
2.3 扩⾳机电路的基本组成
扩⾳机电路的基本组成框图如图3 所⽰，它主要由前置放⼤器、功率放⼤器和直流稳压电源等三部分组成。
图 3 扩⾳机电路的基本组成
2.3.1 前置放⼤器组成及⼯作原理
（1）输⼊级
输⼊级由第⼀⽚LM 741集成运算放⼤器组成，它接成同相⽐例放⼤电路，输⼊信号从同相端输⼊。为适应不同的输⼊⽅式，可分为话筒输⼊MIC 和线路输⼊LINE（LINE输⼊加上了由电阻R1、R2所构成的衰减电路），分别将话筒、电唱机、收⾳机或其它线路输出的微弱⾳频信号进⾏放⼤。由于输⼊的信号⼀般很微弱，故第⼀级采⽤了集成运放，这是因为集成运放本⾝不仅具有很⾼的输⼊电阻，⽽且还有很低的输出电阻，这对吸引信号和驱动后级负载的能⼒都有很⼤的帮助。
另外，从反馈的⾓度来看，由于第⼀级中R5、R3、C1构成了电压串联交流负反馈电路，这就进⼀步提⾼了输⼊电阻和降低了输出电阻，可得到稳定的电压放⼤倍数，改善了电路的性能。
（2）中间级
它由第⼆⽚LM741集成运放组成，它连接成电压跟随器形式，可在⼀定程度上改善电路的性能。
（3）推动级
由第三⽚LM741集成运放组成，它组成反相⽐例放⼤电路，中间级的输出信号经⾳量电位器RP1取样后送⼊第三级作为输⼊信号，本级的作⽤是供给功率放⼤器⾜够⼤的激励信号。
2.3.2 功率放⼤器组成及⼯作原理
当负载⼀定时，我们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。功率放⼤器的作⽤就是对推动级输出的信号进⾏功率放⼤来推动扬声器⼯作。
（1）OCL功率放⼤器电路概述
图4 OCL功率放⼤基本电路
甲⼄类双电源互补对称电路如图。其中图a所⽰的偏置电路是克服交越失真的⼀种⽅法。由图可见，T3组成前置放⼤级，T1和T2组成互补输出级。静态时，在D1、D2上产⽣的压降为T1、T2提供了⼀个适当的偏压，使之处于微导通状态。由于电路对称，静态时ic1=ic2，iL=0，Vo=0。有信号时，由于电路⼯作在甲⼄类，即使VI很⼩（D1和D2的交流电阻也⼩），基本上可线性地进⾏放⼤。
上述偏置⽅法的缺点是，其偏置电压不易调整，⽽在图b中，流⼊T4的基级电流远⼩于流过R1、R2的
电流，则由图可求出Vce4=Vbe4（R1+R2）/ R2，因此，利⽤T4管的Vbe4基本为⼀固定值（硅管约为0.6～0.7V），只要适当调节R1、R2的⽐值，就可改变T1、T2的偏压值。这种⽅法，在集成电路中经常⽤到。
（2）OCL功率放⼤器特点
图5 ⽤NPN管驱动的OCL功率放⼤电路
其特点与图4所⽰电路⼀样：
（1）静态时RL上⽆电流；
（2）D1、D2（或R，或R、D）供给T1、T2两管⼀定的正偏压，使两管处于微导通状态；
（3）RC是T3的集电级负载电阻，A、B两点的直流电位差始终为1.4V左右，但交流电压的变化量相等；
（4）电路要求T1、T2的特性对称；
（5）需要使⽤对称的双电源。
如2.2.1图1电路中的功率放⼤器采⽤的是由正负双电源供电的准OCL功率放⼤电路，其中T1和T3组成NPN型复合管，T2和T4组成PNP型复合管；电位器RP2和三个⼆极管D的作⽤是为T1和T2提供适当的偏压，使它们处于微导通状态，以防⽌产⽣交越失真；电阻R16和R18⽤于减少⼤功率管T3、T4的穿透电流从⽽提⾼它们的温度稳定性；R19和C13组成相位补偿电路，使感性负载扬声器转化为纯阻性负载；C11和C12⽤作相位校正环节以避免产⽣⾃激振荡；R12和C8、R6和C3等组成退耦滤波电路；输出端串接熔断器是⽤来保护功率管T3、T4，使它们在输出短路时不致于烧毁。由于此功率放⼤电路输出与负载RL之间采⽤了直接耦合，所以整个扩⾳机电路的低频响应好、失真⼩、噪声和交流声都较⼩。
此功率放⼤电路的⼯作原理为：当输⼊信号Ui（推动级输出信号）为正半周时，T1、T3组成的等效NPN型复合管导通，在负载上输出Uo的正半周波形；当Ui为负半周时，T2、T4组成的等效PNP型复合管导通，使Uo输出负半周波形，正负半波合成为⼀个完
整的周波。
2.3.3 直流稳压电源
在2.2.2的图2为扩⾳机的直流稳压电源电路，因需要⽤到+ 15V、- 15V直流电源，故采⽤了变压器副⽅为双15V的结构，注意中间接线端必须接地，后经单相桥式整流电路、C滤波电路、W7815和W7915三端集成稳压电路后得到稳定的+ 15V、- 15V 直流电源输出。在具体焊接过程中，⼀定要注意W7815和W7915的各管脚不要接错，元件还需加装散热器。在此电路中，C3和C5的作⽤是在输⼊线较长时，抵消其电感效应，防⽌产⽣⾃激振荡；C4和C6的作⽤是⽤来改善负载瞬间变化的影响，削弱电路的⾼频噪声。
第三部分研究⽬的和步骤
3.1 研究⽬的：
（1）了解扩⾳机电路中电压放⼤器和功率放⼤器的基本结构。
（2）建⽴由各类放⼤器实现复杂电⼦电路的感性认识及⼀般⽅法。
（3）掌握集成运算放⼤器的使⽤及电路中某些相关点电位的测量。
（4）建⽴电⼦电路系统的基本概念。
3.2 步骤与要求
3.2.1 检测元件
领回元件后根据电路图认真核对各类元件的型号、参数，勿遗漏元件。
3.2.2 连接线路
（1）整机布局
扩⾳机的结构通常由输⼊回路、前置放⼤器、中间放⼤器、功率放⼤器电路、电
源变压器、整流滤波电路、⼤功率散热⽚、控制⾯板等主要部分组成，对这些主要部
件的安排原则是：
①各主要部件的所属元件相对集中放置。
②便于调整、操作和检修。
③发热元件要便于散热，变压器、⼤功率管散热器必须在通风地⽅。
④尽可能缩短各部件间连线。
⑤尽量减少各部件间的有害⼲扰，如输⼊级不能靠近输出级，电源变
压器要远离输⼊级等。
⑥适当考虑美观、⼤⽅。
（2）焊接与安装
焊接前，要根据电路图的各部分功能确定元器件在电路板上的位置，并注意电解电容的极性、晶体管和集成电路的各引脚排列、电路板与外部元件（如电位器、开关等）的连线，按信号的流向将元件作顺序地连接，以便于测试，在具体安装和焊接时，还需注意以下⼏个问题：
⑦引线在焊接前必须刮净、镀锡，焊点要光滑清洁。
⑧接线要短，且切记注意电路之间要共地。
⑨电解电容的极性不能接反。
远程医疗视频系统
⑩元件的标称值要尽量露出，并朝向容易读数的⼀⾯。
在⾯板和电路板之间的信号线（如输⼊塞孔线、⾳量线等）最好⽤屏蔽线，并且远离输出线和电源线，
屏蔽线的外⽪接在电路板的接
地点上。
导线的颜⾊要符合习惯⽤法：⼀般正电源⽤红线，负电源⽤蓝线，地线⽤⿊线，信号线⽤其它颜⾊的线。
3.2.3 调试过程
（1）电路的调试过程⼀般先分级调试，再级联调试，最后进⾏整机调试与性能指标的测试。
（2）调整时，为安全起见，可⽤同阻值的负载电阻代替扬声器。
（3）分级调试⼜分为静态调试和动态调试。
静态调试时，将输⼊端对地短路，⽤万⽤表测试各级电路中的电阻值、电路是否有断路或短路情况、电容的漏电情况、晶体管和集成电路
的各引脚电压值是否正常。
动态调试时，在电路输⼊端加⼊适当信号，⽤⽰波器观测各单级电路的输出波形及⼯作情况，并测量
各项性能指标是否达到要求。
（4）在单级调试完成后，可进⾏级联调试。把前级输出信号作为后级的输⼊信号进⾏调整，对分⽴元件电路，在级联调试时要注意考虑级间的
相互影响。
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