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腔调节造电路模仿部门
来源:本站原创    发布时间:2019-08-08

  腔调节制电路模仿部门_工学_高档教育_教育专区。电子电工分析尝试 ——模仿部门 尝试演讲 一.尝试目标 1、分析使用所学的电子电路学问,设想满脚必然指针的音频放大器; 2、熟悉利用 Multisim 仿实软件辅帮电子项目设想,并指点硬件实现的过程。

  电子电工分析尝试 ——模仿部门 尝试演讲 一.尝试目标 1、分析使用所学的电子电路学问,设想满脚必然指针的音频放大器; 2、熟悉利用 Multisim 仿实软件辅帮电子项目设想,并指点硬件实现的过程。 二.尝试电路道理图 音频放大器尝试道理图为 三.各部门工做道理和电压增益分派 1.前置放大电路 前置放大电路电压放大倍数由反馈电阻 R3和R1 的比值决定,电压增益为 AV ? R3 R1 ? 12 ,输出 电压为: VO1 ? R3 R1 Vi = 12k? 1k? ? 10mV ? 120mV 2.腔调节制电路 尝试道理:腔调节制电路次要实现高,低音的提拔和衰减。如图所示, Z1和Z f 是由 RC 组 成的收集,放大电路为集成运算放大器, Af ? Vo Vi ??Zf Z1 . 设 R1 ? R2 ? R3 ? R, RW1 ? RW 2 ? 9R, C1 ? C2 ?? C3 ,当信号频次分歧时, Z1和Z f 阻值 不不异, Avf 会跟着频次的改变而变化。其频次特征曲线如下图所示。 图中所示 f 0 是核心频次,一般增益为 0 dB;此中 fl1, fl2 , f H1, f H 2 别离为低音到中低音,中 低音到中音,中音到中高音,中高音到高音的转机频次,一般取 fl1 为几十赫兹,而 fl2 =10 fl1 , f H 2 一般为几十千赫兹, f H 2 =10 f H1 。腔调节制只针对于高、低音的增益进 行提拔、衰减,而中音的增益根基是连结不变的。因而腔调节制级电路是由低、高通滤波器 构成,下面临电路进行阐发。 (1) 信号正在中频区 因为 C1 ? C2 ?? C3 ,因而低,中频区的 C3 可视为开路,中,高音频区 C1 , C2 则可 以视为短路。又由于 ?A741开环增益很高,放大器输出又很高,所以VE ? VE ? 0 (虚地)。因而,R3 的影响能够忽略。因而,正在中频区能够绘制出腔调节制级的等效电路如 图 6 所示,按照假设 R1=R2,于是获得该电路的电压增益 AVf ? 0dB 。 (2)信号正在低频区 由于 C3 很小,C3、C4 歧路可视为开路。回馈收集次要由上半边起感化。同样由于 ?A741开 环增益很高,放大器输出又很高,所以VE ? VE ? 0 (虚地)。因而,R3 的影响能够忽 略。 当电位器 Rw1 的滑动端挪动到 A 点时,C1 被短路,其等效电路如图 7(a)所示。 下面进行电路的幅频特征阐发,该电路是一个一阶有源低通滤波电路,其传送函数表 达式为: 1 ? j? Avf ( j?) ? Vo Vi ? ? RW1 ? R2 R1 ?L2 1 ? j? ? L1 (式 1) 式中: ? L1 ? 1 RW 1C 2 ,(或 f L1 ? 1 2?RW 1C 2 ) ?L2 ? RW1 ? R2 RW1R2C2 (或 f L2 ? RW1 ? R2 2π RW1R2C2 ) 按照前面假设前提: R1 ? R2 ? R3 ? R ,Rw1 ? Rw2 ? 9R ,可得 R W1 ? R2 R1 ? 10 , ?L2 ? 10?L1 。 当 ? ?? ?L2 时,即信号接近中频时, AVf ? RW1 ? R2 ? L1 R1 ? L2 ? 10 ? 1 ?(1 即0dB) , 10 当 ? ? ?L2 时, AVf ? RW1 ? R2 R1 1?1 1 ?(? L2 )2 ? ? L1 2(即3dB) , 当 ? ? ?L1 时, AVf ? RW1 ? R2 R1 1 ?( ?L1 )2 ?L2 ? 10 (即17dB) , 1?1 2 当 ? ?? ?L1 时 , C2 当 成 是 开 路 , 由 此 电 压 增 益 从 图 7 ( a ) 中 可 得 到 : AVf ? RW1 ? R2 ? 10(即20dB) R1 (式 2) 综上所述,正在 f ? f L2 和 f ? fL1 时,别离比中频提拔了 3dB 和 17dB,我们称 f L2 和 fL1 为转机频次,正在这两个转机频次之间( f L1 ? f LX ? f fL2 ),曲线dB/倍频。低音最大提拔量为 20dB。 同样阐发方式可知,当电位器 RW1 的滑动端挪动到左端 B 点时,C2 被短路。等效电 路如 7(b)所示,读者能够自行阐发。其曲达机频次为 f L1 ? 2π 1 RW 1C1 ? f L1 , fL2 ? RW1 ? R1 2π RW1C1 ? f L2 最大衰减量为: (式 3) AVf ? R2 ? 1(即 ? 20dB) RW1 ? R1 10 (式 4) (3)信号正在高频区 正在高频区间,C1 和 C2 可视为短路,这是起感化的是 C3 ,R4 歧路如下图所示是腔调节制电路的 等效电路。能够将 R1 , R2 , R3 的星型毗连转换成 RA , RB , RC 的三角形毗连,如许便于阐发,转 换后的等效电路如下图。 此中: RA = R1 + R3 + R1 R3 R2 =3R( R1 = R2 = R3 ) RB = R2 + R3 + R2 R3 R1 =3R RC = R1 + R2 + R1 R2 R3 =3R 因为前级输出电阻小,输入信号VO 通过 RC 反馈到输入端的信号被输出电阻所旁路,所以 RC 的影响能够忽略,视为开路。当滑动变阻器 RW 2 滑到 C 和 D 点时,RW 2 等效于跨接正在输入和输 出之间,且数值较大,也可视为开路,可获得滑动变阻器正在 C 点和 D 点时的等效电路如下图: , 1 ? jw 因而可获得:提拔电路传输函数为 Avf ? jw ? ? VO Vi ? RA ? R4 R4 ? 1? wH1 jw wH 2 所以高频最大提拔量为: Avf ? jw? ? RA ? R4 R4 , 1 ? jw 同理,衰减电路传输函数为: Avf ? jw ? ? VO Vi ? ? R4 RB ? R4 ? wH 2 1 ? jw wH1 由此可得高频最大衰减量为: Avf ? jw? ? R4 RB ? R4 取 R4 ? 1 9 RB ? 1R 3 ,最大提拔量约为 20dB , 最 大 衰 减 约 为 -20dB , 因 此 , 当 频 率 正在 f H1 ? f HX ? f H 2 的区间内,电压增益按 6 dB/倍频程的斜率变化。 四.电路中各元件参数拔取的计较过程。 1.前置放大电路参数拔取 因为要求正在输入信号为Vi ? 10mv 错误!未找到援用源。(无效值),额定输出功率为 1W。对于 8Ω 的负载,需要Vo ? 8 ? 2.83V 错误!未找到援用源。,即总电压增益 为 AV ? 2.83V 10mV ? 283 错误!未找到援用源。。总电路中只要前置放大电路和功率放 大器具有电压放大结果,能够将电压增益分派给两级,第一级为 12,第为 23.58。 由于 AV ? RF R1 ? 12 错误!未找到援用源。,即 RF ? 12 R1错误!未找到援用源。,可 以取 RF ? 12k?, R1 ? 1k?, R2 ? 1k? 错误!未找到援用源。,运算放大器选择 μA741。 2.腔调节制电路 按照尝试要求,正在输入信号频次为 100Hz 和 10kHz 时有错误!未找到援用源。的提 升和衰减量。 由尝试道理: f L2 ? f Lx ? 212dB 6dB ? 400Hz 错误!未找到援用源。 , fH1 ? 2.5kHz 错误!未找到援用源。 取 RW1 ? 180 k?, R1 ? R2 ? R3 ? 20k?, C1 ? C2 错误!未找到援用源。 那么 f L1 ? 0.1 f L2 ? 40 Hz 错误!未找到援用源。,fH2=10fH1=25kHz 错误! 未找到援用源。,所以 C1 ? C2 错误!未找到援用源。 援用源。 C3 ? 1 2?R4 fH2 ? 1 2? ? 6.67 ?1000 ? 25 ?1000 ? 955 pF 错误!未找到 因为尝试材料的,颠末初步伐试,选择 RW1=200kΩ ,R1=R2=R3=20kΩ ,R4=6.7k Ω ,C1=C2=22nF,C3=1nF,运算放大器 μA741。 3.功率放大器 按照 1 中要求电压增益达到 23.58,而 AV ?1? R2 R3 ? 23.58 错误!未找到援用源。,所 以 R2 ? 22.58 R3 错误!未找到援用源。,选择 R3=680Ω 错误!未找到援用源。,R2=16k Ω。 其它组件沿用尺度设置,具体电路如下: 五.multisim 分模块测试的仿线.前置放大电路 道理图为 仿实波形为: 计较成果为:VO1 ? R3 R1 Vi 12k? = 1k? ?10mV ? 120mV (无效值) 最大值为 120? 2 =169.68mV,取仿线.音频节制电路 道理图为 仿线).低频提拔 将 Rw1 (即图中 R8 )调至最左端,对电路利用交换阐发,获得 由图可得: fl1 =42.48HZ, fl2 =391HZ,当 f=100HZ 时,提拔增益为 11.99dB, (2).低频衰减 将 Rw1 (即图中 R8 )调至最左端,对电路利用交换阐发,获得 由图可得: fl1 =42.15HZ, fl2 =389HZ,当 f=100HZ 时,衰减增益为-11.997 dB, (3).高频提拔 将 Rw1 调至两头,将 Rw2 调至最左端,利用交换阐发,可得: f H1 =2.28KHZ, f H 2 =20.33,KHZ,当 f=10KHZ 时,提拔增益为 12.23 dB, (4).高频衰减 将 Rw2 调至最左端,利用交换阐发,可得: f H1 =2.29KHZ, f H 2 =23.71KHZ,当 f=10KHZ 时,提拔增益为 12.02 dB, 3.功率放大电路 道理图为 当输入信号为前置放大电路的输出信号波形时,此电路的输出波形为 输出电压无效值为 电压增益和输出功率 Av ? Vo Vi ? 2.94V 120 mV ? 24.5 P ? Vo2 ? 2.94V 2 ? 1.08W R 8? 4、整个音频放大器电路 4.1 整个电路尝试道理图为 4.2 额定输出功率(信号源为 10mv,100Hz) 额定功率为 P ? Vo2 ? 2.915 2 ? 1.06W R 8? 4.3 最大输出功率 当信号源为 26mv,100Hz 时,输出为最大不失实波形,如下: 波形尚可,输出电压为 当信号源为 27mv 时,波形为 波形已失实 故最大输出功率是 P ? Vo2 ? 7.579 2 ? 7.18W R 8? 六.硬件尝试 我们搭建的总的电路图如下, 6.1 前置放大电路输出为 腔调节制电路输出波形为 最终输出波形为 6.2 腔调节制电路 100HZ 和 10KHZ 时的输出波形为 100HZ: 增益为 AV ? 20lg 440mv 120mv ? 11.29dB 10KHZ: 增益为 AV ? 20lg 480mv 120mv ? 12.04dB 七.尝试问题阐发改良及尝试总结 此次仿实和试验总的来说有这么几个问题. 示波器的波形图杂讯良多,有时候以至不克不及获得想要的图形。得不到波形图的缘由是杂讯 对示波器干扰,使得示波器不克不及,调理横轴纵轴再从头从动设置就能够处理这个问题。杂 讯的问题,能够尽量削减导线的利用,连结元件的不变,别的就是尽量使导线连结平行,如许 能够削减一些杂讯。当然,因为接口不变性,元件的机能等缘由,杂讯正在所不免,正在通过放大 当前,杂讯也会被放大。能够通过高频衰减等来减小这种杂讯。 电路中元件毗连问题。尝试过程中其他组良多同窗的测试过程中都发生过爆炸的现象,一 方面是电路毗连问题,特别是电容的正负极,一旦毗连错误就很可能导致爆炸,另一方面参数 设置问题。我们正在反复查抄了几遍,确保电路毗连以及电容正负极性,准确设置参数后有很好 的成果,没有发生雷同问题 八.思虑题 1. 若何减小电源噪声对音频放大器的影响? 尽量削减电线的利用,布线时尽量削减回路环的面积,多让电线平行分布, 以降低噪声;电源线和地线要尽量粗,除减小压降外,还能降低耦合噪声。 由于本尝试最初出的结果是正在腔调节制电路的高频衰减部门上完成的,所以 能够拔取恰当的电阻和电容,正在前置放大电路的输入端做一个高通滤波器,示意 图如下,以滤掉低频信号、削减干扰。 高通滤波器示企图 2. 若何处理功率放大器中功放芯片的散热问题? 一是外部改善:加拆更大面积、传热系数更高的的散热片;或是正在室温较低的房 间内进行尝试,以推进天然散热。 二是内部改善:功放的必需取扬声器的尽可能婚配,如许正在凹凸音频都 能失实不严沉,且能减轻功放发烧现象。负载的阻值不克不及低于功放阻值,可 将扬声器小阻值电阻,以避免功放过热。