擴音機電路的綜合測試實驗報告

1、刖尸/夢實驗報告專業(yè)：自動化（電氣）姓名：冷嘉昱學(xué)號：3140100926日期:2016.5.11&5.18地點：東三211桌號F-2編輯版word課程名稱：電路與電子技術(shù)實驗H指導(dǎo)老師：張德華成績：實驗名稱：擴音機電路的綜合測試實驗類型：模擬電路實驗一、實驗?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒嶒瀮?nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實驗步驟五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理六、實驗結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得一、實驗?zāi)康暮鸵? .熟悉集成功放的基本特點；2 .了解放大電路的頻率特性及音調(diào)控制原理；3 .學(xué)習(xí)擴音機電路的測試方法，測試各項指標及電路的音調(diào)控制特性；4 .學(xué)習(xí)手工焊接和電

2、路布局、布線、組裝方法；5 .提高電子電路的綜合調(diào)試能力。二、實驗內(nèi)容和原理實驗內(nèi)容：1 .測量各級電路的靜態(tài)工作點；2 .測試前置級、音調(diào)控制級、功率放大級的電壓增益和整機增益；3 .測量各項指標：最大不失真輸出電壓Vomax；輸入靈敏度Vimax；最大輸出功率Po；4 .整機電路的頻率響應(yīng)；5 .整機高低音控制特性；6 .噪聲電壓Vn;7 .聽音實驗。實驗原理:1.整機電路原理圖:R+VIC15匚1K4OO7*音謂節(jié)中汾M邛2nz：IS音M節(jié)CI510Du+nDICl1-0+15VD31K40070-15Vlu惻山的m:歷r0：uR351OK.CtOWQnC210Prj，相-V»

3、131201141C3,OurnP.21實驗名稱：擴音機電路的綜合測試2前置級電路：編輯版word由Ai組成的前置放大電路是一個同相輸入比例放大器，電路的閉環(huán)特性如下:理想閉環(huán)電壓增益:輸入電阻Rf=R,輸出電阻Rof=0擴音機電路的增益是很高的，而擴音機的噪聲主要取決于前置放大器的性能。為了減小前置級放大器的噪聲，第一級要選用低噪聲的運放。另外，如輸入線的屏蔽情況，地線的安裝等等都對噪聲有很大影響。3音調(diào)控制級電路：.VALIE：22W _WvPjFR12 5ET=05vccC8RIB 12C-rWrC9T 10OUDifwuB a t- -rDT . 電 = V.常用的音調(diào)控制電路有三種形

4、式，一是衰減式RC音調(diào)控制電路，其調(diào)節(jié)范圍寬，但容易產(chǎn)生失真；另一種是反饋型音調(diào)控制電路，其調(diào)節(jié)范圍小一些，但失真小；第三種是混合式音調(diào)控制電路，其電路復(fù)雜，多用于高級收錄機。為使電路簡單而失真又小，本音調(diào)控制電路中采用了由阻容網(wǎng)絡(luò)組成的RC型負反饋音調(diào)控制電路。它是通過不同的負反饋網(wǎng)絡(luò)和輸入網(wǎng)絡(luò)造成放大器閉環(huán)放大倍數(shù)隨信號頻率不同而改變，從而達到音調(diào)控制的目的。實驗名稱：擴音機電路的綜合測試4.功率輸出級電路:*MvaCIE10DURT3PCI SET=OAt=»VVAI ILM12CLhvAMPL-lOhVFREO-lkia寸0RBRIDWV22k0D3VtC肛 1 12D-AV

5、t-C2DinCI4monCISiDnJ IBD1N4MB <,DBDlNd MAf71口OUIITDA2030A功率集成電路的內(nèi)部電路包含由恒流源差動放大電路構(gòu)成的輸入級、D5u-csv中間電壓放大級，復(fù)合互補對稱式OCL電路構(gòu)成的輸出級；啟動和偏置電路以及短路、過熱保護電路等。TDA2030A的電源電壓為+6讓22V靜態(tài)電流為50mA（典型值）；1腳的輸入阻抗為5Ml1型值），當(dāng)電壓增益為26dB、Rl=4Q時，輸出功率Po=15Wo頻帶寬為100kHz。電源為±14V、負載電阻為4Q時，輸出功率8W。為了提高電路穩(wěn)定性，減小輸出波形失真，功放級通過R10,R9,C9引入了

6、深度交直流電壓串聯(lián)負反饋。由于接入a,直流反饋系數(shù)F-1o對于交流信號而言，因為C9足夠大，在通頻帶內(nèi)可視為短路，因而該電路的電壓增益由電阻R9、R1映定。電容C15、C16用作電源濾波。D1和D2為保護二極管。Ri、C10為輸出端校正網(wǎng)絡(luò)以補償電感性負載，避免自激和過電壓。5.擴音機電路的一些主要技術(shù)指標：額定輸出功率Po在滿足規(guī)定的失真系數(shù)和整機頻率特性指標以內(nèi)，功率放大器所輸出的最大功率：Uo亦稱額定輸出電壓；靜態(tài)功耗Pq指放大器處于靜態(tài)情況下所消耗的電源功率;效率放大器在達到額定輸出功率時，輸出功率Po對電源功率降的百分比，用族示：Potj-x10Q?6Pe頻率響應(yīng)（頻帶寬度）在輸入信

7、號不變的情況下，輸出幅度隨頻率的變化下降至中頻時輸出幅度的0.707宮時所對應(yīng)的頻率范圍；音調(diào)控制范圍為了改善放大器的頻率響應(yīng)，常對高、低頻增益進行控制，如提升或衰減若干分貝，而對中頻增益不產(chǎn)生影響。若未控制的輸出幅度為Uo,而控制后的輸出幅度為Uo1,則音調(diào)控制范圍為Uo實驗名稱：擴音機電路的綜合測試非線性失真T*在規(guī)定的頻帶內(nèi)和額定輸出功率狀態(tài)下，輸出信號中諧波電壓有效值的總和與基波電壓有效值之比：j式中：Ui為輸出電壓基波分量有效值；U2、U3Un分別為二次、三次次諧波分量有效值。丫可由失真度測量儀測得;：噪聲電壓VnI擴音機輸入信號為零時，在輸出端負載上測得的電壓有效值為噪聲電壓Vn,

8、噪聲電壓是擴音機機內(nèi)各種噪聲經(jīng)放大后的總和；F輸入靈敏度Uimax:保證擴音機在額定的輸出功率時所需的輸入信號。;三、主要儀器設(shè)備；1.TDS1002C-EDU型數(shù)字示波器；裝2.DG1022U信號發(fā)生器；3.萬用表；訂4.直流穩(wěn)壓電源；5擴音機電路焊裝組件。線四、操作方法和實驗步驟1 .測量各級電路的靜態(tài)工作點：將電路三級拆開，分別上電測試運放各引腳電壓值，注意萬用表絕不可同時觸碰到多個引腳，否則將造成運放短路，損壞器件。2 .測試前置級、音調(diào)控制級、功率放大級的電壓增益和整機增益：在下列條件下測試：音量電位器RP3置于最大位置；音調(diào)控制電位器置中心位置；擴音機的輸出在額定輸出功率以內(nèi)，并保

9、證輸出波形不產(chǎn)生失真；輸入信號頻率為1KHz的正弦波。3 .測量各項指標：最大不失真輸出電壓Vomax（或Vopp）;輸入靈敏度Vimax；最大輸出功率P。；8。功名在測這三項內(nèi)容時，可一次測得相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)計算后得出各指標。具體做法是在輸出端加接額定負載（，逐漸增大輸入信號，用示波器同時觀察輸入、輸出信號，當(dāng)輸出波形剛好不出現(xiàn)失真時，用交流毫伏表（改用示波器）測出輸入RMS和輸出電壓。此時的輸入電壓就是最大輸入靈敏度Vimax（Vimax<100mV）；輸出電壓就是最大不失真輸出電壓Vomax同時可得最大輸出功率：Po-應(yīng)實驗名稱：擴音機電路的綜合測試4 .整機電路的頻率響應(yīng)：在高低音不

10、提升、不衰減時（即將音調(diào)電位器RP1和RP2放在中心位置），保持輸入信號幅度不變，并且改變輸入信號Vi的頻率。隨著頻率的改變，測出當(dāng)輸出電壓下降到中頻（f=1kHz）輸出電壓Vo的0.707吾時，所對應(yīng)的頻率fL和fH。一般要求頻帶不小于50Hz20kHz。5 .整機高低音控制特性：先將Rpi、©2電位器旋至中間位置，減小輸入信號幅度（f=1kHz）,使輸出電壓為最大輸出電壓的10%左右。并保持Vi不變，測出Vo,算出中頻（f=1kHz）時的Av;f=100Hz時的音調(diào)控制特性使電位器Rp1旋至二個極端位置A和B,依次測出Ava和Avb（即測出Voa和Vob）,并由此計算出Voa/V

11、OB;f=10kHz時的音調(diào)控制特性使電位器RP2旋至二個極端位置C和D,依次測出Avc和Avd（即測出Voc和Vod），并由此計算出Voc/Vod。6 .噪聲電壓Vn:除去輸入信號并且將擴音機電路輸入端對地短路，此時測得的輸出電壓有效值即為Vn。7 .聽音實驗：將信號送入擴音機電路，逐一改變音調(diào)電位器RP1和RP2,試聽喇叭發(fā)音情況。五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理1.測量各級電路的靜態(tài)工作點：引腳mA741AiA27+14.91V+14.91V4-14.91V-14.91V200300600引腳TDA20305+14.39V3-14.39V201040Ai仿真電路圖:實驗名稱：擴音機電路的綜合測試A

12、i仿真結(jié)果:WODEVOLTAGENOBEVOLTJWENODEVOLTAGECVCC)14.40(YEE)-14,184。CVIW)A2仿真電路圖:5C11匚占L-J溫一A的3WOFF=g,EM1曲里旺C13,VftgMODEVOLTAGE0.0000(TO1)G9inn,-.0078RIBD1飛押id例ID則T*iw門8+5顯什T贏2o1的-15¥A2仿真結(jié)果:JIODEVOLTAGEMODEVOLTAGENT0DETOLTACEMDEVOLTAGE¥+)-ie.9eE+06(V-)-ia.98E-HaCVCC)14.1840(VEE)-14.1840(V01)JOOD

13、V02).oooo(+IEV>15.0000(-1EV)15.0000A3仿真電路圖:-fl口仆HImDni4+i44CiiHI-gPL11me。mC=1*y>-:LIHKUKRWA3仿真結(jié)果:NODENODEVOLTAGIMODIVOLMENOLEVOLTAGE(VCC)1氏0000(VEE)-15.0000(VC公0.0000(VO3)0027(+1BV)15.0000(-15V)-15.DOOO(IJ05710)0,0000(N05721)0.0000實驗名稱：擴音機電路的綜合測試2 .測試前置級、音調(diào)控制級、功率放大級的電壓增益和整機增益：前置級音調(diào)控制級功率放大級整機Vi

14、l100mVVi230mVVi3100mVVi100mVVol624mVVo217.0VVo33.46VVo16.8VAvi6.24AV2566.7AV334.6Av168左圖為前置級輸出電壓，右圖為音調(diào)控制級輸出電壓;HIM9r麗丁麗y11-Mar-111S3SLDOMlfcHt左圖為功率放大級輸出電壓，右圖為整機輸出電壓;前置級仿真波形:實驗名稱：擴音機電路的綜合測試數(shù)據(jù)測量：1TraceColarTraceNameY171-Y2Y1(Cunorl)'-Y1(XValues243.10兆0.000243103UY1-Y1Cursor!)Y2.-CURSOR1rZVCVn)9.隼37

15、61SKflrn0.0000.00MHvcvo!)52.906m-7793fim60.700m42.918m-7.0;4"<>音調(diào)控制級仿真波形:訂線數(shù)據(jù)測量:IIITraceColcrTraceNameY1Y1-Y2Yl(Curwr1)-YZ(CurXValues256S97U0.000256697Un-YMCursorl)Y2-Y2CURSOR1rZV(Vo1)9.M1mQ.O009.M1m00000.000”(V叨-9979mO.O'OO-19.97Crn0.000<l"I功率放大級仿真波形:實驗名稱：擴音機電路的綜合測試數(shù)據(jù)測量：1Trac

16、eColarTraceNameY1Y1-Y2Y1(Cursor1HVZ(XValues237547ruq.ooq237.M7UY1-Y1(CuFSDr1>YE-CURSOR1.Z“CV皿9.957m3f09iu9.919m0.0000.01MHVCVoS)g5節(jié)2amq&925m32S.21&T315.569m-274HlJ整機仿真電路圖：整機仿真波形:數(shù)據(jù)測量:1ITraceColorTracNameY1yi-yaY1(Guriorl)-Y2(4XValues237788u0.000237788u¥1¥1(Cursorl)Y2-CURSOR7ZNS.

17、騙7m1段居加9.&48m&.COCC.00一V£Vout)-14544-2.7031mJ.M17-20044-5.7：實驗名稱：擴音機電路的綜合測試3 .測量各項指正最大不失真輸出電壓Vomax（或Vopp）；輸入靈敏度Vimax；最大不失真輸出電壓Vomax仿真波形:數(shù)據(jù)測量:輸入靈敏度Vimax此時輸入電壓為50.5mV。實驗名稱：擴音機電路的綜合測試4 .整機電路的頻率響應(yīng)：1kHz參考波形KJtSJJREcm悔蠅道15時CH*期率cmAMS?IllnW嵯-幢值MSX&WCHI/WhhyW1MH4T47V>ii左圖為fL=47.9765Hz,右圖

18、為fH=20kHz仿真波形:數(shù)據(jù)測量:1八TraceColorTraceMameY1T£Y1-Y2Y1(Cursor1)-Y2(CiXValues10,000239SJK-23J23KY1-¥1(CLir«or1)Y2-VCURSOR1,3V(Vin)1.C&CO1.0000fl.0000.000o.ocoMMVf/out)143.63?143.3邪234.a0Qfn143阻144.疣1VB1一"II>實驗名稱：擴音機電路的綜合測試5 .整機高低音控制特性：f=100Hz時的音調(diào)控制特性使電位器RP1旋至二個極端位置A和B,依次測出Ava和

19、Avb（即測出VOA和VOB）,并由此計算出Voa/VOB；Voa/Vob=10；仿真波形：數(shù)據(jù)測量:八XValues117C5m3.6632m-23771TlY1-¥1(Cursor1)Y；CURSORVQAn)3.3444m16919m-347£0DuD.000013,§35rTii-M7.500J1.600Ou14V(Yobt-2452&4mB3-320.656m-24S.54Sm7日ViVobtlL-1.4137-4.通82.9711-L417QJyaL_IIIf=10kHz時的音調(diào)控制特性使電位器RP2旋至二個極端位置C和D,依次測出Avc和Av

20、d（即測出Voc和Vod），并由此計算出Voc/VOD；實驗名稱：擴音機電路的綜合測試Voc/Vod=16.095。仿真波形:數(shù)據(jù)測量:因波形陷入自激振蕩，經(jīng)調(diào)試無法解決，故無法測量數(shù)據(jù)。6.噪聲電壓Vn :VN=39.2mV仿真波形：實驗名稱：擴音機電路的綜合測試數(shù)據(jù)測量：JI.入TraceColorTraceNameY1Y1-Y2Yl(Cursorl)Y?(CXValues13954m0.0001Yl-YI(Cursorl)Y2-1CURSOR)0.0000.000O.GDOO.ODC0.000-269e5m6925mQ。叫-Z.&SZE.m-2中3.jL_III_L>六、實驗結(jié)果與分析1.測量各級電路的靜態(tài)工作點:引腳g741AiA2實測值仿真值實測值仿真值7+14.91V+14.1840V+14.91V+14.1840V4-14.91V-14.1840V-14.91V-14.1840V200003