扩音器课程设计(共40页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上电子技术课程设计论文 -扩音器电路设计院系： 电气工程学院 专业： 测控技术与仪器 班级： 1141班 姓名： 学号： 指导教师： 2013 年 6 月 28 日目录专心-专注-专业第一章 绪论对于工科类院校，电类专业学生在学习到电子线路功放电路章节时，都要有相应的课程设计需要完成，在自己设计扩音器电路时总会遇到一些小问题，要么手边的电路太简单，放大效果达不到所要的效果，要么就是查阅得到的电路太复杂，不易制作实现。而现在多用于高校功放课程设计的有两种电路，一种是集成功放 LM386组成的音频功率放大电路，一种是集成功放TDA2030A组成的音频功率放大电路。我们此次的

2、课程设计所用的芯片是集成功放LM386。自从1906年美国的德福雷斯特发明了真空三极管，开创了电声技术的先河。1927年贝尔实验室发明了负反馈NFB（Negative feedback）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，而1947年威廉逊先生在一篇设计Hi-Fi（High Fidelity）放大器的文章中介绍了一种成功运用负反馈技术，成为了Hi-Fi史上一个重要的里程碑。 60年代由于晶体管的出现，使功率放大器步入了一个更为广阔的天地。晶体管放大器细腻动人的音色、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

3、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。第二章 系统总设计方案2.1集成功率放大器随着线性集成电路的发展集成功率放大器的应用日益广泛。OTL、OCL等电路均有各种不同输出功率和不同电压增益的多种型号的集成电路。集成功率放大电路的性能指标是应用集成功率放大的依据。集成功率放大电路的主要性能指标有最大输出功率、电源电压范围、电源静态电流、电压增益、频带宽度、输入阻抗、输入偏置电流、总谐振波失真等。而集成功率放大电路可分为LM386集成放大电路、LA410系列功放集成电路、LM287集成放

4、大电路、TDA1514A集成放大电路等。2.2放大器原理在模拟电子线路中，电信号经过放大之后，往往要去推动执行机构完成人们所预期的功能，例如推动喇叭发声，推动继电器实现控制等。执行机构要正常工作都需要从电路中获取较大的电能。往往要求放大电路的末级（即输出级）输出一定功率以驱动负载。因此，放大电路的末级均由功率放大器组成。功放(功率放大器)的原理就是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。 因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的倍，是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的

5、电流会等于基极电流的倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。 而场效应管则是用栅极电压来控制源极与漏极的电流，其控制作用用跨导表示，即栅极变化一毫伏，源极电流变化一安，就称跨导为1，功率放大器就是利用这些作用来实现小信号控制大信号，从而使多级放大器实现了大功率的输出，并非真的将功率放大了。针对功率放大器的特点有以下几项要求：1.要求输出功率尽可能大；2.电源转换效率要高；3.非线性失真要小；4.功放管的散热要好。主要讨论的技术指标有最大不失真输出功率、电源效率、功放管的极性参数及电路

6、防止失真的措施。功率放大器分为甲类功率放大器、乙类功率放大器和甲乙类功率放大器。其中：1、输出功率输出功率是指功放电路输送给负载的功率。目前人们对输出功率的测量方法和评价方法很不统一，使用时注意： (1)额定功率（RMS）：它指在一定的谐波范围内功放长期工作所能输出的最大功率（严格说是正弦波信号）。经常把谐波失真度为1%时的平均功率称为额定输出功率或最大有用功率、持续功率、不失真功率等。很显然规定的失真度前提不同时，额定功率数值将不相同。(2)最大输出功率：当不考虑失真大小时，功放电路的输出功率可远高于额定功率，还可输出更大数值的功率，它能输出的最大功率称为最大输出功率，前述额定功率与最大输出

7、功率是两种不同前提条件的输出功率。(3)音乐输出功率（MPO）：音乐输出功率MPO是英文Music Power Outpur的缩写，它是指功放电路工作于音乐信号时的输出功率，也就是输出失真度不超过规定值的条件下，功放对音乐信号的瞬间最大输出功率。音乐输出功率可以用来评价功放的动态听音效果，例如在平稳的音乐过程后面突然出现了冲击性强的打击乐器声音，有的功放电路可在瞬间提供很大的输出功率给以力度感有使不完的劲；有的功放却显得力不从心底气不足。为了反映这瞬间突发性输出功率的能力可以用音乐输出功率来量度。(4)峰值音乐输出功率（PMPO）：它是最大音乐输出功率，是功放电路的另一个动态指标，若不考虑失真

8、度功放电路可输出的最大音乐功率就是峰值音乐输出功率。通常峰值音乐输出功率大于音乐输出功率，音乐输出功率大于最大输出功率，最大输出功率大于额定输出功率，经实践统计，峰值音乐输出功率是额定输出功率的5-8倍。2、频率响应频率响应反映功率放大器对音频信号各频率分量的放大能力，功率放大器的频响范围应不低于人耳的听觉频率范围，因而在理想情况下，主声道音频功率放大器的工作频率范围为20-20kHz。国际规定一般音频功放的频率范围是40-16 kHz1.5dB。3、失真失真是重放音频信号的波形发生变化的现象。波形失真的原因和种类有很多，主要有谐波失真、互调失真、瞬态失真等。4、动态范围放大器不失真的放大最小

9、信号与最大信号电平的比值就是放大器的动态范围。实际运用时，该比值使用dB来表示两信号的电平差，高保真放大器的动态范围应大于90 dB。自然界的各种噪声形成周围的背景噪声，而周围的背景噪声和演奏出现的声音强度相差很大，在通常情况下，将这个强度差称为动态范围，优良音响系统在输入强信号时不应产生过载失真，而在输入弱信号时，有不应被自身产生的噪声所淹没，为此好的音响系统应当具有较大的动态范围，噪声只能尽量减少，但不可能不产生噪声。5、信噪比信噪比是指声音信号大小与噪声信号大小的比例关系，将攻放电路输出声音信号电平与输出的各种噪声电平之比的分贝数称为信噪比的大小。6、输出阻抗和阻尼系数(1)输出阻抗：功

10、放输出端与负载（扬声器）所表现出的等效内阻抗称为功放的输出阻抗。(2)阻尼系数：阻尼系数是指功放电路给负载进行电阻尼的能力。7、工作范围 工作范围是指功率放大器在规定的失真度和额定输出功率条件下的工作频带宽度，即功率放大器的最低工作频率至最高工作频率之间的范围，单位Hz（赫兹），放大器实际的工作频率范围可能会大于定义的工作频率范围。2.3 LM386音频放大电路LM386是一个三级放大电路。第一级为差分放大电路，第二级为共射放大电路，第三级电路可以取消交越失真。LM386的内部原理图见附录2。引脚2为反相输入端，3为同相输入端；5为输出端；引脚6和4分别为电源和地；引脚1和8为电压增益设定端，

11、当引脚1和8之间外接不同的电阻时，Au的调节范围为20200。应当指出，在1和8外接电阻时，只因改变交流通路，所以必须在外接电阻回路中串联一个大容量电容，通常取10F。2.4 方案设计本课题采用LM386作为功率放大器确定各级的增益分配放大倍数Vs. dB数0dB：一般将信号电平（0dB）即0.775V作为衡量放大器灵敏度的参考标准。5mV的dB数为：。因为采用的集成芯片LM386，其输出功率为20W，则负载上的电压 ：为又话筒输入为5mV，则整个电路的增益为20lg（13/0.005）=68dB。考虑到音调级必要的衰减，增益为2dB左右。所以取整个电路的增益为70dB。则各级的增益如下：*

12、功放级：26dB（厂家给定的）* 音调控制级：-2dB。* 前置放大级：44dB。前置放大级功率放大级电源负载图2-1系统构成框图2.4.1 前置放大极采用共射极放大电路构成前置年放大极，三极管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数 b。当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是注入电流b 倍的电流，即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是三极管的放大作用。2.4.2 三极管性能的

13、简易测量 (1) 用万用表电阻档测ICEO和 基极开路，万用表黑表笔接NPN管的集电极c、红表笔接发射极e(PNP管相反)，此时c、e间电阻值大则表明ICEO小，电阻值小则表明ICEO大。用手指代替基极电阻Rb，用上法测c、e间电阻，若阻值比基极开路时小得多则表明 值大。 (2) 用万用表hFE档测有的万用表有hFE档，按表上规定的极型插入三极管即可测得电流放大系数，若很小或为零，表明三极管己损坏，可用电阻档分别测两个PN结，确认是否有击穿或断路。 2.4.3 电路形式的选择芯片选用LM386，主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少，压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和

14、电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。输入端以地位参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。 第三章 仿真测试 在用Peotel DXP进行PCB设计以及手工画板布线之前，我们决定先用仿真软件对我们设计的电路进行仿真和测试，初步估计一下功放电路的效果，以及通过在仿真软件里对电位器进行调节，大体测试出在仿真软件中功放电路效果比较好的电位器调节范围，以便给现实中元器件的安装、调试提供依据。我此次对电路仿真所采用的软件是Protues。3.1 Protues 简介Protues 是英国Labcenter公司开

15、发的嵌入式系统仿真软件，组合了高级原理图设计工具ISIS(Intelligent Schematic Input System）、混合模式SPICE仿真、PCB设计以及自动布线而形成了一个完整的电子设计系统。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析各种模拟和数字电路，并且对PC机的硬件配置要求不高。该软件具有以下主要特点：1.实现了单片机仿真与SPICE（Simulation Program with Intigrated Circuit Emphasis）电路仿真相结合，具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LC

16、D系统仿真的功能2.提供了大量的元器件，涉及电阻、电容、二极管、三极管、MOS管、变压器、继电器、各种放大器、各种激励源、各种微控制器、各种门电路和各种终端等；同时，也提供了许多虚拟测试仪器，如电流表、电压表、示波器、逻辑分析仪、信号发生器、定时计数器等。3.支持主流单片机系统的仿真。如，68000系列、8051系列、AVR系列、PIC系列等。4.提供软硬件调试功能。同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C Vision3 等软件。5.具有强大的原理图编辑及原理图后处理功能6.Protues VSM 组合了混合模式的SPICE电路仿真、动态器件和微控制器模型，实现了完整的基于微控制器

17、设计的协同仿真，真正使在物理原型出来之前对这类设计的开发和测试成为可能。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。Protues电路设计是在Protues ISIS（Intelligent Schematic Input System）集成环境中完成的。3.2 Protues ISIS 工作界面Protues ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，包括：标题栏、主菜单、工具箱、工具栏、状态栏、对象选择按钮、对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器、编辑窗口。a) 编辑窗口编辑窗口主要完成电路设计图的绘制和编辑。为了作图方便，在编辑窗口

18、内设置有点状栅格，若想除去栅格可以由View菜单的Grid菜单项切换。在编辑窗口内放置编辑对象时，被编辑对象所能移动的最小距离称作Snap，亦可由View菜单进行设置。b) 预览窗口预览窗口可以显示编辑窗口的全部原理图，也可以显示从对象选择器中选中的对象。当预览窗口显示全部原理图时，在预览窗口有两个框，篮框表示当前页的边界，绿框表示当前编辑窗口显示的区域。在预览窗口上单击，Protues ISIS将以单击位置为中心刷新编辑窗口。当从对象选择器选中对象时，预览窗口将预览选中的对象；此时，如果在编辑窗口内单击，预览窗口内的对象将被放置到编辑窗口，这称为Protues ISIS的放置预览特性。c)

19、对象选择器在程序设计中，经常用到对象这一概念。所谓对象，是一种将状态（数据）和行为（操作）合成到一起的软件构造，用来描述真实世界的一个物理实体或概念性的实体。在Protues ISIS中，元器件、终端、引脚、图形符号、标注、图表、虚拟仪器和发生器都赋予了物理属性和操作方法，它们就是一个软件对象。在工具箱中，系统集成了大量的与绘制电路图有关的对象。选择相应的工具箱图标按钮，系统将提供不同的操作功能。工具箱图标按钮所对应的操作功能如表1所列。表3-1工具箱各图标按钮功能名称图标功能Component选择元器件Junction dot在原理图中添加连接点Wire label给导线添加标注Text s

20、cript在电路图中输入文本Bus在电路图中绘制总线Sub-circuit绘制子电路图块Instant edit mode即时编辑模式Inter-sheet Terminal（Terminals）图纸内部的连接端子（终端）Device Pin元器件引脚Simulation Graph仿真分析图表Tape recorder当对设计电路分割仿真时采用此模式Generator发生器（或激励源）Voltage prob电压探针Current prob电流探针Virtual Instruments虚拟仪器2D graphics line2D制图画线2D graphics box2D制图画方框2D gra

21、phics circle2D制图画圆2D graphics arc2D制图画弧2D graphics path2D制图画任意闭合轨迹图形2D graphics text（输入）2D 图形文字2D graphics symbol（选择）2D 图形符号2D graphics markers mode（选择）2D 图形标记模式在对象选择器中，系统根据选择不同的工具箱图标按钮决定当前状态显示的内容。Protues提供了大量的元器件，通过对象选择按钮P(Pick from Library)，我们可以从元器件库中提取需要的元器件，并将其置入对象选择器中，供今后绘图时使用。为了寻找和使用元器件的方便，现将元

22、器件目录及常用元器件名称中英文对照列于表2中。表3-2元器件目录及常用元器件名称中英文对照元器件目录名称常用元器件名称英文中文英文中文Analog ICs模拟集成电路芯片AMEMETER电流表Capacitors电容Voltmeter电压表CMOS 4000 seriesCMOS4000系列Battery电池电池组Connectors连接器Capacitor电容器Data Converters数据转换器Clock时钟Debugging Tools调试工具Crystal晶振Diodes二极管D-Flip-FlopD触发器ECL 10000 series ECL10000系列Fuse保险丝Elec

23、tromechanical机电的（电机类）Ground低Inductors电感器（变压器）Lamp灯Laplace Primitives常用拉普拉斯变换LED发光二极管Memory ICs存储芯片LCD液晶显示屏Microprocessor ICs微处理器芯片Motor电机Miscellaneous杂项Stepper Motor步进电机Modelling Primitives仿真原型POWER电源Operational Amplifires运算放大器Resistor电阻器Optoelectronics光电类Inductor电感PLDs & FPGAsPLDs 和 FPGAs类Switch开关R

24、esistors电阻类Virtual Terminal虚拟终端Simulator Primitives仿真器原型PROBE探针Speakers & Sounders声音类Sensor传感器Switches & Relays开关与继电器Decoder解（译）码器Switching Devices开关器件Encoder编码器Thermionic Valves真空管Filter滤波器Transistors晶体管Optocoupler光耦合器TTL 74 seriesTTL 74 系列Serial port串行口TTL 74 ALS seriesTTL 74ALS 系列Parallel port并行口

25、TTL 74 LS seriesTTL 74LS 系列Alphanumeric LCDs字母数字的LCDTTL 74 HC seriesTTL 74HC 系列7-Segment Displays7段数码显示器3.3 原理图绘制的方法和步骤在Protues软件当中，电路的原理图绘制大体分为以下几个步骤：1.创建新的设计文件2.设置图纸类型3.将需要的元器件加入对象选择器4.放置元器件5.总线6.连接元器件7.加入电源、地、输入波和检测装置8.标注9.编辑对象的属性3.3.1 创建新的设计文件我们学习了很多软件，诸如Auto CAD、Protel DXP、Keil、MCGS等电气类软件，包括我们日

26、常用到的word、PPT、Excel、PS等软件，在进行操作之前，我们都要先创建工程或者文件，。而Protues在进行原理图绘制之前也需要先进行文件的创建。首先，进入Protues ISIS编辑环境。选择File|New Design菜单项，在弹出的模板对话框中选择DEFAULT模板，并将新建的设计文件设置好保存路径和文件名。Protues ISIS的设计文件的扩展名为“.dsn”。3.3.2 设置图纸类型选择System|Set Sheet Sizes菜单项，弹出Sheet Size Configuration对话框。根据原理图中的元器件的多少，合理选择图纸的类型。3.3.3 将需要的元器件

27、加入对象选择器选择Library|Pick Device/Symbol菜单项或者单击按钮P(Pick from Libraries)，弹出元器件选择页面。在关键字区域输入需要查找的元器件名称，则元器件列表区域列出名称中含有输入的关键字相关的元器件，同时在元器件预览区域，可以看到该器件的实形；而在元器件PCB封装预览区域，可以看到其PCB预览图。在元器件列表区域内选中自己所需要的元器件，双击即可将该原器件添加到对象选择器。单击OK按钮也可以将其加至对象选择器并同时关闭元器件选择页面。通过这样的操作可将所有需要的元器件添加到对象选择器中。如下图3-1所示。图3-1 器件查找界面及元件列表3.3.4

28、 放置元器件在对象选择器中选中要加入到原理图中的元器件,将鼠标指针置于编辑窗口欲放置对象处单击，则该对象完成放置。按照此方法，可以将所有需要的元器件放置到编辑窗口当中。本次扩音器电路的元器件摆放如下图3-2所示。图3-2 摆放元器件3.3.5 总线ISIS支持在层次模块间运行总线，同时也支持库元器件为总线型引脚。单击工具箱中的Buses Mode按钮，使之处于选中状态。将鼠标指针置于编辑窗口，在总线的起始位置单击，然后移动鼠标指针，到其终止位置双击即可结束总线绘制。在绘制多段连续总线时，只需要在拐点处单击，步骤与绘制一段总线相同。3.3.6 连接元器件 导线是电气元器件图中最基本的元素之一，具

29、有电气连接意义。在ISIS编辑环境中没有绘制导线工具，这是因为ISIS具有智能化特点，在想要绘制导线的时候能够进行自动检测。ISIS具有导线自动路径（Wire Autorouter：简称WAR）功能，当选中两个接点后，WAR将选择一个合适的路径完成连接。3.3.7 加入电源、地、输入波和检测装置选择工作模式菜单中的终端模式，和选择元器件一样，分别点击要加入到原理图中的电源和地，,将鼠标指针置于编辑窗口该对象的欲放置处单击，则便可以完成该终端的放置。查找终端界面如下图3-4. 图3-4 查找终端 在信号模式当中选择需要的波形发生装置，加入到原理图当中。 图3-5 加入输入波形 在加入了输入波形之

30、后，我们便要考虑对信号输出的检测。所以我们还要在虚拟仪器模式下找到虚拟示波器，并将它连接到信号的输出端。3.3.8 标注导线标签按钮用于对一组线或一组引脚编辑网络名称，以及对特定的网络指定名称。单击工具箱中的Wire Lable Mode按钮，使之处于选中状态。将鼠标指针置于编辑窗口的欲标标签的导线上，则鼠标指针上会出现“”符号，表明找到了可以标注的导线；单击，则弹出导线标签编辑界面。在导线标签编辑界面内，String文本框中输入标签名称。标签名放置的相对位置可以通过界面下部的单选项进行选择。3.3.9 编辑对象的属性在ISIS中，对象的含义及其广泛。一个元器件、一根导线、一根总线、一个导线标

31、签均可视为一个对象。对于任何一个对象，系统都给它赋予了许多属性。用户可以通过对象属性编辑界面给对象的属性重新赋值。对象属性编辑的步骤为：在工具箱中选择Instant Edit Mode按钮，进入即时编辑模式；先指向对象单击（即可选中）再单击对象(或先指向对象，然后右击对象，在弹出的右键快捷菜单中选择Edit Properties or Edit Wire Style ，etc.)均可打开对象编辑界面，在此页面完成对属性值的重新设定。当输入端接入正玄波时，波形参数设置和示波器检测到的波形如下图3-7所示。（由于放大后的波形幅度过大，所以示波器B通道中栅格大小设置值为A通道栅格大小设置值得10倍。

32、） 图3-7 正玄波参数设置及示波器检测波形当输入端接入方波时，波形参数设置和示波器检测到的波形如下图3-8所示。（由于放大后的波形幅度过大，所以示波器B通道中栅格大小设置值为A通道栅格大小设置值得10倍。） 图3-8 方波参数设置及示波器检测波形 由于在Protues软件中没有语音输入的元件，所以便拿10V的信号源代替，在软件仿真的时候，会有声响。第四章 元器件介绍设计内容:由9013NPN型三极管和LM386音频集成功放组成功率放大器.由驻极体话筒产生输入信号，驱动扬声器发声.能够设计出一套较为理想的功率放大电路。下面给出该电路所用的器件清单：器件清单：LM386N-1 一块；9013 一

33、个；扬声器 10一个；驻极话筒 一个；电位器 单圈蓝色方形 2个；电阻：3.3K 1/2W 一个、1K 1/2W 一个、50K 1/2W 一个、100 1/2W 一个、10K 1/2W 一个；电容：220F 16V 一个、10F 16V 4个、0.01F 16V 一个、100F 16V 一个。4.1 LM386 LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。LM386 电路主要特性：电路类型为OTL；静态功耗低，约为4mA,可以用电池供电；工作电压范围宽，4-12V或5-18V；外围元件少；电压增益可

34、调，20-200；频带宽，300（1.8断开）；低失真度，0.2%。4.2 9013晶体管9013晶体管是一种NPN型硅小功率的三极管它是非常常见的晶体三极管，在收音机以及各种放大电路中经常看到它，应用范围很广,它是NPN型小功率三极管。 参数： 极限参数：Pcm=645Mw Icm=500 Uceo35V(Ic=100A) Ucbo4Ov(Ic=100A)直流参数：Icbo0.1A(Ucb=10V) Iceo0.1(Uce=10V)Ibeo0.1A(Ueb=1.5V) 交流参数：fT100MHz(Ucb=10V IC=50mA f=100MHz RL=5)主要用途： 放大电路4.3电容电容的

35、作用: 1）旁路 旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。 就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。 为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。 这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地电位是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。 2）去藕 去藕，又称解藕。 从电路来说， 总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大， 驱动电路要把电容充电、放电， 才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候， 电流比较大， 这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上

36、的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是所谓的“耦合”。 去藕电容就是起到一个“电池”的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。 将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取0.1F、0.01F 等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是10F 或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号

37、返回电源。这应该是他们的本质区别。 3）滤波 从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1F 的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越大低频越容易通过。具体用在滤波中,大电容（1000F）滤低频，小电容（20pF）滤高频。曾有网友形象地将滤波电容比作“水塘”。由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变

38、动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。 4）储能 储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。 电压额定值为40450VDC、电容值在220150 000F 之间的铝电解电容器（如EPCOS 公司的 B43504 或B43505）是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式， 对于功率级超过10KW 的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。4.4 扬声器扬声器的种类很多，按其换能原理可分为电动式（即动圈式）、静电式（即电容式）、电磁式（即舌簧式）、压电式（即晶体式）等几种，后

39、两种多用于农村有线广播网中；按可分为低频扬声器、中频扬声器、高频扬声器，这些常在音箱中作为组合扬声器使用。 1）低频扬声器 对于各种不同的音箱，对低频扬声器的品质因素Q0值的要求是不同。对闭箱和倒相箱来说，Q0值一般在0.30.6之间最好。一般来说，低频扬声器的口径、和音圈直径越大，低频重放性能、瞬态特性就越好，也就越高。 低音单元的结构形式多为锥盆式，也有少量的为平板式。低音单元的振膜种类繁多，有铝合金振膜、铝镁合金振膜、陶瓷振膜、碳纤维振膜、防弹布振膜、玻璃纤维振膜、丙烯振膜、纸振膜等等。采用铝合金振膜、玻璃纤维振膜的低音单元一般口径比较小，承受比较大，而采用强化纸盆、玻璃纤维振膜的低音单

40、元重播时的音色较准确，整体平衡度不错。 Q0： 扬声器单元的品质因数是设计和和制作音箱前必须了解的一个很重要的参数。在扬声器单元的阻抗特性上它表示，阻抗曲线在谐振处阻抗峰的尖锐程度，它在一定的程度上反映了扬声器振动系统的阻尼，简称Q0值，扬声器单元的品质因数越高，谐振频率就越难控控制。扬声器的低频特性通常由扬声器单元的品质因数值和谐振频率决定，其中品质因数的大小与扬声器单元在谐振频率处输出的声压有关。Q0值过低时扬声器的输出声压还没有到F0处时就迅速的下降，扬声器处于过阻尼状态，造成低频衰减过大。Q0值过高时扬声器处于欠阻尼状态，低频得到过份的加强。Q0值越大峰值越陡。因此我们说扬声器的品质因

41、数即不能过高也不能过低，通常我们取它的临界阻尼值Q0等于0。50。7作为最佳的取值范围。 （2）中频扬声器 一般来说，中频扬声器只要频率响应曲线平坦，有效大于它在系统中担负的放声频带的宽度，阻抗与灵敏度和低频单元一致即可。有时中音的功率容量不够，也可选择灵敏度较高，而阻抗高于低音单元的中音，从而减少中音单元的实际。中音单元一般有锥盆和球顶两种。只不过它的尺寸和承受功率都比高音单元大而适合于播放中音频而已。中音单元的振膜以纸盆和绢膜等软性物质为主，偶尔也有少量的顶振膜。 （3）高频扬声器 高音单元顾名思义是为了回放高频声音的。其结构形式主要有号解式、锥盆式、球顶式和铝带式等几大类。扬声器的主要性

42、能指标扬声器的主要性能指标有：灵敏度、频率响应、额定功率、额定阻抗、指向性以及失真度等参数。 1、额定功率 扬声器的功率有标称功率和最大功率之分。标称功率称额定功率、不失真功率。它是指扬声器在额定不失真范围内容许的最大输入功率，在扬声器的商标、技术说明书上标注的功率即为该功率值。最大功率是指扬声器在某一瞬间所能承受的峰值功率。为保证扬扬器工作的可靠性，要求扬声器的最大功率为标称功率的23倍。 2、额定阻抗 扬声器的阻抗一般和频率有关。额定阻抗是指音频为400Hz时，从扬声器输入端测得的阻抗。它一般是音圈直流电阻的1.21.5倍。一般动圈式扬声器常见的阻抗有4、8、16、32等。 3、频率响应

43、给一只扬声器加上相同电压而不同频率的音频信号时，其产生的声压将会产生变化。一般中音频时产生的声压较大，而低音频和高音频时产生的声压较小。当声压下降为中音频的某一数值时的高、低音频率范围，叫该扬声器的频率响应特性。理想的扬声器频率特性应为2020KHz，这样就能把全部音频均匀地重放出来，然而这是做不到的。每一只扬声器只能较好地重放音频的某一部分。 4、失真 扬声器不能把原来的声音逼真地重放出来的现象叫失真。失真有两种：频率失真和非线性失真。频率失真是由于对某些频率的信号放音较强，而对另一些频率的信号放音较弱造成的，失真破坏了原来高低音响度的比例，改变了原声音色。而非线性失真是由于扬声器振动系统的

44、振动和信号的波动不够完全一致造成的，在输出的声波中增加一新的频率成分。 5、指向特性 用来表征扬声器在空间各方向辐射的声压分布特性，频率越高指向性越狭，纸盆越大指向性越强。 4.5驻极体驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。图4-1驻极体话筒的内部结构 图4-2驻极体话筒外观驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发

45、上一层纯金薄膜。然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷。膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。这样，蒸金膜与金属极板之间就形成一个电容。当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而产生了随声波变化而变化的交变电压。驻极体膜片与金属极板之间的电容量比较小，一般为几十pF。因而它的输出阻抗值很高(Xc=1/2tfc)，约几十兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。所以在话筒内接入一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。场效应管的特点是输入阻抗极高、噪声系数低。普通场效应管有源极(S)、栅极(G)和漏极(D)三个极。这里使用的是在内部源极和栅极间再复合一只二极管的专用场效应管。接二极管的目的是在场效应管受强信号冲击时起保护作用。场效应管的栅极接金属极板。这样，驻极体话筒的输出线便有三根。即源极S，一般用蓝色塑线，漏极D，一般用红色塑料线和连接金属外壳的编织屏蔽线。驻极体话筒与电路的接法有两种：源极输出与漏极输出。第五章 制板与硬件的安装及调试5.1 电路板的制作本次课程设计所腐蚀的并非常用于PCB设计的感光板，而是在空气中放置很久