音响放大器课程设计与制作 - - 图文

武汉理工大学《模拟电子技术》课程设计说明书

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 音响放大器设计与制作 初始条件：

1.模电知识基础，尤其是功放部分。 2.电路板焊接知识。

3.运算放大器LM342，音频功放芯片TDA2030，电阻若干， 电容若干，二极管若干，喇叭一个

要求完成的主要任务:

1.根据理论知识书写课程设计报告。

2.按照要求焊接实物，利用分离元件或集成电路制作一个音响放大器， 可以放大话筒信号或毫伏级音频信号。

参考书：

1.《电子线路设计·实验·测试》 第三版，谢自美 主编，华中科技大学出 版社 2.《通信电子线路》 第二版，刘泉 主编，武汉理工大学出版社

3. 《高频电子线路》第三版 张肃文 主编 高教出版社

4.《电子技术动手实践》：主编：崔瑞雪， 北京航空航天大学出版社

时间安排：

1．18号：撰写设计报告及答辩 地点：鉴主18楼7号实验室

指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日

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目 录

摘要 ............................................................................................................................................ 3 1 概述 ........................................................................................................................................ 4

1.1 音响的介绍及音响的历史 ......................................................................................... 4 1.2名词解释 ...................................................................................................................... 5 1.3 设计的任务与要求 ..................................................................................................... 6 2 电路方案的比较与论证 ........................................................................................................ 7

2.1 放大电路的比较与论证 ............................................................................................. 7 2.2 音频功率放大电路的比较与论证 ............................................................................. 7 3 核心元器件介绍 .................................................................................................................... 8

3.1 LM324的介绍 ............................................................................................................. 8 3.2 TDA2030的介绍 ......................................................................................................... 9 4 电路的整体结构 .................................................................................................................. 11 4.1 直流稳压电源电路的设计 ....................................................................................... 11

4.2 话音放大器与混合前置放大器的设计 ................................................................... 11 4.3 音调控制器的设计 ................................................................................................... 13 4.4 功率放大电路的设计 ............................................................................................... 15 5 Multisim仿真 .................................................................................................................... 16

5.1 对元器件的前期准备 ............................................................................................... 16 5.2 Multisim的简单用法 ................................................................................................ 16 5.3 仿真结果 ................................................................................................................... 22 6 调试 ...................................................................................................................................... 25

6.1 静态工作点测试 ....................................................................................................... 25 6.2 最大输出功率测试 ................................................................................................... 25 6.3 频率特性测试 ........................................................................................................... 25 6.4 音乐试听 ................................................................................................................... 25 7 收获及体会 .......................................................................................................................... 26 参考文献 .................................................................................................................................. 27 附录 .......................................................................................................................................... 28

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摘要

音频放大器可以用来话音扩音、音乐欣赏、卡拉OK伴唱，其中的电子混响器使声音听起来具有一定深度感和空间立体感。 音响放大器是由话筒放大器、混合前置放大器、、音调控制器、功率放大器几部分组成。

设计首先设计电路原理图，在multisim仿真中实现了话筒和声音的混合放大，继而在protel中制作pcb版，买好元件后在万用板上进行焊接，最终完成设计。 电路设计完成后，开始对系统进行测试：通过对系统在软件下仿真测试，也对印制板进行调试。在本设计中，测试后发现系统基本能达到要求。 关键词：音响放大 功率 LM324 TDA2030 multisim

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音响放大器的设计与制作

1 概述

1.1 音响的介绍及音响的历史

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。通过音响放大器设计，使我们认识到一个简单的模拟电路系统，应当包括信号源、输入级、中间级、输出级和执行机构。信号源的作用是提供待放大的电信号，如果信号是非电量，还须把非电量转换为电信号，然后进入输入级，中间级进行电流或电压放大，再进入输出级进行功率放大，最后去推动执行机构做某项工作。

经过改革开放30年来的高速发展，我国电子音响行业取得了长足的发展，从单一的收音机到现在CD、VCD、DVD、多媒体音响、GPS、车载多媒体终端等百花齐放，涌现出了一批优秀企业。即便是在经历了自然灾害、人民币升值、原材料大幅涨价等不利因素，我们仍有一大批企业以加强自主创新、优化产品结构、开拓新市场、加强经营管理为手段，面对困难，保持了较高的发展速度。

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，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。上世纪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。

上世纪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。

上世纪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。

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上世纪70年代中期，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。

1.2名词解释

音响系统整体技术指标性能的优劣，取决于每一个单元自身性能的好坏，如果系统中的每一个单元的技术指标都较高，那么系统整体的技术指标则很好。其技术指标主要有六项：频率响应、信噪比、动态范围、失真度、瞬态响应、立体声分离度、立体声平衡度。

1.2.1 频率响应：所谓频率响应是指音响设备重放时的频率范围以及声波的幅度随频率的变化关系。一般检测此项指标以1000Hz的频率幅度为参考，并用对数以分贝(dB)为单位表示频率的幅度。

音响系统的总体频率响应理论上要求为20~20000Hz。在实际使用中由于电路结构、元件的质量等原因，往往不能够达到该要求，但一般至少要达到32~18000Hz。

1.2.2 信噪比：所谓信噪比是指音响系统对音源软件的重放声与整个系统产生的新的噪声的比值，其噪声主要有热噪声、交流噪声、机械噪声等等。一般检测此项指标以重放信号的额定输出功率与无信号输入时系统噪声输出功率的对数比值分贝(dB)来表示。一般音响系统的信噪比需在85dB以上。

1.2.3 动态范围：动态范围是指音响系统重放时最大不失真输出功率与静态时系统噪声输出功率之比的对数值，单位为分贝(dB)。一般性能较好的音响系统的动态范围在100(dB)以上。

1.2.4 失真：失真是指音响系统对音源信号进行重放后，使原音源信号的某些部分

（波形、频率等等）发生了变化。音响系统的失真主要有以下几种：

a．谐波失真：所谓谐波失真是指音响系统重放后的声音比原有信号源多出许多

额外的谐波成分。此额外的谐波成分信号是信号源频率的倍频或分频，它是由负反馈网络或放大器的非线性特性引起的。高保真音响系统的谐波失真应小于1%。

b．互调失真：互调失真也是一种非线性失真，它是两个以上的频率分量按一定

比例混合，各个频率信号之间互相调制，通过放音设备后产生新增加的非线性信号，该信号包括各个信号之间的和及差的信号。

c．瞬态失真：瞬态失真又称瞬态响应，它的产生主要是当较大的瞬态信号突然加到放大器时由于放大器的反映较慢，从而使信号产生失真。一般以输入方波信号通

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过放音设备后，观察放大器输出信号的包络波形是否输入的方波波形相似来表达放大器对瞬态信号的跟随能力。

d. 立体声分离度：立体声分离度表示立体声音响系统中左、右两个声道之间的隔离度，它实际上反映了左、右两个声道相互串扰的程度。如果两个声道之间串扰较大，那么重放声音的立体感将减弱。

e. 立体声平衡度：立体声平衡度表示立体放音系统中左、右声道增益的差别，如果不平衡度过大，重放的立体声的声像定位将产生偏移。一般高品质音响系统的立 体声平衡度应小于1dB。

1.3设计的任务及要求

I、设计任务

利用分离元件或集成电路制作一个音响放大器，可以放大话筒信号或毫伏级音频信号。 II、要求

1.

技术指标如下：

a．输出功率：0.5W； b．负载阻抗：4欧姆；

c．频率响应：fL~fH=50Hz~20KHz； d． 输入阻抗：>20K欧姆； e．整机电压增益： >50dB；

2.电路要求有独立的前置放大级（放大话筒信号）; 3.电路要求有独立的功率放大级。

4.发挥部分：在话筒放大级和功放级之间利用模拟延时器件实现电子混响，以模拟声音多次反射的效果！

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2 电路方案的比较与论证

2.1 放大电路的比较与论证

方案一：采用uA741运算放大器设计电路，uA741通用高增益运算通用放大器，早些年最常用的运放之一，应用非常广泛，为双列直插8脚或圆筒8脚封装。工作电压±22V，差分电压±30V，输入电压±18V，允许功耗500mW。

方案二：采用LM324通用四运算放大器，双列直插8脚封装，内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

方案选取：uA741是通用放大器，性能不是很好，满足一般需求，而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能达到频响要求，故选用LM324四运放大器。

2.2 音频功率放大电路的比较与论证

方案一： 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电源电压4--12V，音频功率0.5w。LM386音响功放是由NSC制造的，它的电源电压范围非常宽，最高可使用到15V，消耗静态电流为4mA，当电源电压为12V时，在8欧姆的负载情况下，可提供几百mW的功率。它的典型输入阻抗为50K。

方案二：TDA2030芯片所组成的功放电路，它是一款输出功率大，最大功率到达35W左右， 静态电流小，负载能力强，动态电流大既可带动4-16Ω的扬声器，电路简洁，制作方便、性能可靠的高保真功放，并具有内部保护电路。

方案选取：

本课题要求音响放大器的输出功率在0.5W以上，故选用TDA2030。频率响应fL～fH＝50Hz～20kHz；而单电源供电音频功率放大器已经达到所需要的目标。并且它较少元件组成单声道音频放大电路、装置调整方便、性能指标好等特点。而BTL电路虽然也有以上的功能，但制作复杂，不利于维修。

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3 核心元器件介绍

3.1 LM324的介绍

LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。 每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图2。

由于LM324四运放电路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，因此被广泛应用在各种电路中。

此放大器可代替晶体管进行交流放大，可用于扩音机前置放大等。电路无需调试。放大器采用单电源供电，由R1、R2组成1/2V+偏置，C1是消振电容。 放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定：Av=-Rf/Ri。负号表示输出信号与输入信号相位相

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反。按图中所给数值，Av=-10。此电路输入电阻为Ri。一般情况下先取Ri与信号源内阻相等，然后根据要求的放大倍数在选定Rf。Co和Ci为耦合电容 LM324的内部结构如图3-3：

输出

图3-3 LM324内部结构

LM324系列采用两个内部补偿，二级运算放大器，每个运放的第一级由带输入缓冲晶体管Q21和Q17的差动输入器件Q20和Q18，以及差动到单端转换器Q3和Q4。第一级不仅完成第一级增益的功能，而且要完成电平移动和减小跨导的功能。由于跨导的减小，仅需使用一个较小的补偿电容（仅0.5pF），从而就可以减小芯片尺寸，跨导的减小可由将Q20和Q18的极电集分离而实现。该输入级的另一特征是，在单电源工作模式下，输入共模范围包含负输入和地，无论是输入器件或者差动到单端变换器都不会饱和，第二级含标准电流源负载放大器级。

3.2 TDA2030的介绍

TDA2030A是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。如图1所示，按引脚的形状引可分为H型和V型。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。意大利SGS公司、美国RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同类产品生产，虽然其内部电路略有差异，但引出脚位置及功能均相同，可以互换。

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电路特点：

[1].外接元件非常少。

[2].输出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。

[3].采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度。 [4].开机冲击极小。

[5].内含各种保护电路，工作安全可靠。主要保护电路有：短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。 [6].TDA2030A能在最低±6V最高±22V的电压下工作在±19V、8Ω阻抗时能够输出16W的有效功率，THD≤0.1%。无疑，用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或小型功放再合适不过了。

引脚情况(如图3-4): 1脚是正相输入端 2脚是反向输入端 3脚是负电源输入端 4脚是功率输出端

5脚是正电源输入端。 图3-4

注意事项：

1、TDA2030A具有负载泄放电压反冲保护电路，如果电源电压峰值电压40V的话， 那么在5脚与电源之间必须插入LC滤波器，二极管限压（5脚因为任何原因产生了 高压，一般是喇叭的线圈电感作用，使电压等于电源的电压）以保证5脚上的脉冲 串维持在规定的幅度内。

2、热保护：限热保护有以下优点，能够容易承受输出的过载（甚至是长时间的）， 或者环境温度超过时均起保护作用。

3、与普通电路相比较，散热片可以有更小的安全系数。万一结温超过时，也不会对 器件有所损害，如果发生这种情况，Po=（当然还有Ptot）和Io就被减少。 4、印刷电路板设计时必须较好的考虑地线与输出的去耦，因为这些线路有大的电流 通过。

5、装配时散热片与之间不需要绝缘，引线长度应尽可能短，焊接温度不得超过260 ℃，12秒。

6、虽然TDA2030A所需的元件很少，但所选的元件必须是品质有保障的元件。

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4 电路的整体结构

这次实验主要通过对音响放大器的设计，来了解音响放大器的组成，掌握音响放大器的设计方法，学会综合运用所学的知识对实际问题进行分析和解决。

音响放大器的基本组成如图2-1所示。

话筒话音放大器磁带放音机混合前置放大器音调控制器功率放大器扬声器

图4-1 电路整体框图

从上图可以看到，音响放大器主要由语音放大器、混合前置放大器、音调控制器和功率放大器等电路组成。设计时先确定整机电路的级数，再根据各级的功能及级数指标要求分配各级电压增益，然后分别计算各级电路的参数，通常从功放级开始向前级逐级计算。本题需要设计的电路为语音放大器、混合前置放大器、音调控制器和功率放大器。

4.1 直流稳压电源电路的设计

各种电器设备内部均是由不同种类的电子电路组成，电子电路正常工作需要直流电源，为电器设备提供直流电的设备称为直流稳压电源。直流稳压电源可以将220V的交流输入电压转变成稳定不变的直流电压，直流稳压电源的组成框图如图4-2所示。

22ovAC变压电路整流电路滤波电路稳压电路Uo直流 图4-2 电源组成框图

由于时间的限制，在这里直接使用同学设计好的的直流稳压电源。

4.2 话音放大器与混合前置放大器的设计

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由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20kΩ(亦有低输出阻抗的话筒如20Ω，200Ω等)，所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。

图4-3所示电路由话音放大器与图4-4混合前置放大器两级电路组成，其中U3A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音放大器电路，其放大倍数AV1=1+R5/R1=8.5 。

图4-3 话音放大器电路图。

图4-4中的混合前置放大器的电路中，U2B作反相放大器。电路中电容C4、C5是用作噪声去耦合的，可以用小体积大容量的钽电容或普通电解电容，一般选为10μF。耦合电容的作用是阻止前后两级电路的信号相互干扰影响，并且不会影响信号的传递。

图4-3 混合前置放大器的电路

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4.3 音调控制器的设计

音调控制器的电路如图4-5所示，其中，R21称为音量控制电位器，其滑臂在最上端时，音量放大器输出最大功率。R15是临场感控制器，它能对500～2000Hz频率范围内的信号提升或衰减6～8dB,，可用来控制现场气氛。R20为超低音控制器，它与一般低音控制器不同之处在于它的起控转折频率取得较低(100Hz)，所以当播放动态宽阔的音乐时，其低音柔和而又具力度。单调控制器只对低音频与高音频的增益进行提升与衰减，中音频的增益保持０dB不变。因此，单调控制器的电路可由低通滤波器与高通滤波器构成。由运放构成的单调控制器构成，如图4-5所示。这种电路调节方便，元器件较少，在一般收录机、音响放大器中应用较多。

图4-5 音调控制器电路

工作状态及元件参数计算： 第一：低频时的情况：

低频提升与衰减，电路图如下图4-6（a）和图4-6（b）所示：

1234DViR1RP1R2C2ViR1RP1C1R2DR4-VeeR4-VeeCVoA1A1VoC图（a）BGND+VCC图（b）GND+VCCBTitle图4-6 低频提升与衰减电路 ASize13 A4NumberRevision ADate:File:1213-May-2003F:\\新建文件夹\\MyDesign.ddb3Sheet of Drawn By:4武汉理工大学《模拟电子技术》课程设计说明书

增益为：

VoA（jω）=Vi=-[(RP31+R32)/R31]*[1+(jω)/ω2]/[1+(jω)/ω1]................................（公式1）

式中：ω1=1/（RP31*C32）， ω2=（RP31+R32）/（RP31*R32*C32）

①当f

AVL=(RP31+R32)/R31.....................................................................（公式2） ②在f=fL1时，因为fL2=10fL1，故可得

AV1=(RP31+R32)/2R31..............................................................（公式3） 此时，电压增益 AV1相对于 AVL下降了3dB。 ③在f=fL1时，可得

AV1=[(RP31+R32)/R31]*（2/10）=0.14 AVL............................（公式4） 此时，电压增益 AV2相对于 AVL下降了17dB。 同理可得低频衰减的相应表达式。 第二：高频提升与衰减：

1高频等效电路如图4-7所示： R1R2R4-Vee23456RcDRaC3VoA1A1ViVoR3+VCCGNDGND+VCCCRb-VeeDViCC3R3RP2BRP2B高频等效电路（a）Title等效电路图（b） RevisionA 图4-7 Size高频等效电路 NumberA电阻关系式为： Date: 13-May-2003 File:1234BF:\\新建文件夹\\MyDesign.ddbSheet of Drawn By:5Ra=R31+R31+（R31R31/R32） Rb=R34+R32+（R34R32/R31） Rc=R31+R32+（R32R31/R34）

6 若取R31=R32=R34，则上式为：Ra=Rb=Rc=3R32=3R34.......................................(公式5)

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4.4 功率放大电路的设计

功率放大器，简称“功放”。很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整 个音响系统的任务，这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口，而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。当负载一定时，希望其输出的功率尽可能大，其输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高，功放的常见电路有OTL(Output Transformerless)电路和OCL(Output Capacitorless)电路。有用集成运算放大器和晶体管组成的功放，也有专用集成电路功放。

TDA2030A是SGS公司生产的单声道功放IC，该IC体积小巧，输出功率大，最大功率到达40W左右；并具有静态电流小（50mA以下），动态电流大（能承受3.5A的电流）；负载能力强，既可带动4-16Ω的扬声器，某些场合又可带动2Ω甚至1.6Ω的低阻负载；音色中规中举，无明显个性，特别适合制作输出功率中等的高保真功放等诸多优点。

图4-8 功率放大电路

以下是总电路：

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图4-9 实验总电路图

5 Multisim仿真

5.1对元器件的前期准备

在确定原理图后，就得开始对各个元器件的阻值和符号进行标注。弄好后最关键的还是各个元器件的封装，一定要根据实物的大小了封装。像一些电阻、电容等常用的就库里就有的，不过有些元器件的封装还得自己画。像TDA2030这个封装就要自己 画了，用直尺量出它的尺寸，然后自己根据实物的尺寸来画封装。一般的元器件学校实验室有，但往往核心元器件需要提前到专卖市场去买，所以这就要求早早定好实验 方案。

5.2 Multisim的简单用法

1、关于Multisim

Multisim是一个完整的设计工具系统，提供了一个非常大的元件数据库，并提供原理图输入接口、全部的数模Spice仿真功能、VHDL/Verilog设计接口与仿真功能、FPGA/CPLD综合、RF设计能力和后处理功能，还可以进行从原理图到PCB布线工具

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包（如：Electronics Worbench的Ultiboard）的无缝隙数据传输。它提供的单一易用的图形输入接口可以满足您的设计需求。Multisim提供全部先进的设计功能，满足您从参数到产品的设计要求。因为程序将原理图输入、仿真和可编程逻辑紧密集成，您可以放心地进行设计工作，不必顾及不同供应商的应用程序之间传递数据时经常出现的问题。

2、建立电路

要开始建立电路文件，只需运行Multisim。它会自动打开一个空白的电路文件。电路的颜色、尺寸和显示模式基于以前的用户喜好设置。可以象1.7所描述的那样，用弹出式菜单根据需要改变设置，也可以参考Multisim User Guide。

3、放置元件

如何利用元件工具栏放置元件，这是放置元件的一般方法。下面讲一些例子：放置一个5V电源。

1.将鼠标指向电源工具按钮（或单击该按钮），电源族工具栏显示：

图5-1 电源组工具栏

2.单击直流电压源按钮，鼠标指示已为放置元件做好准备。

3.将鼠标移到要放置元件的左上角位置，利用页边界可以精确地确定位置，单 击鼠标，电源出现在电路窗口中。

4、改变电源值

电源的缺省值是12V，可以容易地将电压改为我们需要地5V。改变电源值： 1.双击电源出现电源特性对话框，电源值标签（Value tab）显示如下：

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图5-2 电源值标签 2.将5改为12，单击OK。

值的改变只对虚拟（Virtual）元件有效，虚拟元件不是真实的，也就是说您不可能从供应商那里买到。虚拟元件包括所有的电源和虚拟电阻/电容/电感，以及大量的用来提供理论对象的真实元件，如理想的运算放大器等。

Multisim用两种方法处理虚拟元件，与处理真实元件稍有不同。首先，虚拟元件与真实元件的缺省颜色不同，这样会提醒您这些元件不是真实的，不会输出到PCB布线软件。下一步放置电阻时将会看到这种差别。第二，放置虚拟元件时不是从浏览器中选择的，因为可以任意设置元件值。 5、放置电阻：

1.放置鼠标于基本元件工具箱，在出现的工具栏中单击电阻按钮，出现电阻浏览器 2.滚动Component List找到470ohm的电阻。

3.选择470ohm电阻，然后单击OK。鼠标出现在电路窗口中。 4.将鼠标移动到A5位置，单击鼠标放置元件。

注意电阻的颜色与电源不同，提醒您它是实际的元件（可以输出到PCB布线软件）。为了连线方便，需要旋转电阻。右击电阻有相应选项。

6、改变元件的标号：

双击元件出现元件特性对话框。

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1.单击标号Label标签，输入或调整标号（由字母与数字组成，不得含有特殊字符和空格）。

2.单击Cancel取消改变。单击OK存储改变。

改变任一个元件的颜色，右击元件出现弹出式菜单，选择CoLor命令，从出现的对话框中选择合适的颜色。

7、给元件连线

既然放置了元件，就要给元件连线。Multisim有自动与手工两种连线方法。自动连线为Multisim特有，选择管脚间最好的路径自动为您完成连线，它可以避免连线通过元件和连线重叠；手工连线要求用户控制连线路径。可以将自动连线与手工连线结合使用，比如，开始用手工连线，然后让Multisim自动地完成连线。

8、自动连线

开始自动连线：

1. 单击V1下边的管脚。

2. 单击接地上边的管脚。两个元件就自动完成了连线。结果如下：

图5-3 电源改变后的图

【注】连线缺省为红色。要改变颜色缺省值，右击电路窗口，选择弹出式菜单

的Color命令。要改变单个连线的颜色，单击此连线，选择弹出式菜单中的Color命令。

按ESC结束自动连线。要删除连线，右击连线从弹出式菜单中选择Delete或DELETE键。

9、为电路增加文本

Multisim允许增加标题栏和文本来注释电路。

增加标题栏:选择Edit/Set Title Block，输入标题文本单击OK，标题栏出现在电路窗口的右下角。

增加文本：

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1.选择Edit/Place Text。 2.单击电路窗口，出现文本框。 3.输入文本---比如“My tutorial circuit”。 4.单击要放置文本的位置。

要删除文本，右击文本框然后从弹出式菜单中选择Delete命令，或者按DELET键。要改变文本的颜色，右击文本框然后从弹出式菜单中选择Color命令，选择合适的颜色。要编辑文本，单击文本框编辑文本，单击文本框以外任一处结束编辑。移动文本框，单击并拖动文本框到新位置即可。

10、编辑元件

用元件编辑器可以调整Multisim数据库中的所有元件。比如，如果原来的元件有了新封装形式（原来的直插式变成了表面贴装式），可以容易地拷贝原来的元件信息，只改变封装形式，从而产生一个新的元件。用元件编辑器可以产生您自己的元件（将它放入数据库）、从其它来源载入元件或删除数据库中的元件。数据库中的元件由四类信息定义，从各自的标签进入：

* 一般信息（像名称、描述、制造商、图标、所属族和电特性） * 符号（原理图中元件的图形表述）

* 模型（仿真时代表元件实际操作/行为的信息）—只对要仿真的元件是必须的。 * 管脚图（将包含此元件的原理图输出到PCB布线软件（如Ultiboard）时需要的封装信息）

11、添加仪表

Multisim提供一系列虚拟仪表，您要用这些仪表测试电路的行为。这些仪表的使用和读数与真实的仪表相同，感觉就像实验室中使用的仪器。使用虚拟仪表显示仿真结果是检测电路行为最好、最简便的方法。单击设计工具栏中的Instruments按钮进入仪表功能。单击此按钮后会出现仪表工具栏，每一个按钮代表一种仪表。

失真测试仪

逻辑转换器

万用表

示波器 功率计

字产生器

器

波特图绘图函数发生器

逻辑转换器

网络分析仪

频谱分析仪

图5-4 设计工具栏

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虚拟仪表有两种视图：连接于电路的仪表图标；打开的仪表（可以设置仪表的控制和显示选项）。

仪表名称

打开的仪表

仪表图标 接线端

图5-5 打开的仪表

12、增加示波器

1. 单击设计工具栏的Instruments按钮，出现仪表工具栏。

2.单击示波器按钮，鼠标显示表明已经准备好放置仪表。 3.移动鼠标至电路窗口的右侧，然后单击鼠标。 4.示波器图标出现在电路窗口中。

5.现在需要给仪表连线了。

13、给示波器连线

1. 单击示波器的A通道图标，拖动连线到U1与R2间的节点上。 2. 单击B通道图标，拖动连线到Q2与C1间的连线上。

图5-6 给示波器连线

14、设置仪表

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打开示波器，双击示波器图标，显示如下：

图形显示

反转背景色（在白色和黑色之间切换）

以ASII码存储结果

光标1垂直读数差

光标2垂直读数差

垂直光标读数差

图5-7 示波器图标

选择Y/T时，时基（Timebase）控制示波器水平轴（x轴）的幅度。

X轴分辨率

X轴信号起始点

轴显示方式（Y/T是指以Y~T方式显示）

图5-8控制示波器水平轴幅度

为了得到稳定的读数，时基设置应与频率成反比---频率越高时基越低。 设置本电路的时基：

? ? ?

为了很好地显示频率，将时基幅度设置（应该选择Y/T）为20?s/Div。 A通道幅度设置为5V/Div，单击DC。 B通道幅度设置为500 mV/Div，单击DC。

5.3仿真结果

1、下图是整机的输入输出仿真：（B是输入，A是输出）

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图5-1 仿真图

2、话音放大器 幅频特性的仿真

3、混合前置放大器 幅频特性仿真结果

图表 1下限截止频率

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图表 2上限截止频率

4、音调放大器幅频特性仿真

5、下图是整机仿真的波特图：

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6 调试

6.1 静态工作点测试

接上电源(次级为12伏)，不带负载情况下接通电源，按下电路板上电源开 关，测试滤波电容两端输出电压应为14v左右。若出现异常应该立即断电。

6.2 最大输出功率测试

将4Ω负载接入功率输出端。再将信号源调至频率f=1000hz，输出电压为1V，接到音频放大器的声道输入端。将音调调节电位器调到最大。功率输出端接上示波器、毫伏表。

图6-1测试的接法

调节音量电位器，使输出信号失真度THD=3%时，测出功率放大器的输出电压Vo的值，由公式P=Vo2/16计算放大器的最大输出功率。

6.3 频率特性测试

调节1000hz输入信号幅度（或调音量电位器），使输出信号为1V。测出电路输入信号的大小Vi的值。调节输入信号的频率，保持输入信号Vi的大小不变，测量输出信号的大小。找出上下限频率fL和fH，求出通频带BW=FH-f。

6.4 音乐试听

在功率调试正常后，接上音乐信号源，试听音量和音调电路对音乐的调节效果。调节声道的音调电位器，能够听到高提升和低音调的声音有明显的衰减。

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7 收获及体会

这是进入大学以来的第一个课程设计，由于不是太了解所以刚开始感觉有点束手无策，但是但自己通过查资料，请教同学老师，逐渐被课程设计所吸引。

本次课程设计是我们对所学专业知识的运用，也是对我们对手能力的检测。它需要我们熟练掌握模电知识，了解前置放大器与功率放大器的原理以及元件参数设计标准。做出音响很具有实际用处。本来打算设计一个简单的音响，但是为了挑战自己，同时为了让自己的作品实用，所以经过资料收集与查询，又经过总体构思，我决定做一个分为四部分，可以对话筒以及音源都能够放大，并且可以调节高低频率的音响。

结合参考资料，结合自己对电路知识的认识，我先通过查阅资料和自行构思设计，利用multisim仿真软件画好了电路原理图，然后对电路进行仿真实验，等到仿真成功之后，便自行画好接线图，利用万用板进行焊接。电路出现了问题我学会用万用表一一调试，检查问题所在，这个过程又学到了很多东西。在整个测试中发现原先电路有比较大的问题，于是我便认真的检查自己的电路并做了修改，最终顺利完成了作品，看着自己亲自通过自己的知识和努力设计的音响，心里是很欣慰的，因为我从这次课程设计不仅仅只是得到了一个自己的产品，还学到了很多。例如面对问题要保持冷静，开始仿真的时候总是没有结果，心里着急，之后认识到要找出电路的错误一定要有一个冷静的头脑，否则很难发现错误甚至是越改越错。在做课程设计时我们一定要仔细、认真，因为电路中任何一小部分的错误都有可能导致作品的失败。

第一次课程设计的成功，激起了我对专业知识的兴趣，同时也让我认识到，理论知识与实际操作的差异。或许我们对专业知识掌握的很好，但并不意味着我们能够设计出自己的作品。实际操作，是对我们综合能力的体现。通过这次课程设计，我知道自己要学的还有很多，我会继续努力，不仅仅牢固掌握知识，还要将其应运到实际操作中，设计出更满意的作品。

通过本次课设收获很大，非常感谢指导老师与同学们的帮助。

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参考文献

[1] 吴友宇主编.模拟电子技术基础（第一版），清华大学出版社，2009

[2] 谢自美 主编，《电子线路设计·实验·测试》 第三版，华中科技大学出版社 [3] 梁宗善主编，《新型集成电路的应用――电子技术基础课程设计》，华中科技大学出版社

[4] 胡宴如．模拟电子技术[M]．北京：高等教育出版社，2004，2． [5] 孙梅生等编著，《电子技术基础课程设计》，高等教育出版社 [6] 姚福安:《音频功率放大器设计》，山东大学学报，2003年06期。

[7] 牟小令:《高效率音频功率放大器》，西南师范大学学报，2003年01期。 [8] 康华光，陈大钦，张林.电子技术基础.华中科技大学出版社.2002 [9] 韩克，柳秀山. 电子技能与EDA技术 .暨南大学出版社.2004

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附录

附录1

元件清单

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5pmp.html