集成运算放大器的线性应用试验.PDF

实验八 扩音机联调与测试综合实验 1.1 实验目的 （1）了解集成运放线性放大电路、音调调节电路、OCL 功率放大电路等分立电路的基本工作原理； （2）掌握扩音机的基本构成方法； （3）掌握由各单元电路的分步调试到扩音机的综合调试方法。 1.2 实验仪器及器件 （1）双踪示波器； （2 ）直流稳压电源； （3 ）函数信号发生器； （4 ）数字电路实验箱或实验电路板； （5 ）数字万用表； （6 ）实验三、实验四、实验五中的实验器件，另还需运放 uA741 一个、20k 电阻 1 个、1k 电阻 2 个、1k 变位器 1 个、510 Ω电阻1 个。 1.3 预习要求 （1）了解扩音机的工作原理； （2 ）回顾集成运放线性放大电路、前置运算放大电路、音调调节电路、OCL 功率放大电路的工作原 理和调试方法； 1.4 实验原理 实验已知拾音器输出电压幅值 5mV，伴音信号电压幅值 100mV。要求产生的正负直流电源为 12V， 输出功率1W ，负载阻抗 8 Ω，输入阻抗20k Ω。 1.4.1 整体原理框图 扩音机综合电路框图如图 1 所示，主要包括 5 大基本模块：小信号放大、信号处理、功率放大、音 频信号产生和直流电源。这 5 大模块已在前面的实验中单独介绍，此次实验需将前面的各次实验结合起 来组成扩音机综合电路。 图 1 扩音机综合电路框图 （1）扩音机电路中的小信号放大电路实现对输入的音频信号进行电压放大的功能，可以由单管放 1 大电路实现，也可以用运算放大电路实现，还可以由前置放大电路完成。 （2 ）信号处理电路实现放大后的音频信号音调滤波调整，可以进行高低音的提升或者压低。 （3 ）功率放大电路实现音频信号的功率放大，可以采用OCL 电路，也可以采用BTL 电路，还可以 用集成功率放大电路。功率放大的信号驱动扬声器发音。 （4 ）音频信号产生电路产生的正弦波可以模拟伴音信号作为扩音机调试电路的输入信号。 （5 ）直流电源产生的±12V 电压源可以为整个电路提供直流电源。 考虑到该电路包含的模块较多及调试的难度，该实验基本要求为：完成小信号放大电路、信号处理 电路和功率放大电路的联合设计与调试。调试时音频信号函数发生器的信号代替，直流电源电压由直流 稳压电源提供。音频信号产生电路和直流稳压电源产生电路的联合调试作为扩展内容。 结合前面的分立电路实验，考虑到拾音器的输出电压幅值 5mV，最后要产生幅值约 4V，功率约 1W 的信号输出以驱动扬声器。小信号放大电路、信号处理电路和功率放大电路三个模块总的电压增益为 800。常用的各模块增益分配方案有两种。 方案一的模块增益分配方案如图 2 所示。在该方案中，小信号放大电路电压增益约为 40 ，信号处理 电路在中频区的电压增益约为 1，功率放大电路的电压增益约为20 。因该方案的功率放大电路要进行电 压放大，所以要在前面加放大器和功率放大电路一起构成一个负反馈放大电路。该方案因在输出级引入 了负反馈，输出信号比较稳定。 200 mV 200 mV 5mV 小信号放大 信号处理 功率放大 4V Av 1 约 40 A v 约 1 Av 约20 A =800 V 图2 模块增益分配方案一 方案二的模块增益分配方案如图 3 所示。 在该方案中，小信号放大电路电压增益约为 800，信号处理电路在中频区的电压增益仍然约为 1， 功率放大电路的电压增益约为 1。该增益与实验四的功率放大电路一致。采用该方案可以更方便的将前 面实验的几个模块组合，故这里采用方案二来介绍扩音机的实验。