浅析音响放大器的电路设计

摘要：音响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与混合前置放大器、音量控制器、功率放大器几部分组成。本设计采用集成运放芯片LM324和LA4102。其中LM324是通用的四运算放大器，双列直插8脚封装的内部包含四组形式完全相同的运算放大器。除电源用外，四组相互独立；LA4102是一种应用很广的集成功率放大器。它采用带散热片的14脚双列直插式塑料封装，在低压运用时具有较好的性能。由于集成放大器和集成运算放大器具有体积小，重量轻，使用方便和工作可靠的特点，应用越来广泛。因此可代替传统的电子管部份和元器件多，布线复杂等问题。

关键词：LM324四运算放大器； LA4102功率放大器； 电阻； 电容

一、概述

通过本次设计了解音响放大器的基本构成，组成一个简单的音响放大器；

理解音量控制器、集成功率放大器的工作原理和应用方法；根据音响放大器的基本要求设计音响放大器，能够独立搭接电路、掌握调试技术。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。预计音响技术今后的发展主流为数字音响技术。在本次设计中，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，然后进入输入级，中间级进行电流或电压放大，进入输出级进行功率放大，最后推动执行机构做某项工作。

二、音响放大器各部的电路设计

1.话筒放大器与混合前置放大器的电路设计

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1.2所示电路由话音放大器与混合前置放大器两级电路组成，其中A1组成同相放大器，具有很高的输入阻抗，能与高阻花筒配接作为话音放大器电路，其放大倍数A =1+R12/R11=8.5（18.5dB）

四运放LM324的频带虽然很窄（增益为1时，带宽为1MHz），但这里放大倍数不高，故能达到f =10KHz的频响要求。

混合前置放大器的作用是将磁带放音机输出的音乐信号与电子混响后的声音信号混合放大，其电路如图1.1所示。这是一个反向加法器电路，输出电压与输入电压间的关系为

2.音量控制器的电路设计

音量控制器主要控制、调节音响放大器的幅频特性，以达到时在不同的频率下有不同的输出要求。其电路如下图，RP 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。

3.功率放大器

集成功率放大器的电路如图3，RF，CF 与内部电阻R11组成交流负反馈支路，控制功放级的电压增益AVF，即AVF=1+R11/RF≈R11/RF 得功放级的电压增压

AV4 ≈R11/RF=33 如果出现高频自激（输出波形上叠加有毛刺），可以在13脚与14脚之间加0.15uF的电容，或减小CD的值

（五）音响放大器各级电路的制作及调试

1.合理布局，分级装调

音响放大器是一个小型电路系统，安装前要对整机线路进行合理布局，一般按照电路的顺序一级一级的布线，功放级应远离输入级，每一级的地线应尽量接在一起，连接尽可能短，否则很容易产生自激。

安装前应检查元器件的质量，安装时特别要注意功放块，运算放大器、电解电容等主要器件的引脚和极性，不能接错。从输入级开始向后级安装，也可以从功放级开始向前逐级安装。安装一级调试一级，安装两级要进行级联调试，直到整机安装与调试完成。

2.整机功能试听

用8Ω/5W的扬声器代替负载电阻RL ，在功放块的引脚14，运算放大器的引脚4输入5V～9V的电压。可进行以下功能试听：

话音扩音

将低阻话筒接话音放大器的输入端，要注意，扬声器输出的方向与话筒输入的方向相反，否则扬声器的输出声音经话筒输入后，会产生自激啸叫。讲话时，扬声器传出的声音应清晰，改变音量电位器，可控制声音大小。

音乐欣赏

将录音机输出的音乐信号，接入混响前置放大器，改变音调控制级的高低音调控制电位器，扬声器的输出音调发生明显变化。

卡拉OK伴唱

录音机输出卡拉OK磁带歌曲，手握话筒伴随歌曲歌唱，适当控制话音放大器与录音机输出的音量电位器，可以控制歌唱音量与音乐音量之间的比例。

3.调试结论：

本电路在调试过程中，音频输出效果基本符合题目要求，功放各种音频信号声音洪亮清晰，无噪音，失真度几乎没有。但在话筒信号输入部分电路中，出现了放大倍数不够，导致了功放话筒声音小，而且有噪音。改进方法应为加大放大倍数，接上滤波电容，提高话筒前置放大能力。

参考文献

[1]瞿德福主编：《实用数字电路读图方法》（第2版），机械工业出版社。

[2]王艳红主编：《数字电路技能实训教程》，煤炭工业出版社。

[3]刘勇主编：《数字电路》（第2版），电子工业出版社。

[4]陈振官主编：《数字电路及制作实例》，国防工业出版社。

[5]潘中良主编：《数字电路的仿真与验证》，国防工业出版社出版社。2006年10月