低音炮的制作论文.doc

西安航空职业技术学院电子创新设计
西安航空职业技术学院
电
子
产
品
设
计
论
文
课 题 低音炮制作
学生姓名 范明友
学 号 14205109
专 业 太阳能应用技术
班 级 光伏一班
指导教师 洪云飞
评阅教师 洪云飞
完成日期 2015年6 月 15 日

低音炮是大家的一个俗称或者简称，严格讲应该是：同轴喇叭，高音仔，超高音，超重低音。就人耳可闻的音频分析而言，由超重低音、低音、低中音、中音、中高音、高音、超高音等组成。内部功放电路，通过分频器将声音分成几个频率段，低频段的输出到低音炮，一般低音炮发出20-200HZ的低频声音，在能量不是很强时人是较难听到的，且很难很难分清音源方位。

图为普通低音炮
功放俗称“扩音机”他的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大，推动音箱放声。一套良好的音响系统功放的作用功不可没。功放是音响系统中最基本的设备，它的任务是把来自信号源的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。
图为普通公放

功率放大器
一、总体方案:
我们查阅大部分关于做功放的电子类书和文档,在这些资料当中,我们根据我们的自身能力和现有条件,我们选择了以下电路图来制做功放电路:

选择理由:这个方案简单易行,方便调试,以我们的现在能力相符合,而已元件在市场上能买得到.
我们将总电路分为三个部分来制作:
电源部分制作:
我们采用220V变为9V的变压器,将市电变为12V交流电,再通过整流桥的整流,滤波电容滤波,结果输出为差不多16V的直流电,再经过L7412稳压芯片稳压,输出正12伏直流电.
功放主板部分制作:
我们采用四块LM386音频芯片按上图联接,构成声道功放电路．两块芯片的正负输入极相互交差联接，使两个芯片同时对一个声道的信号进行放大。
元器件清单及工具:
序号
标注
元件名称
型号规格
数量
序号
标注
元件名称
型号规格
数量
1
R1
电阻
10K
1
15
SP1
喇叭
8欧/0.5W
1
2
R2、4、5
电阻
2.2K
3
16
K1
电源开关
-
1
3
R3
电阻
47
1
17
T1
变压器
9V/3W
1
4
R6
电阻
820
1
18

固定胶
-
1
5
W1
可调电阻
50K
1
19

双声道插座
-
1
6
C1、2
电解电容
1000uF
2
20

外壳

1
7
C3、5、7
瓷片电容
103
3
21

电源线
二芯
1
8
C4
瓷片电容
333
1
22

音频输入线
-
1
9
C6
电解电容
100uF
1
23

音量旋钮
-
1
10
C8
电解电容
220uF
1
24

开关按钮
-
1
11
VD1-4
二极管
1N4007
4
25

导线
0.3*10
2
12
LED1
发光管
直径3
1
26

自攻螺丝
3*14
4
13
IC1
集成电路
7909
1
27

线路板
单面
1
14
IC2
集成电路
LM386
1
28

说明书

1
主要芯片说明:
LM386芯片说明：
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。
具有以下特点：
1.电源电压范围宽：12—4伏
2. 静态电流小，当Vcc=6V时，静态电流为4mA
3. 输出端直流电压自动跟踪
4. 电压增益可调
5. 外围元件少
LM386内部电路
LM386内部电路与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路。
第一级为差分放大电路，T1和T3、T2和T4分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载；T3和T4信号从管的基极输入，从T2管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。第二级为共射放大电路，T7为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。第三级中的T8和T9管复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。
引脚2为反相输入端，引脚3为同相输入端。电路由单电源供电，故为OTL电路。输出端（引脚5）应外接输出电容后再接负载。
电阻R7从输出端连接到T2的发射极，形成反馈通路，并与R5和R6构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。

图为LM386内部电路
二、LM386的引脚图
LM386的外形和引脚的排列如下图所示。引脚2为反相输入端，3为同相输入端；引脚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；使用时在引脚7和地之间接旁路电容，通常取10μF。

三、安装与调试
电路安装时只要按线路板上所标符号安装，一般都能一次成功，关键是一些机械安装上需要注意一下，下面对安装中容易出现的问题进行说明，以便制作时出现问题：
1、C2安装时，一定要卧式安装，否则由于这个电容高度较高，直装的话会顶牢变压器，具体各元件的安装位置可参考我们制作好的实物照片：

2、线路板的固定是靠音量电位器固定螺丝来完成，在固定时注意电源指示灯和电源开关的位置是否对准音箱盒子面板上的孔，同时要将音频信号输入孔对准盒子后面的孔位；
3、 电源线伸出盒子前先打个结，可防止线被拉出；
4、喇叭安装时一定不要把上面的孔位挡住，上面的孔位是固定面板用的，否则面板将无法安装到位，固定面板的孔位见下图中的箭头所指：

全部元件安装好后，将音频信号线插入本音箱，另一头插到音频信号输出设备，如电脑、MP3等等，插上电源，打开电源开关，电源指示灯亮，然后转动音量电位器，控制声音的大小，这样，你就可以慢慢地利用自己的劳动成果欣赏音乐了！制作好的迷你低音炮实样见下面的照片，样子不错吧！
三、调试过程：
两个104的电容本来是用来隔直的,不过好像电脑主板和声卡上出来的音频都不带直流成份,而且用104时输入电平比较高的时候声音有失真,于是去掉两个104的电容。
在这个时候电压用的是9V,接上MP3一听,还不错,可是就是杂声比较厉害,调了调R1的大小,当R1被调到最大的时候杂声没有了,最小的时候也没有了,原因可能有两个音频线上有电容在输入电阻R1比较小的时候,和LM386自激产生杂音,放大就不得了了.于是决定R1就直接调到50K,然后调节MP3的音量.好像一切都没有问题,拿到MP3接上,刚接上去时,声音挺大,以为制作算完成了,但一首歌就放完了,本来该是安静的却听见喇叭里有杂音,开始还是以为是R1的问题,噪音仍然存在,怀疑是主板上的高频噪声,于是在输入端并上一个102的电容不起作用.这个电容也不能取太大,大了要影响高频特性.又怀疑是功率大了影响C1,于是又在电源上并了一个100uF的电容,还是不行。就在这个时候用手一抓我的功放输入端的焊点,竟然没杂音了,仔细一想,原来是我从主板接出来的线是一个接声道和一个接地,现在将这两个都悬浮起来接到功放上,两边没有共地,于是就有了杂音.之后用了一个104的电容将电脑地和功放地一共起来,问题解决了，效果也很好。
功放简介:
重量：625克
尺寸：宽1826cm×高718cm×深14cm(厘米)
输入：3路双声道
输出：4声道
谐波失真：＜8.9%
讯 噪 比: ≥60dB
分 离 度： ≥50dB
调节： 10kHz ±15dB 100Hz ±15dB
功率：2.1W×2 阻抗：4欧
输入灵敏度： 1kHz 125MV
频响： 20HZ－20KHZ±1dB
四、设计心得:
这次课程设计我选择制作低音炮，一方面制作过程并非很复杂，另一方面制作完成后我们可以用于平时娱乐生活中。通过这次功放制作活动,我深深的体会到了电子制作的艰辛过程，这是我们以前在课本上体验不到了。也通过这次学习，让我对电子行业有了一个全新的认识。在理论与实践当中，最重要的是要把理论的东西与实践相结合。脱离实践谈理论只是纸上谈兵。在理论计算中，一是一，二就是二，但是要把他们运用到实践上还要通过实践验证——调试。一件再好的作品，如果调试不成功，都等于白做了，这个道理我在这次活动中总算深深的体会到了。也同时让 我对功放电路有个进一步的了解。我通过上网查资料，懂得了什么是甲类功放，什么是乙类功放等等。在这次设计过程中，我们也遇到了不少问题，比如有些元件我要的买不到，有些没有用的倒买了不少，就这样让我们白白地浪费了金钱。在焊接过程中，由于一时的疏乎大意，使得一条导线不通，或是由于虚焊，便使整个电路不能调试成功，这也是我在制作过程中常常遇到的问题。在调试过程中，也因为芯片没接好，使整个芯片烧坏。这些也是我常常在制作其它电路中遇到的问题。我也想方设法来避免此类问题的再次发生。当然，失败是成功之母。有失败也是再所难免，但我会以此为戒。
通过这次活动，我觉得我成长的不少，。但以此同时也学会了不少的东西，就比如焊接，在这个设计之前我焊接工夫很差的，手拿铬铁头都会不停抖，但这次设计活动中我的室友给我做了指导，让我把这个不好习惯改掉了。
我们在设计过程中劳逸结合，我觉得这是个很好的方法。这样大家都不会因为过度疲劳而使精神分散，从而在接线过程中出错，也为我们的健康提供了保障。由于在焊锡过程中会产生有害气体，所以我们在旁边放置了一个小风扇，把气体吹走。在设计前为了得到充分的理论依据，大家认真的查阅之前学习过的模电、高频等专业学科的课本和相关的指导书；为了熟练掌握设计工具POTEL，大家到图书馆借了很多关于POTEL的书籍一边学习一边运用。完成设计的电路图之后，我没有并没有沾沾自喜，而是不断对电路进行改进和更改。经过不断改进，使功放的音色不断提高,同时也提高了功放的信噪比，使音色更加的完美。我们由于是采用万能板焊接，在焊接过程中，因为相互提醒的缘故，整个过程避免了很多无谓的过失，使制作焊接得以顺利进行，并最终比其他人开始进行调试。调试时我们得到了几天来努力的成果：音色出乎我们的意料，可以跟一般的小型功放相媲美。
收获及体会：
1、在此次的功放设计过程中，更进一步地熟悉了乙类功放电路的放大原理及掌握了音频信号放大的过程
2、在设计电路中，发现有些电路图上很简单，但实际布线却很复杂。
3、在我们一起的努力之下终于完成任务、我们认识到团队的力量，应该时刻保持团队合作精神
4、综合涉及运用了课本的知识，使动手能力得到很大的提高
五、参考文献
[1] 实用音响电路设计手册[专著]/罗静成等著.—北京：人民邮电出版社，1991.8
[2] 模拟电子技术基础/童诗白，华成英主编；清华大学电子学教研组编.—4版.—北京：高等教育出版社，2006.5
[3] 高保真音响电路与家庭影院音响系统[专著]/肖景和赵健主编.—北京：人民邮电出版社，2000.11
[4] 部分电路图以及实物图来自网络