multisim音响放大器的设计和实验研究仿真(4)
图1 混合前置放大器
2.2.3 音调控制器
音调控制器的功能是根据需要按一定的规律调节音响放大器输出信号的频率响应，从而达到补偿声学特性，美化音色等目的。它能对音频范围内的若干个频段点分别进行提升和衰减。某一频段点的理想频率特性控制曲线如下图所示，而虚线为实际频率特性控制曲线。
图2 频率特性控制曲线
图中 f o ＝ 1kHz 中音频率（亦称中心频率），要求增益 A um =0dB ；
fL1 低音转折频率，一般为几十赫兹；
2.2.4 功率放大器
功率放大器是模拟系统的末级电路，在这里功率放大器的作用是给音响放大器的负载 （扬声器）提供所需的输出功率。目前功率放大器是分立元件和集成电路并存，分立元件中又是半导体器件与真空管并存。从输出方式看，有变压器输出、无变压器输出（OTL）,无电容器输出（OCL），无变压器平衡输出（BTL）等。从工作方式则可分 A 类、B 类、AB 类、D 类、E 类等。
功率放大器的主要性能指标是输出功率、失真度、信噪比、频率响应及效率等。输出功率通常是指输出的平均功率，有时亦用最大功率、最大额定功率等来表示输出功率指标。失真一般是指由放大器非线性引起的总谐波失真（THD）。
2.3 音响放大器各模块设计
2.3.1 总体设计指标
本设计依据的实验条件为：电源电压为＋12V，当输入信号U i为7.4mV（有效值）时，输出额定功率为1W，功放板一块，8 Ω/2W 负载电阻一只，8Ω/5W 扬声器一只。
主要设计指标为：
额定功率Po =1W （THD<3 ％）；
负载阻抗RL =8Ω；
频率响应fL ～fH＝40Hz～10kHz；
话筒放大器输入电阻Ri>5kΩ
2.3.2 各级电路增益分配
根据设计要求，输入信号Ui为7.4mV 时，输出功率最大值为1W ，因此电路系统的总电压增益 ≈380（51.6dB），各级增益分配如下图所示。功放级增益Au4 由集成功放块决定，取 Au4＝50（34dB），音调控制级在fo=1kHz时，增益应为1（0dB）。话筒级与混和级一般采用运算放大器，但会受到增益带宽积的限制，各级增益不宜太大，取Au1＝7.6（17.7dB），Au2＝1（0dB）。
图3 各级电压增益分配
2.3.3 分模块电路设计
1. 功率放大器
本毕业设计功率放大器采用集成功放电路TDA2030 。其主要特点是电流输出能力强，谐波失真和交越失真小，各引脚都有交直流保护，使用安全。图4是它的引脚说明图。
图4 TDA2030引脚说明图
集成功率放大器 TDA2030 的典型应用电路如下图所示。
图5 TDA2030典型应用电路
由TDA2030构成的OCL功率放大电路，其交流放大倍数 。二极管D1、D2起到保护作用，一是限制输入信号过大，二是防止电源极性接反。R6、C7组成输出相移校正网络，使网络负载接近纯电阻。C3为低频旁路电容，C6为高频旁路电容。R7为替代扬声器使用的测试电阻。C1为输入耦合电容。其大小决定功率放大器的下限频率。C4决定电路的上限截至频率，其值由 决定。R6用来提高频率的稳定性，推荐值为1Ω，如果比推荐值小，当输出有感性负载时，有可能产生高频振荡。
2. 音调控制器（含音量控制）设计
f L2 ＝ 10 f L1 中音转折频率；
f H1 中音转折频率；
f H2 ＝ 10 f H1 高音转折频率，一般为几十千赫兹。
由图2可见，音调控制器只对低音或高音的增益进行提升或衰减，而保持中音的增益不变。因此，音调控制器电路可由低通滤波器和高通滤波器共同组成。
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