广州大学电子技术应用课程设计

1课程设计报告课程名称：电子技术应用课程设计设计题目：数控音频放大器学院：机械与电气工程学院班级：姓名：学号：指导老师：设计所在学期：2013—2014学年第一学期设计成绩：广州大学机械与电气工程学院二0一四年一月十四日2（一）课程设计题目数控音频放大器（二）选题的目的和意义,课题选择的依据作数控音频放大器这个课题的目的是让我们对学过的课程数字模拟电子技术知识的简单应用，从而熟悉这些知识用在哪里，该怎样用，加深我们对数电模电知识的理解，提高我们的应用能力。这个数控音频放大器设计中包括了数字显示模块，即计数、模拟开关选择、数码管等操作，可以让我们学到许多对芯片的的了解，教会我们如何阅读资料应用实际；同时包括了模拟电路，例如一级放大施密特单稳态、LM324、二级功放LM386如何输入信号，配置电源电阻等技能。（三）系统设计的功能简介，本设计已实现的功能该电路功能是能够通过两级放大将音频信号放大至驱动音频喇叭工作，放大倍数可调，可将倍数从零调到7，实现八级调节。同时能够实现按键调声音大小，并将所处档位用数码管显示出来。这几个功能均已实现，同时实现对音量的大小检测。（四）创新性，实用性数控音频放大器可以根据不同的需要来确定放大级数，放大级数通过按压按钮的不同次数来实现，同时实现对音量的大小检测。（五）总体方案选择的论证按照老师给出的ppt，结合自己上网搜寻芯片的功能及用法，最终放八路模拟开关选用4051，计数器选用74LS191，数码管驱动选用4511，选用555构成单稳态防抖电路，放大电路采用了LM324作为前级放大电路，功放芯片选取LM386，该款新片使用简单，正负5V甚至只要单相供电，用-5V供电后效果更好。（六）系统框图3（七）总电路图45（八）系统实现的基本原理和电路原理单稳态触发电路（九）6共阴数码管接线图2:74LS192计数模块如下图所示，本计数器为四位十六进制，而需要的为八进制，故刚好可以取低三位作为输出，实现功能不变，而且简单。3：译码驱动模块CD4511本身具有译码和驱动功能，在其译码输出的端口分别通过10K欧姆电阻接到数码管的各个管脚。74：模拟开关模块模拟开关模块通过对输入三位二进制码进行译码，从而产生八个开关的导通或者关断状态，从而实现该芯片输入输出的电阻实现八级变化。5：LM324放大电路这里采用了通向交流放大接法，为了电路简单，只采用了单相电源供电，如下图，同向输入端接受音频输入信号，经过电容，这是为了“通交流”，信号本身就是交流，阻断直流电源噪声。输入端采用了偏置电路，R3为输入电阻，能够把信号加载在输入端，完整的传输。输出接口同样采用较大电容，为了抑制直流噪声。86：功率放大电路如下图所示，采用了放大五十倍的接法，第三接口有10K滑动变阻器，可以用来调节输入信号的大小，电路输出端两个电容一大一小，分别用来滤去高频和低频噪声。实验测试喇叭的驱动的电压打到1.5到4V，完全可以使喇叭工作。（十）单元电路的设计，参数计算和元件的选择（十一）实施方案说明1：制作前期准备选取课题数控音频放大器，设定设计目标能够将音频信号进行放大并保证较小失真，同时能够用按键调音量大小。选择芯片，确定每个模块用什么芯片实现，接下来购买芯片，进行焊接。调试。2：制作过程第一个是“跳线”问题，因为无论是从背面引线还是正面用杜邦线连接都会造成容易短路、接触不稳，所以选择零电阻，十分可靠。第二个是防抖动电路单9稳态触发的R、C选择，及决定按键脉冲识别时间。第三个，放大电路模块电阻电容的选择，如何使用324放大功能，如何偏置等。3：调试过程电路板焊接完成后，第一步进行与原理图的对比，防止多连、漏连、短路。第二步，用万用表进行导通测试，看各个芯片的高低电平是否都接到供电和地，芯片之间的连接是否正确。第三步上电，测各个模块的芯片引脚电压，看是否达到工作状态。（十二）系统运行结果和现象电路运行时通过两级放大将音频信号放大至驱动喇叭工作，同时能够实现按键调声音大小，并将所处档位用数码管显示出来。（十三）元器件列表清单序号名称型号规格数量1电阻1k22电阻10kΩ103电阻2kΩ14电阻100kΩ36电容10µF27电容22µF28电容1000µF19芯片LM386110芯片LM324111芯片CD4051112芯片NE555213芯片CD4511114芯片74LS192115电源11015芯片555116开关217显示器118稳压管119二极管120接线座1（十四）系统的用户使用方法指南1.使用自制的正负五伏电源，正确接线。2按下电源开关即可看到数码管显示出数字零。按按钮可以改变数字（0-7）。3.接入音频输入，扬声器输出声音，音质清晰。4.按按钮可以改变音量，一共八挡音量调节5.断开电源（十五）问题讨论1.扬声器在低音量输入时失真程度小，在高音量输出时失真程度比较大2.采用人工线路布局，所以有较多的跳线，在焊接方面，技术有待提高，但整体还算美观。3.使用555构成防抖动电路，但效果不是很好，可能是电容大小选用不得当。4.制作电源时烧毁了一块芯片，原因是发热太厉害。最后加上散热片才减缓温度上升，但电源还是不能工作太久。（十六）参考文献百度百科电路基础阎石《数字电子技术基础》高等教育出版社2003童诗白，华成英《模拟电子技术基础》高等教育出版社2006谢陈跃，谢彬盛《电子电工实习基础》中国大地出版社2008