雙聲道音頻功率放大電路

1、唐山學(xué)院Protel DXP 課程設(shè)計(jì)雙聲道音頻功率放大電路題 目 智能與信息工程學(xué)院系（部）12電信一班班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師張雅靜2016 年月18 日 至2016 年丄月29 日2016年 1 月30日目錄1前言1.2 Protel DXP 2004 的簡(jiǎn)介2.2.1 Protel DXP 的簡(jiǎn)介2.2.2 DXP的主要工作界面2.2.3原理圖設(shè)計(jì)基本操作 4.2.3.1項(xiàng)目文件和原理圖文件的創(chuàng)建 42.3.2工作環(huán)境設(shè)置 4.2.3.3放置元件5.2.3.4原理圖連線 5.3功率放大器簡(jiǎn)介 .6.3.1功率放大器原理6.3.2功率放大器的性能指標(biāo)7.3.3 TDA 2030 簡(jiǎn)

2、介1.4雙聲道音頻功放電路的設(shè)計(jì) 94.1系統(tǒng)總體流程圖9.4.2直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 9.4.3前置放大電路設(shè)計(jì) 104.4音量控制電路設(shè)計(jì) 104.5功率放大電路設(shè)計(jì) 124.6總體設(shè)計(jì)圖1.35 PCB電路板制作 1.35.1原理圖的繪制1.35.2 PCB 圖的繪制9 1.46總結(jié)1.5參考文獻(xiàn)1.61前言在當(dāng)代生活中，人們因生活層次、文化習(xí)俗、音樂(lè)修養(yǎng)、欣賞口味的提高， 人們對(duì)音響的性能要求也越來(lái)越高。 所以，制作出完美音響也成了人們追求的目 標(biāo)。音頻功率放大器作為音響設(shè)備的重要器件，完美的音頻功率放大器是做出完 美音響的必要條件。音頻功率放大器是一個(gè)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟的領(lǐng)域， 幾十年來(lái)

3、， 人們?yōu)橹冻隽瞬恍傅呐Αo(wú)論是從線路技術(shù)還是元器件方面，乃至思想認(rèn)識(shí) 上都獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步?；仡櫼幌鹿β史糯笃鞯陌l(fā)展歷程，對(duì)我們來(lái)說(shuō)也是一件 積極有意義的事情。 隨著時(shí)代的發(fā)展，信息時(shí)代的來(lái)臨，音頻功率放大領(lǐng)域取 得了喜人的碩果。新的技術(shù)飛躍往往是新材料、新理論、新方法的出現(xiàn)之后產(chǎn)生 的，音頻放大器同樣也不會(huì)例外。在科技日新月異的時(shí)代，我們有理由期待更完 美的功率放大器的出現(xiàn)。此次電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)我們選擇的就是音頻功率放大電路的設(shè)計(jì)。音頻放大器的目的是在產(chǎn)生聲音的輸出元件上重建輸入的音頻信號(hào)，信號(hào)音量和功率級(jí)都要理想一一如實(shí)、有效且失真低。音頻范圍為約 20Hz20kHz，因此放大器在

4、此范圍內(nèi)必須有良好的頻率響應(yīng)（驅(qū)動(dòng)頻帶受限的揚(yáng)聲器時(shí)要小一些，如低音喇 叭或（高音喇叭）。根據(jù)應(yīng)用的不同，功率大小差異很大，從耳機(jī)的毫瓦級(jí)到TV或PC音頻的數(shù)瓦，再到“迷你”家庭立體聲和汽車音響的幾十瓦，直到功率更 大的家用和商用音響系統(tǒng)的數(shù)百瓦以上，大到能滿足整個(gè)電影院或禮堂的聲音要 求。音頻放大器的一種簡(jiǎn)單模擬實(shí)現(xiàn)方案是采用線性模式的晶體管，得到與輸入電壓成比例的輸出電壓。正向電壓增益通常很高（至少40dB）。如果反饋環(huán)包含正 向增益，則整個(gè)環(huán)增益也很高。因?yàn)楦攮h(huán)路增益能改善性能，即能抑制由正向路 徑的非線性引起的失真，而且通過(guò)提高電源抑制能力 （PSR）來(lái)降低電源噪音，所 以經(jīng)常采用反饋

5、。2 Protel DXP 2004 的簡(jiǎn)介2.1 Protel DXP 的簡(jiǎn)介隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，Protel以其卓越的功能和旺盛的生命力緊跟操 作系統(tǒng)和EDA技術(shù)的發(fā)展步伐。從第一個(gè) Protel for Windows版本到Protel98、 Protel99和Protel99SE,直到推出功能更強(qiáng)大的 Protel DXP。他繼承了 Protel系 列產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)。與Protel 99SE相比他在許多方面均有大幅度提高。Protel DXP項(xiàng)目級(jí)集成管理雙向同步，自帶錯(cuò)誤檢查，文件比較，多功能輸出配置，比較器 引擎保證了源文件和目標(biāo)文件 PCB文件之間的完全同步，消除了原來(lái)版本同步

6、 困難的問(wèn)題。Protel DXP不再是把所有文件放在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件*.DDB里面而是 分為原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)*SCHDOC和印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)*.PCBDOC。Protel DXP 2004是Altium公司于2004年推出的最新版本的電路設(shè)計(jì)軟件該 軟件能實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)，頂層設(shè)計(jì)直到輸出生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及這之間的所有分析驗(yàn)證 和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的管理。當(dāng)前比較流行的 Protel 98、Protel 99 SE就是它的前期版本。Protel DXP 2004拓展了 Protel軟件的原設(shè)計(jì)領(lǐng)域，Protel DXP功能更加完備、 風(fēng)格更加成熟，并且界面更加靈活，尤其在仿真和PLD電路設(shè)計(jì)方面有了重大改進(jìn)，P

7、rotel 舊版具有的功能它都具有。Protel DXP 2004已不是單純的PCB印 制電路板、設(shè)計(jì)工具，而是由多個(gè)模塊組成的系統(tǒng)工具分別是SCH、原理圖設(shè)計(jì)、SCH原理圖仿真、PCB印制電路板設(shè)計(jì)、Auto Router自動(dòng)布線器和FPGA 設(shè)計(jì)等。覆蓋了以PCB為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。該軟件將項(xiàng)目管理方式、原理 圖和PCB圖的雙向同步技術(shù)、多通道設(shè)計(jì)、拓樸自動(dòng)布線以及電路仿真等技術(shù) 結(jié)合在一起為電路設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的支持。與較早的版本一一Protel99相比ProtelDXP 2004不僅在外觀上顯得更加豪華、人性化而且極大地強(qiáng)化了電路設(shè)計(jì)的同 步化，同時(shí)整合了 VHDL和FPGA設(shè)計(jì)系統(tǒng)，

8、其功能大大加強(qiáng)了。DXP的主要特點(diǎn)：1通過(guò)設(shè)計(jì)工程的方式，將原理圖編輯，電路仿真，PCB板的設(shè)計(jì)和打印這些功能有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，提供了一個(gè)集成開發(fā)的環(huán)境。2提供了豐富的原理圖組件庫(kù)和 PCB封裝庫(kù)，并且為設(shè)計(jì)新的器件提供封 裝向?qū)С绦?，?jiǎn)化了封裝設(shè)計(jì)過(guò)程。2.2 DXP的主要工作界面1 啟動(dòng) Protel DXP啟動(dòng)后進(jìn)入圖所示的 Protel DXP設(shè)計(jì)管理器窗口。Protel DXP的設(shè)計(jì)管理器窗口類似于 Windows的資源管理器窗口。圖2-1是Protel DXP2004的設(shè)計(jì)管理器窗口圖2-1 Protel DXP設(shè)計(jì)管理器窗口2主菜單和主工具欄Protel DXP的主菜單欄包括文件、

9、視圖、項(xiàng)目、窗口和幫助等。圖 2-2是Protel DXP2004的工作界面。中 hU 144Bwf*It uJnfRypn一主菜單欄DMnhLfe關(guān)慣字透過(guò)*H.lrPClL B-vzniud Id 11. 131 triFhb :二 SmuaUm 削&A C: tjtEciarHfca ud Sri I LixUamiKLi al-c i元器件鳥稱Cmmrf Nat$gMqiQvotoJt- “皿皿覦新jSSciC bnc tJ AriamrHnfe|nnji QfJtamUtattattuaMHlEJ 址WvwCEcil(JMnferacm & M 眼呼(繪圖區(qū)XEFIS HU元件預(yù)蜀區(qū)

10、Q?2M904Scuor *元器件封裝面板標(biāo)簽世3J4ddNH Ina|l WWH 屜k J 2h33H圖2-2 Protel DXP各功能區(qū)2.3原理圖設(shè)計(jì)基本操作231項(xiàng)目文件和原理圖文件的創(chuàng)建1首先在桌面建立工程文件夾如 雙聲道音頻放大器”，便于管理生成的子文 件。2執(zhí)行菜單命令 文件”創(chuàng)J建” /項(xiàng)目” / “P項(xiàng)B目”，建立一個(gè)空項(xiàng)目文件。3執(zhí)行菜單命令 文件”保存項(xiàng)目”，在彈出的保存項(xiàng)目對(duì)話框中輸入 雙聲 道音頻放大器”文件名，并保存在雙聲道音頻放大器”文件中。4執(zhí)行菜單命令 文件” /創(chuàng)建”原理圖”，新建電路原理圖文件。5執(zhí)行菜單命令 文件”保存”在彈出的保存文件對(duì)話框中輸入 雙

11、聲道音頻 放大器”文件名，并保存在 雙聲道音頻放大器”文件夾中。創(chuàng)建好的原理圖文件如下圖所示：圖2-3 DXP原理圖界面2.3.2工作環(huán)境設(shè)置執(zhí)行菜單命令“設(shè)計(jì)” / “文檔選項(xiàng)”，打開“文檔選項(xiàng)”對(duì)話框，在該對(duì) 話框中對(duì)圖紙參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置圖紙大小單擊“StandardBtyle（標(biāo)準(zhǔn)圖紙格式）”區(qū)域的下拉按鈕，顯示如 圖所示的下拉列表框。選擇 “ A4選項(xiàng)，即可把圖紙?jiān)O(shè)置為 A4大小。圖2-4 文檔選項(xiàng)”對(duì)話框233放置元件在Library面板中，單擊庫(kù)文件名列表框的下拉按鈕，選中MiscellaneousDevicesntLib元件庫(kù)，然后在下方輸入元件名，在當(dāng)前庫(kù)元件列表中選中要放

12、置的元件，在工作區(qū)適當(dāng)位置單擊鼠標(biāo)左鍵可將元件放到當(dāng)前位置。當(dāng)元件全 部放完后，單擊右鍵結(jié)束。根據(jù)任務(wù)的要求對(duì)每個(gè)元件的屬性進(jìn)行修改，可以雙擊元件進(jìn)入屬性界面 。 如我們想要合適的封裝，具體過(guò)程如下；首先在屬性界面的處單擊Edit進(jìn)入界面。然后在所給的封裝中找出自己需要的即可。2.3.4原理圖連線1、按照任務(wù)原理圖將各元件擺放整齊。2、 單擊“放置” / “導(dǎo)線”，光標(biāo)變?yōu)槭中螤?。連接元件。3、放置、編輯電源及接地符號(hào)電源及接地信號(hào)有很多種，系統(tǒng)提供了專門的電源及接地符號(hào)工具，有10多種不同形狀供選用。丄軍單擊連線工具中的按鈕，可一次放置電源及接地符號(hào)。在放置之前按Tab鍵，打開 設(shè)置電源或

13、接地符號(hào)屬性”對(duì)話框。設(shè)置完后，單擊 0K即可。3功率放大器簡(jiǎn)介3.1功率放大器原理高頻功率放大器用于發(fā)射機(jī)的末級(jí)，作用是將高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放 大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過(guò)天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi) 的接收機(jī)可以接收到滿意的信號(hào)電平，并且不干擾相鄰信道的通信。高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件。 按其工作頻帶的寬窄劃 分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器通常 以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路， 故又稱為調(diào)諧功率放大器或諧振 功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它將電源供給的直流能量轉(zhuǎn) 換成為高頻交流輸出。乙類和丙類

14、都適用于大功率工作。丙類工作狀態(tài)的輸出功 率和效率是三種工作狀態(tài)中最高者。 高頻功率放大器大多工作于丙類。但丙類放 大器的電流波形失真太大，因而不能用于低頻功率放大，只能用于采用調(diào)諧回路 作為負(fù)載的諧振功率放大。除了以上幾種按電流流通角來(lái)分類的工作狀態(tài)外，又有使電子器件工作于開關(guān)狀態(tài)的丁類放大和戊類放大。我們已經(jīng)知道，在低頻放大電路中為了獲得足夠大的低頻輸出功率， 必須采用低頻功率放大器，而且低頻 功率放大器也是一種將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換為交流輸出的能量轉(zhuǎn)換器。高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點(diǎn)都是輸出功率大和效率高，但二者的工作頻率和相對(duì)頻帶寬度卻相差很大，決定了他們之間有著本質(zhì)的區(qū)

15、別。低頻功率 放大器的工作頻率低，但相對(duì)頻帶寬度卻很寬。例如，自 20至20000 Hz,高低 頻率之比達(dá)1000倍。因此它們都是采用無(wú)調(diào)諧負(fù)載，如電阻、變壓器等。利用三極管的電流控制作用或場(chǎng)效應(yīng)管的電壓控制作用將電源的功率轉(zhuǎn)換 為按照輸入信號(hào)變化的電流。因?yàn)槁曇羰遣煌穹筒煌l率的波， 即交流信號(hào) 電流，三極管的集電極電流永遠(yuǎn)是基極電流的 B倍，B是三極管的交流放大倍數(shù)， 應(yīng)用這一點(diǎn)，若將小信號(hào)注入基極，則集電極流過(guò)的電流會(huì)等于基極電流的B倍，然后將這個(gè)信號(hào)用隔直電容隔離出來(lái)，就得到了電流 （或電壓）是原先的B倍 的大信號(hào)，這現(xiàn)象成為三極管的放大作用。經(jīng)過(guò)不斷的電流及電壓放大，就完成 了功

16、率放大。這幾項(xiàng)指標(biāo)要求是互相矛盾的，在設(shè)計(jì)放大器時(shí)應(yīng)根據(jù)具體要求， 突出一些指標(biāo)，兼顧其他一些指標(biāo)。例如實(shí)際中有些電路，防止干擾是主要矛盾， 對(duì)諧波抑制度要求較高，而對(duì)帶寬要求可適當(dāng)降低等。功率放大器的效率是一個(gè) 突出的問(wèn)題，其效率的高低與放大器的工作狀態(tài)有直接的關(guān)系。 為了提高放大器 的工作效率，它通常工作在乙類、丙類，即晶體管工作延伸到非線性區(qū)域。但這 些工作狀態(tài)下的放大器的輸出電流與輸出電壓間存在很嚴(yán)重的非線性失真。低頻功率放大器因其信號(hào)的頻率覆蓋系數(shù)大，不能采用諧振回路作負(fù)載，因此一般工作在甲類狀態(tài)；采用推挽電路時(shí)可以工作在乙類。高頻功率放大器因其信號(hào)的頻 率覆蓋系數(shù)小，可以采用諧振回

17、路作負(fù)載，故通常工作在丙類，通過(guò)諧振回路的 選頻功能，可以濾除放大器集電極電流中的諧波成分， 選出基波分量從而基本消 除了非線性失真。所以，高頻功率放大器具有比低頻功率放大器更高的效率。這種分析方法的物理概念清楚，分析工作狀態(tài)方便，但計(jì)算準(zhǔn)確度較低。以上討論 的各類高頻功率放大器中，窄帶高頻功率放大器：用于提供足夠強(qiáng)的以載頻為中 心的窄帶信號(hào)功率，或放大窄帶已調(diào)信號(hào)或?qū)崿F(xiàn)倍頻的功能，通常工作于乙類、 丙類狀態(tài)。寬帶高頻功率放大器：用于對(duì)某些載波信號(hào)頻率變化范圍大得短波， 超短波電臺(tái)的中間各級(jí)放大級(jí)，以免對(duì)不同fc的繁瑣調(diào)諧。通常工作于甲類狀態(tài)03.2功率放大器的性能指標(biāo)(1) 輸出功率：即功放

18、電路輸送給負(fù)載的功率；(2) 頻率響應(yīng)：頻率響應(yīng)反映功率放大器對(duì)音頻信號(hào)各頻率分量的放大能力， 功率放大器的頻響范圍應(yīng)不底于人耳的聽覺(jué)頻率范圍，因而在理想情況下， 主聲道音頻功率放大器的工作頻率范圍為 20-20kHz;(3) 失真：失真是重放音頻信號(hào)的波形發(fā)生變化的現(xiàn)象。波形失真的原因和種類有很多，主要有諧波失真、互調(diào)失真、瞬態(tài)失真等；(4) 信噪比：信噪比是指聲音信號(hào)大小與噪聲信號(hào)大小的比例關(guān)系，將攻放電 路輸出聲音信號(hào)電平與輸出的各種噪聲電平之比的分貝數(shù)稱為信噪比的大 小;(5) 輸出阻抗和阻尼系數(shù)。3.3 TDA 2030 簡(jiǎn)介一件器材的輸出阻抗和所連接的負(fù)載阻抗之間所應(yīng)滿足的某種關(guān)系

19、，以免接上負(fù)載后對(duì)器材本身的工作狀態(tài)產(chǎn)生明顯的影響。TDA 2030是一塊性能十分優(yōu)良的功率放大集成電路， 其主要特點(diǎn)是上升速 率高、瞬態(tài)互調(diào)失真小，在目前流行的數(shù)十種功率放大集成電路中， 規(guī)定瞬態(tài)互 調(diào)失真指標(biāo)的僅有包括TDA 2030在內(nèi)的幾種。我們知道，瞬態(tài)互調(diào)失真是決定 放大器品質(zhì)的重要因素，該集成功放的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)。TDA2030集成電路的另一特點(diǎn)是輸出功率大，而保護(hù)性能以較完善。根據(jù) 掌握的資料，在各國(guó)生產(chǎn)的單片集成電路中，輸出功率最大的不過(guò)20W，而TDA 2030的輸出功率卻能達(dá)18W，若使用兩塊電路組成BTL電路，輸出功率可增至 35W。另一方面，大功率集成塊由于所用電源電壓

20、高、輸出電流大，在使用中稍 有不慎往往致使損壞。然而在 TDA 2030集成電路中，設(shè)計(jì)了較為完善的保護(hù)電 路，一旦輸出電流過(guò)大或管殼過(guò)熱，集成塊能自動(dòng)地減流或截止，使自己得到保 護(hù)（當(dāng)然這保護(hù)是有條件的，我們決不能因?yàn)橛斜Ｗo(hù)功能而不適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行使用）TDA2030集成電路的第三個(gè)特點(diǎn)是外圍電路簡(jiǎn)單，使用方便。在現(xiàn)有的各 種功率集成電路中，它的管腳屬于最少的一類，總共才5端，外型如同塑封大功 率管，這就給使用帶來(lái)不少方便。TDA2030在電源電壓4V，負(fù)載電阻為4Q時(shí)輸出14瓦功率；在電源電壓 6V，負(fù)載電阻為4Q時(shí)輸出18瓦功率。該電路由于價(jià)廉質(zhì)優(yōu)，使用方便，并 正在越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種款式

21、收錄機(jī)和高保真立體聲設(shè)備中。該電路可供低頻課程設(shè)計(jì)選用。圖4-1功率放大器組成框圖4雙聲道音頻功放電路的設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)總體流程圖根據(jù)設(shè)計(jì)課題的要求，該雙聲道音頻功率放大器可由如框圖4-1實(shí)現(xiàn)。下圖主要介紹各部分電路的特點(diǎn)及要求。4.2直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)穩(wěn)定直流源在幾乎所以電路中不可缺少， 主要給電子電路提供能量。直流穩(wěn) 壓電源最主要是能夠輸出恒定的電壓，設(shè)計(jì)的一般思路是讓輸入電壓先通過(guò)電壓 變壓器，再通過(guò)整流網(wǎng)絡(luò)，然后經(jīng)過(guò)濾波網(wǎng)絡(luò)，最后經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)輸出。本設(shè)計(jì) 采用中心抽頭式變壓器，然后經(jīng)過(guò)橋式整流電路作為整流網(wǎng)絡(luò)， 再經(jīng)過(guò)電容作為 濾波網(wǎng)絡(luò)，接著為穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)，最后經(jīng)過(guò)330pF電容濾波輸出。二

22、極管 D1，D2主要是對(duì)穩(wěn)壓塊的保護(hù)，RP可以調(diào)節(jié)輸出電壓的伏值。設(shè)計(jì)制作出來(lái)的直流穩(wěn) 壓電源原理圖如圖4-2所示：4.3前置放大電路設(shè)計(jì)音頻功率放大器的作用是將聲音源輸入的信號(hào)進(jìn)行放大，然后輸出驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲 器。聲音源的種類有多種，如傳聲器（話筒）、電唱機(jī)、錄音機(jī)（放音磁頭）、 CD唱機(jī)及線路傳輸?shù)?，這些聲音源的輸出信號(hào)的電壓差別很大，從零點(diǎn)幾毫伏 到幾百毫伏。一般功率放大器的輸入靈敏度是一定的，這些不同的聲音源信號(hào)如 果直接輸入到功率放大器中的話，對(duì)于輸入過(guò)低的信號(hào)，功率放大器輸出功率不 足，不能充分發(fā)揮功放的作用；假如輸入信號(hào)的幅值過(guò)大，功率放大器的輸出信 號(hào)將嚴(yán)重過(guò)載失真，這樣將失去了音頻

23、放大的意義。所以一個(gè)實(shí)用的音頻功率放 大系統(tǒng)必須設(shè)置前置放大器，以便使放大器適應(yīng)不同的的輸入信號(hào)， 或放大，或 衰減，或進(jìn)行阻抗變換，使其與功率放大器的輸入靈敏度相匹配。 另外在各種聲 音源中，除了信號(hào)的幅度差別外，它們的頻率特性有的也不同，如電唱機(jī)輸出信 號(hào)和磁帶放音的輸出信號(hào)頻率特性曲線呈上翹形，即低音被衰減，高音被提升。 對(duì)于這樣的輸入信號(hào)，在進(jìn)行功率放大器之前，需要進(jìn)行頻率補(bǔ)償，使其頻率特 性曲線恢復(fù)到接近平坦的狀態(tài)，即加入頻率均衡網(wǎng)絡(luò)放大器。兩個(gè)聲道電路一致故下圖只給出左聲道電路如圖 4-3所示：音調(diào)控制電路的主要功能是通過(guò)對(duì)放音頻帶內(nèi)放大器的頻率響應(yīng)曲線的形 狀進(jìn)行控制，從而達(dá)到控

24、制放音音色的目的，以適應(yīng)不同聽眾對(duì)音色的不同愛好。 此外還能補(bǔ)償信號(hào)中所欠缺的頻率分量， 使音質(zhì)得到改善，從而提高放音系統(tǒng)的 放音效果。在高保真放音電路中，一般采用的是高、低音分別可調(diào)的音調(diào)控制電 路。一個(gè)良好的音調(diào)控制電路，要求有足夠的高、低音調(diào)節(jié)范圍，同時(shí)有要求在 高、低音從最強(qiáng)調(diào)到最弱的整個(gè)過(guò)程中，中音信號(hào)（一般指1kHz）不發(fā)生明顯的幅值變化，以保證音量在音調(diào)控制過(guò)程中不至于有太大的變化。音調(diào)控制電路大多由RC元件組成，利用RC電路的傳輸特性，提升或衰減某一頻段的音頻信 音調(diào)控制電路一般可分為衰減式和負(fù)反饋式兩大類， 衰減式音調(diào)控制電路的調(diào)節(jié) 范圍可以做得較寬，但由于中音電平也要作很大

25、的衰減， 并且在調(diào)節(jié)過(guò)程中整個(gè) 電路的阻抗也在變化，所以噪聲和失真較大。負(fù)反饋式音調(diào)控制電路的噪音和失 真較小，并且在調(diào)節(jié)音調(diào)時(shí)，其轉(zhuǎn)折頻率保持固定不變，而特性曲線的斜率卻隨 之改變。同樣由于兩聲道的音量控制電路一樣故只給出了左聲道電路圖如圖4-4所示：圖4-4左聲道音量控制電路圖本電路通過(guò)控制變阻器 RP201,RP202,RP203來(lái)控制最終的音量大小，調(diào)節(jié) 方便，工作穩(wěn)定。4.5功率放大電路設(shè)計(jì)本次功率放大電路的設(shè)計(jì)主要采用大的是 TDA2030芯片進(jìn)行功率放大。TDA2030芯片的電路特點(diǎn)：1外接元件非常少。2 輸出功率大，Po=18W(RL=4Q)。3采用超小型封裝，可提高組裝密度。

26、4開機(jī)沖擊極小。5內(nèi)含各種保護(hù)電路，因此工作安全可靠。主要保護(hù)電路有：短路保護(hù)、熱 保護(hù)、地線偶然開路、電源極性反接 Vmax=12V以及負(fù)載泄放電壓反沖等。6 TDA2030A能在最低 戈V最高i22V的電壓下工作在 9V、8Q。功率放大器是本設(shè)計(jì)的核心部分，功率放大器的每一環(huán)節(jié)都直接影響到輸出 的音質(zhì)。本設(shè)計(jì)電路為一雙電源供電OCL音頻功率放大器(雙聲道)，其中高保 真運(yùn)算放大器TDA2030集成塊輸出電流峰值最大可達(dá)3.5A，其內(nèi)部電路包含輸 入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)，且有短路保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)，可確保電路工作安全可靠。 運(yùn)用TDA2030集成塊設(shè)計(jì)的電路圖如圖4-5所示：4.6總體設(shè)計(jì)圖左右聲

27、道是對(duì)稱的。功率放大器，簡(jiǎn)稱“功放”。很多情況下主機(jī)的額定輸 出功率不能勝任帶動(dòng)整個(gè)音響系統(tǒng)的任務(wù)，這時(shí)就要在主機(jī)和播放設(shè)備之間加裝 功率放大器來(lái)補(bǔ)充所需的功率缺口， 而功率放大器在整個(gè)音響系統(tǒng)中起到了 “組 織、協(xié)調(diào)”的樞紐作用，在某種程度上主宰著整個(gè)系統(tǒng)能否提供良好的音質(zhì)輸出。其總圖如下圖4-6所示:r-l1=.圖4-6 總設(shè)計(jì)圖5 PCB電路板制作5.1原理圖的繪制1啟動(dòng)Protel DXP后，新建設(shè)計(jì)項(xiàng)目文件是設(shè)計(jì)圖紙的第一步操作，然后 建立原理圖文件。2繪圖前的準(zhǔn)備工作，主要包括調(diào)入元件庫(kù)，圖紙頁(yè)面設(shè)置，放置原件和調(diào) 整元件位置。并同時(shí)寫入元器件的屬性設(shè)置。如果元件庫(kù)中沒(méi)有的器件，必

28、須自 己畫。3整體布局，要注意電路設(shè)計(jì)的規(guī)則，一般來(lái)說(shuō)，從信號(hào)進(jìn)入開始，電源在 上地線在下且與電源平行，左端是輸入端，右邊是輸入端，按信號(hào)流向擺放元件4加入必要的文本注釋，增強(qiáng)圖紙的可讀性，最后進(jìn)行ERC電氣規(guī)則檢查， 為PCB制作提供準(zhǔn)備。5加入必要的文本注釋，增強(qiáng)圖紙的可讀性，最后進(jìn)行ERC電氣規(guī)則檢查， 生成網(wǎng)絡(luò)表和元器件報(bào)表；為 PCB制作提供準(zhǔn)備。6利用protel DXP軟件畫出雙電源音頻功率放大器原理圖。5.2 PCB圖的繪制1包括設(shè)置格點(diǎn)大小和類型，光標(biāo)類型，版層參數(shù)，布線參數(shù)等等。大多數(shù) 參數(shù)都可以用系統(tǒng)默認(rèn)值，而且這些參數(shù)經(jīng)過(guò)設(shè)置之后，符合個(gè)人的習(xí)慣，以后 無(wú)須再去修改。2

29、規(guī)劃電路版，主要是確定電路版的邊框，包括電路版的尺寸大小等等。在 需要放置固定孔的地方放上適當(dāng)大小的焊盤。注意-在繪制電路版地邊框前，一定要將當(dāng)前層設(shè)置成Keep Out layer層，即禁止布線層。3打開所有要用到的PCB庫(kù)文件后，調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表文件和修改零件封裝。這 一步是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)表是 PCB自動(dòng)布線的靈魂，也是原理圖設(shè)計(jì) 與印象電路版設(shè)計(jì)的接口，只有將網(wǎng)絡(luò)表裝入后，才能進(jìn)行電路版的布線。在原 理圖設(shè)計(jì)的過(guò)程中，ERC檢查不會(huì)涉及到零件的封裝問(wèn)題。因此，原理圖設(shè)計(jì) 時(shí)，零件的封裝可能被遺忘，在引進(jìn)網(wǎng)絡(luò)表時(shí)可以根據(jù)設(shè)計(jì)情況來(lái)修改或補(bǔ)充零 件的封裝。當(dāng)然，可以直接在 PCB內(nèi)人工生

30、成網(wǎng)絡(luò)表，并且指定零件封裝。4布置零件封裝的位置，也稱零件布局。ProtelDXP可以進(jìn)行自動(dòng)布局，也可以進(jìn)行手動(dòng)布局。如果進(jìn)行自動(dòng)布局，運(yùn)行 Tools下面的Auto Place,用這個(gè) 命令，你需要 有足夠的耐心。布線的關(guān)鍵是布局，多數(shù)設(shè)計(jì)者采用手動(dòng)布局的 形式。用鼠標(biāo)選中一個(gè)元件，按住鼠標(biāo)左鍵不放，拖住這個(gè)元件到達(dá)目的地，放 開左鍵，將該元件固定。ProtelDXP在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式 布局選項(xiàng)包含自動(dòng)選擇和自動(dòng)對(duì)齊。使用自動(dòng)選擇方式可以很快地收集相似圭寸裝 的元件，然后旋轉(zhuǎn)、展開和整理成組，就可以移動(dòng)到板上所需位置上了。當(dāng)簡(jiǎn)易 的布局完成后，使用自動(dòng)對(duì)齊方式整齊地展開

31、或縮緊一組封裝相似的元件。提示-在自動(dòng)選擇時(shí)，使用Shift X或丫和Ctrl X或丫可展開和縮緊選定組件的X、丫 方向。注意-零件布局，應(yīng)當(dāng)從機(jī)械結(jié)構(gòu)散熱、電磁干擾、將來(lái)布線的方便性等 方面綜合考慮。先布置與機(jī)械尺寸有關(guān)的器件，并鎖定這些器件，然后是大的占 位置的器件和電路的核心元件，再是外圍的小元件。5布線規(guī)則設(shè)置，布線規(guī)則是設(shè)置布線的各個(gè)規(guī)范（象使用層面、各組線寬、 過(guò)孔間距、布線的拓樸結(jié)構(gòu)等部分規(guī)則，可通過(guò)Design-Rules的Menu處從其它板導(dǎo)出后，再導(dǎo)入這塊板）這個(gè)步驟不必每次都要設(shè)置，按個(gè)人的習(xí)慣，設(shè)定一 次就可以。在電路原理圖的基礎(chǔ)上，繪制 PCB圖如圖5-1所示：_已1|崛JIT4一 II誹：“罷:.|精HMEJII5圖5-1雙聲道音頻放大器模塊PCB板6總結(jié)實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。為期幾天的課程設(shè)計(jì)在緊張的氛圍中， 接近尾 聲，時(shí)間不長(zhǎng)，但讓我們受益匪淺。這學(xué)期我們學(xué)習(xí)了 Protel DXP這門課,為期兩周的實(shí)訓(xùn)讓我懂得了如何理 論聯(lián)系實(shí)際，把所學(xué)的內(nèi)容聯(lián)系實(shí)訓(xùn)課題；了解了音頻功率放大器用途及工作原 理,熟悉了音頻功率放大器的設(shè)計(jì)步驟， 鍛煉了設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立 設(shè)計(jì)能力。給了在平日里只學(xué)習(xí)的課本上理論知識(shí)的我們一次很好的實(shí)踐機(jī)會(huì)， 在搜集資料，設(shè)計(jì)原理圖的過(guò)程中得到了很好地鍛煉， 無(wú)形之中提升了自己的能 力。實(shí)