音響放大器課程設(shè)計(jì)與制作要點(diǎn)

1、學(xué)號(hào)：0120909320518課程設(shè)計(jì)題目音響放大器的設(shè)計(jì)與制作學(xué)院信息工程學(xué)院一專業(yè)通信工程班級(jí)0905姓名也指導(dǎo)教師一2010年 月 日武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名：劉洋專業(yè)班級(jí)： 通信0905班指導(dǎo)教師： 工作單位：信息工程學(xué)院題目：音響放大器設(shè)計(jì)與制作初始條件：1.TDA2030A2.LM324要求完成的主要任務(wù)：(1)技術(shù)指標(biāo)如下：a.輸出功率：0.5W;b.負(fù)載阻抗：4歐姆；c.頻率響應(yīng)：3fH=50Hz20KHzd.輸入阻抗：20K歐姆；e.整機(jī)電壓增益：50dB;(2)電路要求有獨(dú)立的前置放大級(jí)(放大話筒信號(hào))；(3)電路要求有獨(dú)立的功率放大級(jí)。參考

2、書(shū)：.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試 第三版，謝自美 主編，華中科技大學(xué)出版社.通信電子線路 第二版，劉泉 主編，武漢理工大學(xué)出版社.高頻電子線路第三版 張肅文主編高教出版社時(shí)間安排：第18周理論講解。第19周理論設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)室安裝調(diào)試，地點(diǎn)：鑒主 13樓通信工程綜合實(shí)驗(yàn)室、鑒主 15 樓通信工程實(shí)驗(yàn)室(1)指導(dǎo)教師簽名：年 月曰系主任(或責(zé)任教師)簽名： 年 月曰武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)音響放大器的設(shè)計(jì)與制作學(xué)生姓名：劉洋內(nèi)容摘要：本文介紹了音響的構(gòu)成、功能、及工作原理，它由 TDA203OE片所組成的功放電 路，LM324四運(yùn)放大器為前置放大和音調(diào)放大構(gòu)成，本身具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗 小

3、，可單電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。而 TDA2030-款輸出功率大，最大功率到達(dá) 35W 左右，靜態(tài)電流小，負(fù)載能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)電流大既可帶動(dòng) 4-16 Q的揚(yáng)聲器，電路簡(jiǎn)潔， 制作方便、性能可靠的高保真功放，并具有內(nèi)部保護(hù)電路。本設(shè)計(jì)的功能是將輸入音頻 信號(hào)進(jìn)行放大，是一種可普遍用于家庭音響系統(tǒng)、立體聲唱機(jī)等電子系統(tǒng)中，便于攜帶， 適用性強(qiáng)。關(guān)鍵詞：TDA2030 OTL 輸出功率LM324Audio amplifier design and productionAbstract:This article describes the sound of the composition, functi

4、on, and principle, it is formed by the TDA2030 chip power amplifier circuit, LM324 quad op amp as the preamp and tone to enlarge constitute itself with supply voltage range, the static power consumption can be a single power use and low cost advantages. The TDA2030 a high output power, maximum power

5、 reaches 35W or so, the static current, load capacity, dynamic current can drive large 4-16 Q speaker, circuit simplicity, making convenient and reliable high-fidelity power amplifier, and an internal protection circuit. This design feature is the input audio signal amplification, Is generally avail

6、able for home audio systems, stereo player and other electronic system, portable applicability.Key words :TDA2030 OTL Output power LM324 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 1概述 1音響的介紹及音響的歷史 1音響的作用意義 1名詞解釋 1 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 2電路方案的比較與論證 2放大電路的比較與論證 2音頻功率放大

7、電路的比較與論證 3 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 3核心元器件介紹 3LM324 的介紹 3TDA2030 的介紹 4 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 4電路的整體結(jié)構(gòu) 5直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì) 6話音放大器與混合前置放大器的設(shè)計(jì) 6功率放大電路的設(shè)計(jì) 6總電路圖 7 HYPERLINK l bookmark45 o Current Document 5 PCB的制作 8對(duì)元器件的前期準(zhǔn)備 8Sch原理圖應(yīng)注意常見(jiàn)問(wèn)題 9PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 9焊盤(pán)應(yīng)注意的常見(jiàn)問(wèn)題 10 HYPER

8、LINK l bookmark47 o Current Document 6調(diào)試 10靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)試 10最大輸出功率測(cè)試 10頻率特性測(cè)試 10音樂(lè)試聽(tīng)及模擬仿真 11 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 心得與體會(huì) 13 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 參考文獻(xiàn) -14 -附件1:電路原理圖 -15 -附件2:元器件列表 16武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)音響放大器的設(shè)計(jì)與制作1概述音響的介紹及音響的歷史音響技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了電子管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管的歷史時(shí)期，在不同的歷史時(shí) 期都各有其特點(diǎn)

9、。通過(guò)音響放大器設(shè)計(jì)，使我們認(rèn)識(shí)到一個(gè)簡(jiǎn)單的模擬電路系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)包括 信號(hào)源、輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。信號(hào)源的作用是提供待放大的電信號(hào)，如果 信號(hào)是非電量，還須把非電量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后進(jìn)入輸入級(jí)，中間級(jí)進(jìn)行電流或電壓放大， 再進(jìn)入輸出級(jí)進(jìn)行功率放大，最后去推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)做某項(xiàng)工作。經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放30年來(lái)的高速發(fā)展，我國(guó)電子音響行業(yè)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展， 從單一的收音 機(jī)到現(xiàn)在CD VCD DVD多媒體音響、GPS車載多媒體終端等百花齊放，涌現(xiàn)出了一批優(yōu) 秀企業(yè)。即便是在經(jīng)歷了自然災(zāi)害、人民幣升值、原材料大幅漲價(jià)等不利因素，我們?nèi)杂幸?大批企業(yè)以加強(qiáng)自主創(chuàng)新、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、開(kāi)拓新市場(chǎng)、加強(qiáng)經(jīng)營(yíng)

10、管理為手段，面對(duì)困難， 保持了較高的發(fā)展速度。1906年美國(guó)人德福雷斯特發(fā)明了真空三極管，開(kāi)創(chuàng)了人類電聲技術(shù)的先河。1927年貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了負(fù)反饋技術(shù)，使音響技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代，比較有代表性的如威 廉遜放大器，較成功地運(yùn)用了負(fù)反饋技術(shù)，使放大器的失真度大大降低。上世紀(jì) 50年代，電 子管放大器的發(fā)展達(dá)到了一個(gè)高潮時(shí)期，各種電子管放大器層出不窮。由于電子管放大器音 色甜美、圓潤(rùn)，至今仍為發(fā)燒友所偏愛(ài)。上世紀(jì)60年代晶體管的出現(xiàn)，使廣大音響愛(ài)好者進(jìn)入了一個(gè)更為廣闊的音響天地。晶體 管放大器具有細(xì)膩動(dòng)人的音色、較低的失真、較寬的頻響及動(dòng)態(tài)范圍等特點(diǎn)。上世紀(jì)60年代初，美國(guó)首先推出音響技

11、術(shù)中的新成員一一集成電路，到了70年代初，集成電路以其質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、體積小、功能多等特點(diǎn)，逐步被音響界所認(rèn)識(shí)。發(fā)展至今，厚膜音 響集成電路、運(yùn)算放大集成電路被廣泛用于音響電路。上世紀(jì)70年代中期，日本生產(chǎn)出第一只場(chǎng)效應(yīng)功率管。 由于場(chǎng)效應(yīng)功率管同時(shí)具有電子 管純厚、甜美的音色以及動(dòng)態(tài)范圍達(dá) 90dR TH氏0.01 % （100kHz時(shí)）的特點(diǎn)， 很快在音響界流行?，F(xiàn)今的許多放大器中都采用了場(chǎng)效應(yīng)管作為末級(jí)輸出。音響的作用意義細(xì)心觀察我的身邊，現(xiàn)在音響可以說(shuō)是無(wú)處不在，做為一個(gè)現(xiàn)代人，我們已經(jīng)離不開(kāi)音 響。它的出現(xiàn)與使用，豐富了我們的生活，而在實(shí)際生活中，它更是不可取代。娛樂(lè)、工作、 學(xué)習(xí)生活的方

12、方面面都有它的身影。音響將我們的生活帶入了一個(gè)全新的世界音響放大器是將電信號(hào)還原成聲音信號(hào)的一種裝置，還原真實(shí)性將作為評(píng)價(jià)音箱性能的 重要標(biāo)準(zhǔn)。滿足家庭需要，因?yàn)樯鐣?huì)壓力大，所以家里需要更能釋放壓力，怡情養(yǎng)性的Hi-Fi 器材。特別在中國(guó)，因?yàn)橄M(fèi)力的提高，在 Hi-Fi上的投資會(huì)有一個(gè)較長(zhǎng)的增長(zhǎng)期。而且中 國(guó)人房子不大，車子少，旅游也不多，所以 Hi-Fi和家庭影院會(huì)是一種很好的娛樂(lè)方式。名詞解釋音響系統(tǒng)整體技術(shù)指標(biāo)性能的優(yōu)劣，取決于每一個(gè)單元自身性能的好壞，如果系統(tǒng)中的 每一個(gè)單元的技術(shù)指標(biāo)都較高，那么系統(tǒng)整體的技術(shù)指標(biāo)則很好。其技術(shù)指標(biāo)主要有六項(xiàng)： 頻率響應(yīng)、信噪比、動(dòng)態(tài)范圍、失真度、瞬

13、態(tài)響應(yīng)、立體聲分離度、立體聲平衡度。武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)頻率響應(yīng)：所謂頻率響應(yīng)是指音響設(shè)備重放時(shí)的頻率范圍以及聲波的幅度隨頻率 的變化關(guān)系。一般檢測(cè)此項(xiàng)指標(biāo)以1000Hz的頻率幅度為參考，并用對(duì)數(shù)以分貝(dB)為單位表 示頻率的幅度。音響系統(tǒng)的總體頻率響應(yīng)理論上要求為 2020000Hz在實(shí)際使用中由于電路結(jié)構(gòu)、元件 的質(zhì)量等原因，往往不能夠達(dá)到該要求，但一般至少要達(dá)到3218000Hz信噪比：所謂信噪比是指音響系統(tǒng)對(duì)音源軟件的重放聲與整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的新的噪 聲的比值，其噪聲主要有熱噪聲、交流噪聲、機(jī)械噪聲等等。一般檢測(cè)此項(xiàng)指標(biāo)以重放信號(hào) 的額定輸出功

14、率與無(wú)信號(hào)輸入時(shí)系統(tǒng)噪聲輸出功率的對(duì)數(shù)比值分貝(dB)來(lái)表示。一般音響系統(tǒng)的信噪比需在85dB以上。動(dòng)態(tài)范圍：動(dòng)態(tài)范圍是指音響系統(tǒng)重放時(shí)最大不失真輸出功率與靜態(tài)時(shí)系統(tǒng)噪聲 輸出功率之比的對(duì)數(shù)值，單位為分貝(dB) 0 一般性能較好的音響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍在 100(dB) 以上。失真：失真是指音響系統(tǒng)對(duì)音源信號(hào)進(jìn)行重放后，使原音源信號(hào)的某些部分(波 形、頻率等等)發(fā)生了變化。音響系統(tǒng)的失真主要有以下幾種：a.諧波失真：所謂諧波失真是指音響系統(tǒng)重放后的聲音比原有信號(hào)源多出許多額外的諧波成分。此 額外的諧波成分信號(hào)是信號(hào)源頻率的倍頻或分頻，它是由負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)或放大器的非線性特性 引起的。高保真音響系統(tǒng)的

15、諧波失真應(yīng)小于1%b.互調(diào)失真：互調(diào)失真也是一種非線性失真，它是兩個(gè)以上的頻率分量按一定比例混合， 各個(gè)頻率信號(hào)之間互相調(diào)制，通過(guò)放音設(shè)備后產(chǎn)生新增加的非線性信號(hào)，該信號(hào)包括各個(gè)信 號(hào)之間的和及差的信號(hào)。c.瞬態(tài)失真：瞬態(tài)失真又稱瞬態(tài)響應(yīng)，它的產(chǎn)生主要是當(dāng)較大的瞬態(tài)信號(hào)突然加到放 大器時(shí)由于放大器的反映較慢，從而使信號(hào)產(chǎn)生失真。一般以輸入方波信號(hào)通過(guò)放音設(shè)備后， 觀察放大器輸出信號(hào)的包絡(luò)波形是否輸入的方波波形相似來(lái)表達(dá)放大器對(duì)瞬態(tài)信號(hào)的跟隨能 力。d.立體聲分離度：立體聲分離度表示立體聲音響系統(tǒng)中左、右兩個(gè)聲道之間的隔離度， 它實(shí)際上反映了左、右兩個(gè)聲道相互申擾的程度。如果兩個(gè)聲道之間申擾較大

16、，那么重放聲 音的立體感將減弱。e.立體聲平衡度：立體聲平衡度表示立體放音系統(tǒng)中左、右聲道增益的差別，如果不 平衡度過(guò)大，重放的立體聲的聲像定位將產(chǎn)生偏移。一般高品質(zhì)音響系統(tǒng)的立 體聲平衡度應(yīng)小于1dB02電路方案的比較與論證放大電路的比較與論證方案一：采用UA741運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)電路，UA741通用高增益運(yùn)算通用放大器，早些年 最常用的運(yùn)放之一，應(yīng)用非常廣泛，為雙列直插 8腳或圓筒8腳封裝。工作電壓土 22V,差分 電壓30V,輸入電壓土 18V,允許功耗500mW/方案二：采用LM324通用四運(yùn)算放大器，雙列直插 8腳封裝，內(nèi)部包含四組形式完全相 同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互

17、獨(dú)立。它有 5個(gè)引出腳，其中“ +”、“-”為 兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中 Vi-(-) 為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo的信號(hào)與該輸入端的位相反；Vi+ (+)為同相輸入端，表 示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)方案選?。篣A741是通用放大器，性能不是很好，滿足一般需求，而 LM32研運(yùn)放大器具 有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)放 大倍數(shù)不高，LM324能達(dá)到頻響要求，故選用LM324H運(yùn)放大器。音頻功率放大電路的比較與論證

18、方案一：采用SL34集成功率放大器，SL34是低電壓集成音頻功放，功耗低、失真小， 工作電壓為6V, 8負(fù)載時(shí)，輸出功率在300mWM上。主要用于收音機(jī)及其它功放。方案二：LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范 圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中。LM386電源電壓4-12V,音頻功率0.5w。LM386音響功放是由NSC0造的，它的電源電壓范圍非常寬，最 高可使用到15V,消耗靜態(tài)電流為4mA當(dāng)電源電壓為12V時(shí)，在8歐姆的負(fù)載情況下，可提 供幾百mW勺功率。它的典型輸入阻抗為 50K。方案三：TDA2030E片所組成的功放電

19、路，它是一款輸出功率大，最大功率到達(dá)35W左右，靜態(tài)電流小，負(fù)載能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)電流大既可帶動(dòng)4-16 Q的揚(yáng)聲器，電路簡(jiǎn)潔，制作方便、性能可靠的高保真功放，并具有內(nèi)部保護(hù)電路。方案選取：本課題要求音響放大器的輸出功率在 5W以上，然而LM386S不到這功率，故選用TDA2030 頻率響應(yīng)50Hz20kHz;而單電源供電音頻功率放大器已經(jīng)達(dá)到所需要的目標(biāo)。并且 它較少元件組成單聲道音頻放大電路、裝置調(diào)整方便、性能指標(biāo)好等特點(diǎn)。而B(niǎo)TL電路雖然也有以上的功能，但制作復(fù)雜，不利于維修。3核心元器件介紹3.1 LM324的介紹LM324引腳圖簡(jiǎn)介：LM324系列器件為價(jià)格便宜的帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大

20、器。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。該四放大器可以工作在低到 3.0伏或者高到32伏的電源下，靜態(tài)電流為 MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入范圍包括負(fù)電源, 元件的必要性。每圖3-1一組運(yùn)算放大器可用圖1所示的符號(hào)來(lái)表示， 它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信 號(hào)輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo” 為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中， Vi-(-)為 反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該 輸入端的位相反；Vi+ (+)為同相輸入端， 表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位 相同。LM324的弓I腳排歹見(jiàn)圖3-1 ,實(shí)物如圖 3-2。LM32

21、4的特點(diǎn)：因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置PIN CONNECTIONSOut 1 |TInputsVcc叵但I(xiàn)nputs 21l叵Out2 已叫r Inputs 4回J可 Mee，Gnd司 I Inputs 37 0d3(Top View).短跑保護(hù)輸出武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì).真差動(dòng)輸入級(jí).可單電源工作：3V-32V.低偏置電流：最大100nA.每封裝含四個(gè)運(yùn)算放大器。.具有內(nèi)部補(bǔ)償?shù)墓δ堋?共模范圍擴(kuò)展到負(fù)電源.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的引腳排列.輸入端具有靜電保護(hù)功能圖3-2PDIP-14 N SUFFIX CASE 646偏置電路對(duì)（所示為電路的四分之一

22、）輸出 四個(gè)放大器共用圖3-3LM324系列采用兩個(gè)內(nèi)部補(bǔ)償，二級(jí)運(yùn)算放大器，每個(gè)運(yùn)放的第一級(jí)由帶輸入緩沖晶體管 Q21 和Q17的差動(dòng)輸入器件Q20和Q1&以及差動(dòng)到單端轉(zhuǎn)換器 Q3和Q4第一級(jí)不僅完成第一級(jí) 增益的功能，而且要完成電平移動(dòng)和減小跨導(dǎo)的功能。由于跨導(dǎo)的減小，僅需使用一個(gè)較小 的補(bǔ)償電容（僅0.5pF）,從而就可以減小芯片尺寸，跨導(dǎo)的減小可由將Q20和Q18的極電集分離而實(shí)現(xiàn)。該輸入級(jí)的另一特征是，在單電源工作模式下，輸入共模范圍包含負(fù)輸入和 地，無(wú)論是輸入器件或者差動(dòng)到單端變換器都不會(huì) 飽和，第二級(jí)含標(biāo)準(zhǔn)電流源負(fù)載放大器級(jí)。3.2 TDA2030 的介紹TDA2030A是德律

23、風(fēng)根生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。如圖1所示，按引腳的形狀引可分為H型和V型。該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點(diǎn)。并具有內(nèi)部保護(hù) 電路。意大利SGS公司、美國(guó)RCA公司、日本日立公司、 NEC公司等均有同類產(chǎn)品生產(chǎn)， 雖然其內(nèi)部電路略有差異，但引出腳位置及功能均相同，可以互換。武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)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(TO-220),可提高組裝密度。4,開(kāi)機(jī)沖擊極小。5,內(nèi)含各種保護(hù)電路，因此工

24、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(kāi)路、電源極性反接(Vsmax=12V)以及負(fù)載泄放電壓反沖等。6,TDA2030A 能在最低土 6V最高 22V的電壓下工作在土 19V、8 Q阻抗時(shí)能夠輸 出16W的有效功率，THDC 0.1%。無(wú)疑，用它來(lái)做電腦有源音箱的功率放大部分或小型 功放再合適不過(guò)了。引腳情況(如圖3-4):1腳是正相輸入端2腳是反向輸入端3腳是負(fù)電源輸入端4腳是功率輸出端5腳是正電源輸入端。圖3-43 ourtnJT INVERTING IMnJTHON INVERT INPUTtab tonnoctcd to pin 34電路的整體結(jié)構(gòu)武漢理工大學(xué)信息學(xué)院

25、模電課程設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)各種電器設(shè)備內(nèi)部均是由不同種類的電子電路組成，電子電路正常工作需要直流電源，為電器設(shè)備提供直流電的設(shè)備稱為直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源可以將220V的交流輸入電壓轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定不變的直流電壓，直流穩(wěn)壓電源的組成框圖如圖2所示。圖4-2電源組成框圖話音放大器與混合前置放大器的設(shè)計(jì)由于話筒的輸出信號(hào)一般只有 5mV&右，而輸出阻抗達(dá)到20kQ （亦有低輸出阻抗的話筒如20Q , 200Q等），所以話音放大器的作用是不失真地放大聲音信號(hào)（最高頻率達(dá)到10kHz）。其輸入阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于話筒的輸出阻抗。其放大倍數(shù) Av=1+R12/R11=8.5

26、倍R13圖4-3話音放大器電路功率放大電路的設(shè)計(jì)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)整武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)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。當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，希望其輸出的功率盡可能大，其輸出信號(hào) 的非線性失真盡可能地小，效率盡可能高，功放的常見(jiàn)電路有 OTL(Output Transformerless) 電路和OCL(Output Capacitorless)

27、電路。有用集成運(yùn)算放大器和晶體管組成的功放，也有 專用集成電路功放。TDA2030A SG鏤司生產(chǎn)的單聲道功放IC,該IC體積小巧，輸出功率大，最大功率到 達(dá)40W右；并具有靜態(tài)電流小(50mAiZ下)，動(dòng)態(tài)電流大(能承受3.5A的電流)；負(fù)載能 力強(qiáng)，既可帶動(dòng)4-16 Q的揚(yáng)聲器，某些場(chǎng)合又可帶動(dòng)2Q甚至1.6 Q的低阻負(fù)載；音色中規(guī) 中舉，無(wú)明顯個(gè)性，特別適合制作輸出功率中等的高保真功放等諸多優(yōu)點(diǎn)?？傠娐穲D武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)5 PCB勺制作圖3-1畫(huà)PCES總的順序5.1對(duì)元器件的前期準(zhǔn)備武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電

28、課程設(shè)計(jì)在確定原理圖后，就得開(kāi)始對(duì)各個(gè)元器件的阻值和符號(hào)進(jìn)行標(biāo)注。弄好后最關(guān)鍵的還是 各個(gè)元器件的封裝，一定要根據(jù)實(shí)物的大小了封裝。像一些電阻、電容等常用的就庫(kù)里就有 的，不過(guò)有些元器件的封裝還得自己畫(huà)。像 TDA203g個(gè)封裝就要自己畫(huà)了，用直尺量出它的尺寸，然后自己根據(jù)實(shí)物的尺寸來(lái)畫(huà)封裝。一般的元器件學(xué)校實(shí)驗(yàn)室 有，但往往核心元器件需要提前到專賣市場(chǎng)去買，所以這就要求早早定好實(shí)驗(yàn)Zu 0Sch原理圖應(yīng)注意常見(jiàn)問(wèn)題你根據(jù)自己元器件的復(fù)雜程度和數(shù)量來(lái)確定框的大小，把元器件根據(jù)輸入和輸出分別放 兩端，調(diào)整元器件使它看起來(lái)最簡(jiǎn)單，然后在規(guī)則中設(shè)定一些值，如焊盤(pán)大小1.8mm線與線間距最小距離為0.

29、7mm連線大小GNDfe 1.5mm VC&J 1.2mm信號(hào)線為1mm等。這些 弄好后就可以開(kāi)始進(jìn)行手工布線了，布線的時(shí)候注意線要盡量的拉直，但是線轉(zhuǎn)方向的時(shí)候 最好不要有直角，能粗的就要粗點(diǎn)，還有最好沒(méi)有跳線。除此之外，還應(yīng)該注意以下幾個(gè)方 面：a.零件描述和零件標(biāo)識(shí)有什么區(qū)別？零件描述(Library Reference )是零件在零件庫(kù) 里的名稱，將外形和引腳功能相同的零件取的一個(gè)通用名稱；零件標(biāo)識(shí)是電路圖里用戶根據(jù) 需要自行設(shè)計(jì)的名稱，當(dāng)然也不能隨意亂取。一般情況下可以統(tǒng)稱為零件名稱，而不必細(xì)分。b.零件屬性對(duì)話框中的 Part Fields 和Read Only Fields 有什

30、么用？零件屬性對(duì)話框 中的Part Fields 有兩個(gè)作用，對(duì)于一般零件可以在這些設(shè)置中標(biāo)注零件的參數(shù)；對(duì)于仿真 零件可以在這些設(shè)置中設(shè)置有關(guān)仿真的模型參數(shù)。Read Only Fields 一般用于仿真零件中的仿真模型的定義。c.如何直接更換零件？在要更換的零件上雙擊，在彈出的零件屬性對(duì)話框中的Lib Ref中輸入新的零件描述，點(diǎn)擊。儂鈕即可完成零件的直接更換。d.如何設(shè)置常用零件的默認(rèn)零件封裝？可以用零件庫(kù)編輯器打開(kāi)要修改的零件，在零件 描述(Description )對(duì)話框中Designator標(biāo)簽頁(yè)里的Part Foot Print 1中輸入零件封裝名。此零件封裝名即是該零件的默認(rèn)零

31、件封裝。e.如何直接從原理圖切換到 PC暇計(jì)？點(diǎn)擊菜單DesignUpdate PCB命令，即可實(shí)現(xiàn)原 理圖到PC暇計(jì)的自動(dòng)切換。但要注意打開(kāi)需要切換的 PCB圖，將其他無(wú)關(guān)的PCB圖關(guān)閉， 否則會(huì)出現(xiàn)意想不到的問(wèn)題。f.如何批量修改零件屬性？點(diǎn)擊零件屬性對(duì)話框中的 Globe按鈕，在整體修改對(duì)話框中 可以設(shè)置整體修改選項(xiàng)，在 Copy Attributes 中輸入有關(guān)替換設(shè)置，如A* = B*則將A開(kāi)頭 的標(biāo)識(shí)符改成以B開(kāi)頭的標(biāo)識(shí)符號(hào)。g.系統(tǒng)不能識(shí)別零件庫(kù)怎么辦？系統(tǒng)不能識(shí)別零件庫(kù)可以試一下以下解決方法：將打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序重新安裝一遍，如果沒(méi)有打印機(jī)話，可以隨便安裝一個(gè)打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序；有時(shí)

32、候安裝一些軟件后也會(huì)造成系統(tǒng)不能識(shí)別零件庫(kù)，那樣的話可以重新安裝Protel程序。h.原理圖無(wú)法打印怎么辦？原理圖無(wú)法打印可以按以下辦法解決：修改默認(rèn)打 印機(jī)；察看打印機(jī)的打印紙?jiān)O(shè)置是否是合適；打印機(jī)不能兼容。PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題a.布線方向：從焊接面看，元件的排列方位盡可能保持與原理圖相一致，布線方向最好 與電路圖走線方向相一致，因生產(chǎn)過(guò)程中通常需要在焊接面進(jìn)行各種參數(shù)的檢測(cè)，故這樣做 便于生產(chǎn)中的檢查，調(diào)試及檢修。b.各元件排列，分布要合理和均勻，力求整齊，美觀，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囈蟆.電阻，二極管的放置方式分為平放與豎放兩種：武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課

33、程設(shè)計(jì)(1)平放：當(dāng)電路元件數(shù)量不多，而且電路板尺寸較大的情況下，一般是采用平放較 好；對(duì)于1/4W以下的電阻平放時(shí)，兩個(gè)焊盤(pán)間的距離一般取4/10英寸，1/2W的電阻平放時(shí)， 兩焊盤(pán)的間距一般取5/10英寸；二極管平放時(shí)，1N400X系列整流管,一般取3/10英寸;1N540X 系列整流管，一般取45/10英寸。(2)豎放：當(dāng)電路元件數(shù)較多，而且電路板尺寸不大的情況下，一般是采用 豎放，豎放時(shí)兩個(gè)焊盤(pán)的間距一般取 12/10英寸。d.電位，IC座的放置原則(1)電位器：在穩(wěn)壓器中用來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，故設(shè)計(jì)電位器應(yīng)滿中順時(shí)針調(diào)節(jié)時(shí)輸出 電壓升高，反時(shí)針調(diào)節(jié)器節(jié)時(shí)輸出電壓降低；在可調(diào)恒流充電器中電

34、位器用來(lái)調(diào)節(jié)充電電流 折大小，設(shè)計(jì)電位器時(shí)應(yīng)滿中順時(shí)針調(diào)節(jié)時(shí)，電流增大。電位器安放位軒應(yīng)當(dāng)滿中整機(jī)結(jié)構(gòu) 安裝及面板布局的要求，因此應(yīng)盡可能放軒在板的邊緣，旋轉(zhuǎn)柄朝外。IC座：設(shè)計(jì)印刷板圖時(shí)，在使用IC座的場(chǎng)合下，一定要特別注意IC 座上定位槽放置的方位是否正確，并注意各個(gè) IC腳位是否正確，例如第1腳只能位于IC座 的右下角線或者左上角，而且緊靠定位槽(從焊接面看)。e. 進(jìn)出接線端布置：(1)相關(guān)聯(lián)的兩引線端不要距離太大，一般為 23/10英寸左右較合適。(2)進(jìn)出線端盡可能集中在1至2個(gè)側(cè)面，不要太過(guò)離散。f .設(shè)計(jì)布線圖時(shí)要注意管腳排列順序，元件腳間距要合理。7 .在保證電路性能要求的前

35、提下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求走線合理，少用外接跨線，并按一定順充要求走線，力求直觀， 便于安裝，高度和檢修。g.設(shè)計(jì)布線圖時(shí)走線盡量少拐彎，力求線條簡(jiǎn)單明了。h.布線條寬窄和線條間距要適中，電容器兩焊盤(pán)間距應(yīng)盡可能與電容引線腳的間距相 符；i .設(shè)計(jì)應(yīng)按一定順序方向進(jìn)行，例如可以由左往右和由上而下的順序進(jìn)行。5.4焊盤(pán)應(yīng)注意的常見(jiàn)問(wèn)題焊盤(pán)內(nèi)孔邊緣到印制板邊的距離要大于 1mm這樣可以避免加工時(shí)導(dǎo)致焊盤(pán)缺損。焊盤(pán)的 開(kāi)口：有些器件是在經(jīng)過(guò)波峰焊后補(bǔ)焊的，但由于經(jīng)過(guò)波峰焊后焊盤(pán)內(nèi)孔被錫封住，使器件 無(wú)法插下去，解決辦法是在印制板加工時(shí)對(duì)該焊盤(pán)開(kāi)一小口，這樣波峰焊時(shí)內(nèi)孔就不會(huì)被封 住，而且也不會(huì)影響正常的焊接

36、。焊盤(pán)補(bǔ)淚滴：當(dāng)與焊盤(pán)連接的走線較細(xì)時(shí)，要將焊盤(pán)與走線之間的連接設(shè)計(jì)成水滴狀， 這樣的好處是焊盤(pán)不容易起皮，而是走線與焊盤(pán)不易斷開(kāi)。 相鄰的焊盤(pán)要避免成銳角或大面積的銅箔，成銳角會(huì)造成波峰焊困難，而且有橋接的危險(xiǎn)， 大面積銅箔因散熱過(guò)快會(huì)導(dǎo)致不易焊 接。6調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)試接上電源(次級(jí)為12伏)，不帶負(fù)載情況下接通電源，按下電路板上電源開(kāi) 關(guān)，測(cè)試濾波電容兩端輸出電壓應(yīng)為14v左右。若出現(xiàn)異常應(yīng)該立即斷電。最大輸出功率測(cè)試-10 -武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)將8Q負(fù)載接入功率輸出端。再將信號(hào)源調(diào)至頻率 f=1000hz,輸出電壓為1V,接到音頻 放大器的

37、聲道輸入端。將音調(diào)調(diào)節(jié)電位器調(diào)到最大。功率輸出端接上示波器、毫伏表。圖4-1測(cè)試的接法調(diào)節(jié)音量電位器，使輸出信號(hào)失真度 THD=3睨，測(cè)出功率放大器的輸出電壓 Vo的 值，由公式P=Vo2/16計(jì)算放大器的最大輸出功率。頻率特性測(cè)試調(diào)節(jié)1000hz輸入信號(hào)幅度（或調(diào)音量電位器），使輸出信號(hào)為1V。測(cè)出電路輸入信號(hào)的 大小Vi的值。調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的頻率，保持輸入信號(hào) Vi的大小不變，測(cè)量輸出信號(hào)的大小。找出上下限頻率fL和fH,求出通頻帶BW=FH-f音樂(lè)試聽(tīng)及仿真模擬由于底噪，性能未達(dá)到先前期盼，聲音有明顯放大，但是音質(zhì)不高-11 -武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)

38、計(jì)話音放大器由于話筒的輸出信號(hào)一般只有 5mM右，而輸出阻抗達(dá)到20K亦有低輸出阻抗的話筒如（20歐，200歐等），所以話筒放大器的作用是不失真地放大聲音信號(hào)（最高頻率達(dá)到10KHZ其輸入阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于話筒的輸出阻抗。R14- 9VVCC -iokn :KQy=A：lOkCl權(quán) P1T- 號(hào)Th Bum mix I ir . 2H24-J?，0Q000放大倍數(shù)：160/20=8倍電路圖中A1組成同向放大器，具有很高的輸出阻抗，能與高阻話筒配接作為話音放大器 電路，其放大倍數(shù)Av=1+R12/R11=8.5倍（18.5dB）,與仿真結(jié)果相似。四運(yùn)放 LM324的頻帶 雖然很窄（增益為1時(shí)，帶寬為1MHZ，但這里放大倍數(shù)不高，故能達(dá)到fH=10kHzd的頻響 要求。-12 -武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)信息學(xué)院模電課程設(shè)計(jì)心得與體會(huì):這次模電課設(shè)的論文和設(shè)計(jì)是我這大學(xué)期間干的最有意義的事之一。從最初的選題，開(kāi) 題到寫(xiě)論文直到完成論文。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改論文，每一 個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。通過(guò)這次實(shí)踐，我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。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知