电子技术课程设计---TDA2822立体音频放大器.docx

TDA2822立体音频放大器课题名称: TDA2822立体音频放大器专业班级:姓 名:学 号:指导老师:摘 要集成功率放大器是由集成运算放大器发展而来的，它的内部电路一般也由前置级、中间级、输出级、及偏置电路等组成，不过集成功率放大器的输出级输率大、效率高。另外，为了保证器件在大功率状态下安全可靠工作，集成功率放大器中还常设有过流、过压以及过热保护电路等。集成功率放大器由集成功放块和一些外部阻容元件构成。它具有线路简单，性能优越，工作可靠，调试方便等优点，已经成为在音频领域中应用十分广泛的功率放大器。在电子设备和自动控制系统中，放大电路的末级或末前级一般是功率放大级，以便将前置电压放大级送来的电压信号进行功率放大，使电路能够给出足够大的功率，驱动执行机构工作。例如，使扬声器发声，使电动机转动，使继电器动作，是指针偏转等等。电压放大电路和功率放大电路都利用三极管的放大作用将直流电能转换成交流电能输出，从而将信号放大。所不同的是电压放大电路输入的是小信号，输出的是足够大的电压；而功率放大电路输入的是大的电压信号，输出的信号具有足够大的功率，即信号的电压和电流都要足够大。传统的功率放大电路常采用变压器耦合方式，其优点是可实现阻抗匹配，缺点是体积大、笨重，且高、低频率特性均较差，已较少使用。目前功率放大电路多采用无输出变压器的功率放大电路（OTL电路）及无输出电容的功率放大电路（OCL电路），在集成运放中多采用OCL电路。关键字：集成功率放大器 TDA2822 音频放大器目 录一、概述 41.1 设计概述41.2 设计目标及要求41.3 技术指标4二、TDA2822立体音频放大器的总体设计方案42.1 设计方案原理42.2 设计方案框图和电路图5三、实际测试及结果分析73.1 直流测试73.2 交流测试7四、所需元器件介绍 7五、芯片TDA2822介绍 85.1、芯片概述 85.2、芯片特点 85.3、TDA2822功能框图95.4、TDA2822的引脚功能配置9六、设计时遇到的问题 10七、设计心得体会 10八、参考文献11一、概述1.1设计概述 本文所介绍的TDA2822立体音频放大器，具有操作方便，音质效果好，使用一只扬声器就可输出左右音频的特点。而且，整个音频放大器驱动电压范围广从2V到15V均可做为TDA2822双电源立体音频放大器的驱动电源，1.2、设计目的及要求（1）选择变压器、整流二极、滤波电容、 合成稳压器来设计直流稳压电源为音频放大器提供电源，选择芯片，耦合电容，耦合电阻等组成音频放大器，完成全电路理论设计。（2）综合运用电子技术课程中所学的理论知识完成课程设计。（3）通过查阅手册和上网查看文献资料，提高独立分析和解决实际问题的能力。（4）熟悉常用电子器件的类型和特征，并掌握合理选用的原则。（5）学会电子电路的安焊接与调试技能。1.3技术指标：（1）输入电压AV220V或DC5V（由USB供电）;（2）输入偏流：100nA（3）负载电阻：6；（4）输出功率：1W；（5）闭环增益:39dB(f=1000HZ)二、 TDA2822立体音频放大器的总体设计方案 2.1设计方案原理TDA2822立体音频放大器由电源部分和功放部分组成，如下图所示，它分别由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四部分组成稳压电源，由TDA2822，耦合电容，电阻组成功放电路。电路是采用同相输入方式，与OTL电路不同之处在于其输入通道的反相端的外接电容另一端不接地，而是连到另一通道的反相输入端。由于同相放大器属深度负反馈，满足“虚短”条件，因此u+u-；u-通过内部取样电阻和外接电容（10uF）耦合到第二通道。第二通道为反相电压放大器，因此两个功率放大器输出信号反相，负载上将得到原来单端输出的2倍电压。2.2 设计方案框图和电路图TDA2822立体音频放大器由电源部分和功放部分组成，如下图所示，它分别由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四部分组成稳压电源，由TDA2822，耦合电容，电阻组成功放电路。负载电路功率放大信号前置放大外供正弦稳压电源 图 1 TDA2822组成BTL电路 注意： 1BTL电路能充分利用系统电压，因此BTL结构常应用于低电压系统或电池供电系统中（如在汽车音响中当每声道功率超过10W时）大多采用BTL形式。 2理论上来讲BTL电路的输出功率是同等电压OCL电路的4倍。 3初始试图把示波器探头参考地（仪器内部接三端插头的保护接地线）接到BTL电路任一输出端、信号探头接另一输出端，希望直接测量BTL输出，这时TDA2822输出波形畸变且伴有发热现象。所以，实际测试时把双踪示波器参考地接TDA2822电源地，通过独立测量BTL两个输出端，间接得到加到负载上的总输出信号。 三、实际测试 3.1直流测试输入电源电压为5V，空载时测试TDA2822各引脚电压，如表所示。 , , 2.24 V0 V0.53 V5.07 VTDA2822各引脚电压3.2交流测试 空载情况下，由INPUT1（或2）先后输入1KHz、20KHz正弦波信号，用示波器测量脚和脚电压波形。调节正弦波幅度，观察输出波形刚好不失真时，、脚波形如图2、3所示。图2 1KHz正弦波信号（空载） 图3 20KHz正弦波信号（空载）由图6-16可以看出，低频时BTL输出、脚波形幅度相同、相位相反。由6-17可以看出，高频时BTL输出脚波形幅度较大、脚波形幅度较小，其相位也不再是完全反相了，这是由于电容C4的移相作用造成的。无论哪种情况，负载上的得到的信号都是、脚波形的叠加。若把示波器CH1接到脚（输出端之一），CH2接到脚（信号输入端），在1KHz、20KHz正弦波信号作用下，波形如图4、5所示。从图中可以看出，5V电压工作，输出信号最大不失真时，输入信号大约40mV左右，这个电压信号非常小，适合于微弱电压音频设备作为功率放大器。图4 1KHz正弦波信号（空载） 图5 20KHz正弦波信号（空载）采用稳压电源给TDA2822供电，负载输出时电源电压基本不变，所以负载测.试时，TD2822输出电压只有轻度下降。四、所需原件：芯片TDA2822 1个4.7电阻 2个10 K电阻 2个0.1F电容 2个100F电容 5个五、芯片TDA2822的介绍5.1、芯片概述 TDA2822是意法半导体(ST)开发的双通道单片功率放大集成电路，通常在袖珍式盒式放音机（WALKMAN）、收录机和多媒体有源音箱中作音频放大器。具有电路简单、音质好、电压范围宽等特点，可工作于立体声以及桥式放大(BTL)的电路形式下。5.2、芯片特点1.电源电压范围宽（1.815V，TDA2822M），电源电压低至1.8V时仍能工作2.静态电流小，交越失真也小3.适用于单声道桥式（BTL）或立体声线路两种工作状态4.采用双列直插8 脚塑料封装（DIP-8）和贴片式（SOP-8）封装5.3、TDA2822功能框图5.4、TDA2822的引脚功能配置引出端序号符号功能引出端序号符号功能 1OUT1输出端1 5IN2（-）反相输入端2 2VCC电源 6 IN2（+）正相输入端2 3 OUT2输出端2 7IN1（+）正相输入端1 4GND地 8IN1（-）反相输入端1六、设计时遇到的问题学贵以致用，通过几天的功放电路的设计，焊接，调试过程，将从书本上学到的知识应用于实践，学会了初步的电子电路的一般设计方法和步骤,虽然过程中遇到了一些困难，但是在解决这些问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高。遇到的问题有：（1）模拟软件中没有找到TDA2822元件，再不确定结果的情况下，牛刀小试，结果惨遭失败。（2）对于我们这些刚刚接触电子元器件的初学者来说，音频功率放大器TDA2822的管脚还是挺多的，根据各个管脚的功能引线，排线布局较复杂。七、心得体会本次课程设计至此已经接近尾声，一周的时间虽然很短暂，但在这一个星期的设计过程中收获颇丰。整个课程设计过程中首先对模拟电路这门课程有了更深的了解，因为课程设计本身要求将以前所学的理论知识运用到实际的电路设计当中去，在电路的设计过程中，无形中便加深了对模拟电路的了解及运用能力，对课本以及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解；以前的模电实验只是针对某一个小的功能设计，而此次课程设计对我们的总体电路的设计的要求更严格，需要通过翻阅复习以前学过的知识确立了实验总体设计方案，然后逐步细化进行各模块的设计。起初，我对示波器的使用并不清楚，经过本次课程设计，使得我对示波器的使用更加熟悉，学会了如何将波形跳成自己所需要的形式。这周下来，我对电路故障的排查能力有了很大的提高；再次，通过此次课程设计，我对设计所用到的软件有了更加深刻地了解，这对我们以后的工作和学习的帮助都很有用处。感谢学校给我们这次机会，锻炼了我们的动手能力。通过这次课设让我明白了理论和实际操作之间差距，而且也让我很明确得意识到自己在模电上有很多的知识漏洞，以后应该多钻研一下。同时也感谢