2.1音响的工艺设计

湘潭职业技术学院0项目申请书姓名班级学号项目名称21音响的工艺设计内容提要编制PCB装配与调试PCB，原理图，材料清单（备料要求及说明）。根据已有PCB原理图，材料清单，编写材料加工要求。工艺要求文件内容音响整机装配与老化维护，插件工艺书，插件线工位安排，辅助工位。焊锡的选择，外板的参数选择。技术路线和技术关键2PC6100电子工艺编制，插入后检点标准与规范，设计PCB模具，波峰焊机的参数设定。生产线的组成。应用前景更规范化的管理电子产品的生产，有利于产品生产质量的提高，将工厂的利益最大化，对于工艺的要求随社会发展将越来越高，应用也将更加广范。指导老师意见同意签名5月10日教研室意见同意签名5月10日湘潭职业技术学院1开题报告姓名学号班级项目名称21音响的工艺设计主要研究（设计）内容编制PCB装配与调试PCB，原理图，材料清单（备料要求及说明）。根据已有PCB原理图，材料清单，编写材料加工要求。工艺要求文件内容音响整机装配与老化维护，插件工艺书，插件线工位安排，辅助工位。焊锡的选择，外板的参数选择。成品功能的测试维修。方法及其预期目的根据所掌握的知识，老师的指导，网上搜索的资料，确定工艺所需求元件，要求通过自己工艺的设计，更多的了解工厂一线的工作方式，更好的适应接下来毕业所面临的就业。项目特色和重点难点元器件的备料，要求的制定，制作过程的要求编订，PCB元件图的设计。项目的设计应用范围广泛适应于大中型工厂，要求思路清晰明了，简单容易上手制作。课题进度计划1电路图的要求2电路元件的规范化要求3元器件引脚执锡要求4音响外壳的设计5外壳的制作要求6音响整体设计7工艺卡片的制作指导教师意见指导教师签字5月20日湘潭职业技术学院2摘要本文主要针对家用而设计出一个简易实用的音响。整个音响系统分为两个部分，放大电路的设计及其工艺，音响外部板设计及其工艺设计。按照传统音响系统的设计思想和则，利用集成器件和分离元件在某些特殊性能上的优势互补，在确定系统电路组成框架的基础上，按要求对各级单元电路进行分析设计，同时也要对外箱的选材、外部结构的设计以整体的组装与调试等一系列最后形成完整的音响系统。湘潭职业技术学院3目录摘要1前言3第一章音响电路的设计411电源电路的介绍412功率放大器件的选择413功放电路结构形式的确定514集成功率放大电路LM3886615LM3886的典型应用716功放电路的确定8第二章音响电路工艺设计与要求921元件选取922元件插件923元件焊接,剪脚101焊前处理102焊接10焊接注意要点1224元器件点胶1525套管的使用1526辅助类材料的使用1527扬声器孔的开设工艺1528变压器的的使用1629内部线材布线要求17第三章音响外部设计与整机1831音箱箱体设计的要求18311音箱正面板规格18312音响左右面板19313音箱俯视图19314音箱背面图20315音箱底面图2032组合装配2133成品性能测试21331电性测试21332结构测试2134外观及包装检查成品2235成品音响22总结23参考文献24致谢25湘潭职业技术学院4前言随着电子技术和集成电路制作技术的迅速发展，音响技术经历了电子管、晶体管、集成电路的发展时期，现在又朝着数字化、专业化方向发展。随着计算机科学，视频技术的介入，音响技术又有了前所未有的新突破。尽管这样，作为传统的模拟音响仍深受广大消费者的青睐，因为它具有价格低廉、性能优良、实用性较强、特别是便于广大电子爱好者自己设计与制作等优点，而仍为社会所接受。本文就是基于这一点，介绍了一种模拟家用普通音响的设计与制作技术，其中包括对功率放大电路、音调控制电路、前后置放大电路，以及系统制作调试技术。对照传统的音响技术，本设计可分为两大部分。第一部分主要介绍了对单元电路的设计，从单元电路的功能和指标出发，电路形式的选择，电路的原理，对元器件的选择与备料，元件的放置，到最后调试成功的电路板。第二部分主要介绍了音响外箱的尺寸规格，外观的设计，整体的组装，最后整机与调试。全文浅显易懂，对每个知识点都进行了较为透彻的分析，制作部分都选用的器件也是一些常用集成元件如LM3886、NE5532等，目的只在于设计者在通过亲临设计制作，感受和接受电子产品设计制作知识，增强成就感。功率放大部分采用的是性能较好的集成电路LM3886组成BTL的电路形式来实现功率放大。音调控制部分采用的是NE5532组成的反馈式音调控制电路，该电路调试方便，信噪比高。电子混响功能采用混响特性好、调节范围大、调整方便的模拟电子混响器实现，其主要电路由MN3102和BBD电路MN3200组成。湘潭职业技术学院5前后置放大部分由NE5532组成。第一章音响电路的设计11电源电路的介绍电源电路的功能和组成每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是用电池。但电池有成本高、体积大、需要不时更换蓄电池则要经常充电的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从220伏市电变换成直流电，应该先把220伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。如图（11）图（11）电源电路12功率放大器件的选择功率放大器的作用是给音响放大器的负载（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能地小，湘潭职业技术学院6效率尽可能高。功放电路所用器件可用电子管，晶体管和集成电路。作为第一代功放的电子管。其主要优点是动态范围大、线性好，用它组成的功放产生的音色圆润、甜美。尤其是信号自激超过一定范围时，电子管能使其变化趋于缓和，减少了对音质的影响。电子管的主要不足在于内阻过大导致阻尼系数小，影响瞬态特性，供电压过高，离不开变压器等导致功耗大，失真大，体积大等。因此目前的家用音响已不采用。晶体管放大器阻尼系数可做得很高，有良好的瞬态特性，在声音的节奏感、力度上要比胆机明快、爽朗、有力；而且采用无变压器输出，不仅节省成本，体积小，而且避免了由变压器所引起的失真。集成功率放大器虽然电声指标（功率、频响、失真度、信噪比等）和音质皆不如分立元件组成的放大器，但它具有体积小、重量轻、成本低、外围元件少、安装调试简单、使用方便的优点；而且在性能上也优于分立元件，例如温度稳定性好，功耗小、失真小，特别是集成功率放大器内部还设置有过热、过电流、过电压等自动保护功能的电路对电路自行进行保护。由于集成功率放大器具有分立元件不具有的很多优点，近年来集成功率放大器件发展很快，使用相当广泛。13功放电路结构形式的确定鉴于以上几种功率器件的比较结果。考虑到本设计的功率要求比较高，而在音质方面没有特殊要求。因此选择集成功率放大器LM3886作为功放级的放大元件。湘潭职业技术学院714集成功率放大电路LM3886141器件主要参数LM3886是美国国家半导体公司出的一款带过压、过高温保护的高保真大功率功放IC，其外围电路简单、制作方便。其相关资料如表（141）示。表141电路参数参数条件典型值电源电压最大42V35V静音衰减8路开路或0V，静音8脚输出电流05MA，无静音115DB输出功率平均功率28V，RL428V，RL835V，RL868W38W50W输出峰值功率135W总谐波失真60WRL430WRL8（20HZ20KHZ003003转换速率输入2V，上升时间2NS19V/US总静态电流50MA最大输出电流20V，TON10MS115A信噪比60W,1KHZ110DB增益带宽积30V,100KHZ,VI50MV8MHZ互调失真60HZ,7KHZ,410004外型如图142所示，各管脚功能为1、5脚，正电源输入；4脚，负电源输入；8脚，静音控制；10脚，同相输入；9脚，反相输入；湘潭职业技术学院83脚，输出；7脚，接地端；2、6、11脚悬空。图（142）芯片外型15LM3886的典型应用LM3886的典型应用电路如图15所示。图15典型应用电路RB为平衡电阻，RF1，RI和组成反馈回路，既改善了电路的各种交流特CI性，又可以调节电路的增益大小。RM，CM是静音控制元件，当闭合时，RM1S将8脚输出电流限制在05MA，电路正常工作，当断开时，8脚为0V，电路1S处于静音状态，CM为静音通断提供时间常数。为电源退耦电容，可消除低频自激。RSN，CSN防止放大器产生高频震荡。如果负载呈容性（如扬声器接线过长），则放大器在高频下会过载，并使方波响应出现振铃。为避免此现象在输出端串入L/R组成的并联回路，此时L呈现较大感抗，10欧姆电阻R将放大器与容性负载隔离开并降低L与容性负载所构成谐振回路Q值。低频下10欧姆阻R湘潭职业技术学院9被L短路，放大器通过感抗很小的L直接驱动扬声器。16功放电路的确定由上述分析，本设计拟用功放部分的完整电路如图16所示。图（16）总体功放电路湘潭职业技术学院10第二章音响电路工艺设计与要求21元件选取1元件印字需清晰无误,表面及引脚不可有变色等氧化题面不可有污脏,变形,破损2关键性安规元件标识需符合安规要求高压电容,变压器,电源开关,电源线。3新开发机型主要元件统一用一家供应商的物料IC,变压器,喇叭,开关,电源线4所使用的关键材料不可用老化过后的材料如变压器,喇叭,IC,PCB,电解电容等22元件插件1元件须平贴机板，不能有弯曲或浮高,浮高要求电阻2MM电解电容1MM其它电容35MM二极管2MM晶振3MM耳机座/RCA插座05MM开关1MM如图（21）图（21）湘潭职业技术学院112其它元件由于组装或电性要求完全不能有浮高如IC电位器散热片固定架等。3元件不可漏插、错插,反插如电解电容的极性如图（22）图（22）23元件焊接,剪脚1焊前处理（1）将印刷电路板铜箔用细砂纸打光后，均匀地在铜箔面涂一层松香酒精溶液。若是己焊接过的印刷电路板，应将各焊孔扎通（可用电烙铁熔化焊点焊锡后，趁热用针将焊孔扎通）。（2）将所有的元器件引脚逐个用小刀刮亮后，分别镀锡。2焊接（1）将元器件插入印刷电路板小孔。从正面插入（不带铜箔面）。（2）在电路板反面（有铜箔一面），将电阻引脚焊在铜箔上，控制好焊接时间为23秒。若准备重复练习，可不剪断引脚。湘潭职业技术学院12将所有的元器件逐个焊接在印刷电路板上。（3）根据原理图的连接方式，把各个元器件进行连接掌握好电烙铁的温度和焊接时间，选择恰当的烙铁头和焊点的接触位置，才可能得到良好的焊点。正确的手工焊接操作过程可以分成五个步骤步骤一准备施焊左手拿焊丝，右手握烙铁，进入备焊状态。要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并在表面镀有一层焊锡。步骤二加热焊件烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体，时间大约为12秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说，要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物。例如，图B中的导线与接线柱、元器件引线与焊盘要同时均匀受热。步骤三送入焊丝焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件。注意不要把焊锡丝送到烙铁头上步骤四移开焊丝当焊丝熔化一定量后，立即向左上45方向移开焊丝。步骤五移开烙铁焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后，向右上45方向移开烙铁，结束焊接。从第三步开始到第五步结束，时间大约也是12秒。如图23图23焊接是电子产品组装过程中的重要工艺焊接质量的好坏,直接湘潭职业技术学院13影响电子电路及电子装置的工作性能优良的焊接质量,可为电路提供良好的稳定性,可靠性,不良的焊接方法会导致元器件损坏,给测试带来很大困难,有时还会留下隐患,影响的电子设备可靠性随着电子产品复杂程度的提高,使用的元器件越来越多,有些电子产品尤其是有些大型电子设备要使用几百上千个元器件,焊点数量则成千上万而一个不良焊点都会影响整个产品的可靠性在批量的线路板焊接过程中，使用的设备为波峰焊机。焊接注意要点保持烙铁头的清洁靠增加接触面积来加快传热加热要靠焊锡桥烙铁撤离有讲究烙铁的撤离要及时，而且撤离时的角度和方向与焊点的形成有关。为烙铁不同的撤离方向对焊点锡量的影响。在焊锡凝固之前不能动焊锡用量要适中焊剂用量要适中不要使用烙铁头作为运送焊锡的工具理想焊点的外观形状为近似圆锥而表面稍微凹陷，呈漫坡状，以焊接导线为中心，对称成裙形展开。虚焊点的表面往往向外凸出，可以鉴别出来。焊点上，焊料的连接面呈凹形自然过渡，焊锡和焊件的交界处平滑，接触角尽可能小。表面平滑，有金属光泽。无裂纹、针孔、夹渣。湘潭职业技术学院141RCA插座、耳机插座、电位器采用手动焊接操作如图24。图242元件焊点需圆滑光亮,无异物,无虚焊假焊。如图25图25）湘潭职业技术学院153元件剪脚后高度在0820MM之间。如图26图264焊锡后的PCB两面需干净,无锡珠及未剪断的元件脚等其它杂物。如图27图27湘潭职业技术学院1624元器件点胶作用1使元器件相互连接更加牢固2防止漏风作密封理A金属件固定处采用打红胶方式B电子类元器件采有打UL黄胶方式C防漏风密封固定采用打热熔胶处理。1变压器螺丝,散热片螺丝,固定架螺丝需打红胶处理。2用于滤波的电解电容电容或1000UF以上电解电容1,端子连接处,线材与PCB焊接处需打UL黄胶处理。3电源线线扣,电源开关,木箱内穿线引孔,主付面板或面网组装需打热熔胶处理RCA,耳机插座根据产品要求加打热熔胶。4所有元件点胶需整洁,打胶量不可过多而溢到其它零件上或者过少而看不到胶使结合处未粘到胶。5胶中不能粘有异类物质。25套管的使用起绝缘防护的作用1电源开关焊点与电源线焊点,变压器初级与电源线焊点,变压器初级与电源开关焊点,其裸露部分需加热缩套管防护,套管热缩后不可有松脱现象造成焊点裸露。2LED灯极需加热缩套管防护。26辅助类材料的使用1海棉垫条的使用11后板木板,铁板,铝板等密封RCA插座的密封电源开关耳机插座部分机型另加一圆形海棉垫密封,海棉垫需粘贴牢固标准,不可外露箱外,或未粘牢情况。2架桥PE的使用21用于捆扎箱体内屏蔽线、排线、变压器线及喇叭线捆扎须紧凑,不可有松脱现象。3束线带,扎线带的使用替代架桥PE的作用,起用于捆扎箱体内屏蔽线、排线、变压器线及喇叭线扎线带与码钉共同同使用湘潭职业技术学院1727扬声器孔的开设工艺目前在音箱正面放置的扬声器，都是前向内平面安装，开孔时，锯去放置扬声器边框内侧部分则可。应当注意，孔径不能过大或过小。孔径过大，会使固定螺钉的部位小了，紧固螺钉时容易造成塌边；孔径过小，则扬声器不能平稳贴面平放，露出空隙，造成漏气。所以要求裁剪尺寸要准确无误。在专业音箱生产厂，有专门工具开裁扬声器安装孔。业余者则应在面板上选好位置，画出要裁去的生产线条，先钻一小孔，将线锯穿过小孔，按画线条锯出一个圆孔，再用弯刨及木锉修正。如图28图28喇叭扬声器（俗称喇叭）在整个音响系统中是起决定性作用的，它能影响整个音响系统的风格，好的扬声器都有它自己的个性。在汽车音响系统改装中，更换扬声器和主机是最基本，最常见的改装。如图（29）图（29）湘潭职业技术学院1828变压器的的使用为整机提供用于正常工作的电源1,近可能与其它发热物件分开放置如IC散热片，如图（28）2,内置变压器近可能放置于可对外通风的部位如对应的风管口图（28）3远离电子元器件,特别是一些温度敏感元件29内部线材布线要求1布线原则需简洁,布线后不可造成电性能下降或结构功能异常2变压器电源线须与信号线分开捆扎3组装好后的整机观其内部不可有显现过多的线材。湘潭职业技术学院19第三章音响外部设计与整机31音箱箱体设计的要求音箱箱体与结构配合须紧密,胶皮粘结牢固平整,无翘皮及表面刮伤现象,胶皮无明显色差外表不可有花斑、颗粒（05MM）；结合处错角段差03MM木箱组合歪斜度05MM木箱V角组合间隙05MM后板与木箱组合间隙H15MM。音箱的箱体主要用板材制作，绝大多数为长方形，也有圆桶形或其他特殊形状。根据箱体结构及其要求，还可增加箱内腔间格或加强筋板条等。音箱箱体的制作裁料前，按设计尺寸，在预先选好的板块上画上要开裁的线条。如果采用原木板或木皮制作音箱，应注意木质颜色、纹理的顺向，注意对称（每对音箱）选材。如果箱板上面板木纹理为横向纹，那么侧面板纹应与上面板同方向，这样看起来近似于原木纹理，也十分雅观。如果用的是纤维板，其本身并无木纹，箱体则要贴上木皮。裁料以合理、不浪费为原则即可。311音箱正面板规格，如图（31）湘潭职业技术学院20图（31）正面板312音响左右面板，如图（32）图（32）侧面板313音箱俯视图，如图（33）湘潭职业技术学院21图（33）顶部板314音箱背面图，如图（34）图（34）背面板315音箱底面图，如图（35）湘潭职业技术学院22图（35）底板32组合装配1检查箱体内各元器件需组装好,点胶无漏点,错点,紧固件无松动,表面无损坏,箱内无异物等。2固定后板,锁螺丝力度适中,不可有滑牙及锁不紧松动现象。3面板组装时须对木箱面板引孔适度用力压入用力过大易造成面板破裂,过小会造成面板组装不到位现象。4脚钉的使用，脚钉用于粘贴于主机与副机底部要求粘性较强,轻度用力掰不会脱落。也是音箱的一种饰物，但并非每个音箱都要装脚钉，如果需安装脚钉，可有多种选项择。最简单的是，在箱底部4个角的适当位置钉上曲尺形或小圆形的要板，这既经济又实用。但一般都是选择金属制成的专用音箱脚钉，在底板4个角适当位置钻一个深度及大小合适脚钉尺寸、能紧入脚钉螺母的孔口，装上预先涂上粘胶布螺母，用锤打入孔内，这样随时便可拧入脚钉。湘潭职业技术学院2333成品性能测试331电性测试1仪器检测用示波器,信号发生器,失真仪检测,测试音箱各项技术指标值测试功率、失真度、灵敏度、分离度、哼声、信噪比等指标。2听音检查,无失真、杂音、振音、残留音、噪音等耳距3050CM进行听音检查，听音510秒听不到。332结构测试1轻拍与摇晃整机,箱内应无异物响动,各配合部件无晃动现象。2物11件相互间配合紧密,无明显断差缝隙一般正面04MM固定螺丝无松动,滑牙各功能性旋钮松紧适宜且旋转正常,无擦边及左右上下晃动现象,整体高度一致。3面壳与木箱组合台阶标准前视,前面比后面大,A面05MM,B面08MM,D面10MM前视,前面比后面小,A面04MM,B面06MM,D面10MM。面壳与木箱组合间隙标准面积10000MM2间隙05MM面积10000MM2间隙08MM后板与木箱组合间隙H15MM。铭牌组合不可歪斜、间隙。（标准歪斜度04MM，间隙03MM）。34外观及包装检查成品1查看音箱整机各部位无擦伤、刮伤及碰伤喷油件无掉漆,喷油均匀金属件无氧化生锈。如图（36）与图（37）箱体组装喷漆湘潭职业技术学院24图（36）图（37）2说明书,信号线,RCA转接线等到配件无错装,漏装,材料正确无污损。35成品音响图（38）总结经过一个月的学习和研究，我圆满完成了本次毕业设计，尽管设计过程中也遇了很多困难，但我凭借着老师同学帮助和自己的努力较好的完成了本次设计。本设计的各项指标都完全能满足普通家庭的需求，并且电路中采用的都是一些当下性价比较高的集成元件，如LM324、NE5532、LM3886等。并且还可根据用户的需求，在不改变电路形式的前提下，将一些集成元件替换成性能更好的元件，此次毕业设计是我大学生活重要的一步。从最初的选题，开题到写论文知道完成论文。其间，查找资料，老师指导，与同学湘潭职业技术学院25交流，反复修