设计报告设计报告模板--- 音响电子.doc

1、一 、 设计任务和要求设计一个集成电路音响放大器，设计要求如下：、输出功率 （）；、负载阻抗;、频率响应、音调控制特性处增益为0dB，100Hz和10kHz处有12dB的调节范围.;、输入阻抗。二、 设计思路根据设计任务，集成电路音响放大器基本组成框图如图11和1-2所示,为音响效果更好,还可以加接电子混响。图1 集成音响放大器组成框图（一）、方案论证确定整机电路级数，分配各级电压增益电路系统总电压增益。考虑到实际电路中会有损耗，取(输入5mW，输出功率最大为1W）.各级增益分配如下：图2集成电路音响放大器(参考)电路图1、 音调控制级f=1kHz，增益为1(0dB），但实际电路有可能产生衰减

2、，取（2dB）。2、 集成功放电路增益应较大,取（29.5dB）.3、 话筒放大级,采用集成运放电路构成，。（二）、电路设计与电路参数的计算1、 功率放大电路根据额定输出功率、负载的要求来选择集成块.OCL集成功率放大器的内阻较大，约为1,因此，若选择太大，会增加功放内部功耗而烧坏集成块.一般要求功放内阻.假设我们选择TDA2030为例进行设计。集成电路手册中提供的在负责下额定输出功率为，为了保证电路安全可靠的工作，一般要求。电源电压EC（在单电源供电时)应满足:，考虑到功率管存在的饱和压降和反射极电阻的降压的作用，取。1直流偏置电路及偏置电阻的确定图3 TDA2030集成功率放大器电路图1-

3、3中TDA2030既可用正负对称双电源供电，也可用单电源供电，本电路采用单电源供电,TDA2030输出端的直流电位为，通过反馈电阻使反向输入端的直流电位也为，为使同相端与反相端的直流电位对称，采用和分压取得的电位经过加到同相端。偏置电阻通常为几几百，阻值太小，电源能量损耗大，阻值太大，集成块的漂移电流的影响不可忽略。在此取，为旁路电容。取值为。本级与前级之间采用电容耦合，以免前后级的直流工作状态彼此前后影响。2交流工作状态及元件参数计算本级电路采用同相输入,接入,保证有适当高的输入电阻.,，组成交流负反馈电路，为使反相端和同相端的直流电阻对称，应有=105，取。同相输入放大器的增益，倍（根据设

4、计要求）。取。隔直电容大小应该是在下限频率上的容抗远小于。取。输出耦合电容的容量应满足的要求。，取。、用来消除自激，同时TDA2030管脚与外电路的连接线应尽可能短，耦合电容满足,取。2、 音调控制器电路音调控制器是控制、调节音响放大器输出频率高低的电路，其控制曲线如图14所示。图4 音调控制曲线图中 中音频率,要求增益； ：低频转折频率；:中音频转折频率；:中音频转折频率；：高音频转折频率。音调控制器设计音调控制器如图12中由及外围电路组成。根据题意：100Hz和10kHz处有调节范围.即，代入得: 同理 ，得 图5 音调控制电路从图14中可见，音调控制器只对低音频或高音频进行提升或衰减，中

5、音频增益保持不变.音调控制器是由低通滤波器和高通滤波器共同组成。实现此方案,可有两种形式。一种是专用集成电路，外接发光二极管频段显示，可看见各频段的增益提升与衰减的变化情况，在高中档收录机、汽车音响设备中,一般采用音调控制集成电路电路；另一种是采用集成运放构成音调控制器电路，如图15所示.设：，在中音频区，可视开路。在高音频区，可视短路。2、 低频时情况由于电容的容量较小，在低频时可视为开路。图1-6a为的滑臂在最左端，对应于低音频提升最大的情况;图1-6b为的滑臂在最右端，对应于低音频衰减最大的情况。图 6a音调控制器(低音频提升最大情况） 图6b 音调控制器（低音频衰减最大情况）当时，电路

6、是一阶有源低通滤波器，图1-6a幅频特性表达式为：当时,可视为开路，运放输入端为虚地，输入电流，忽略，从表达式（1）中可得:当时，,，代入得：电压增益相对下降了3当时，时电压增益相对下降了17。当，电压增益衰减速率倍频程。对应16b，低频衰减最大的情况和低频提升电路同样的分析方法，对于低频衰减电路，在中频区增益为0，时，增益为-3，时，增益为-17，时,最大衰减为20。2 高频时的情况当时,、短路，音频控制器高频等效电路如图17。与、组成星形联接，转成三角形联接。当 图7 音调控制高频等效电路图1-8a电路为滑臂在最左端时情况，对应于高频提升最大的情况，相当于一阶高通滤波器。幅频特性表达式：图

7、8a 音调控制器（高频提升最大情况）图8b 音调控制器（高频衰减最大情况）和可视为负载，比上一级电路输出电阻大得多，故对第二级输入电压数影响可以忽略。通过分析可得:，开路，,，时，视为开路，电压增益为.，电压提升速率为倍频程.同理，可得出高频衰减最大的情况，请大家继续推导。在电路设计中设定3、 话筒放大器设计话筒放大电路由及外围电路组成，耦合隔直电容取,为话筒放大器音量调节电位器,取。根据级间增益分配,该电路设计为同相输入放大器.根据增益分配，采用集成运放电路改变外接电阻可方便实现增益调整.与音调控制器共采用一块即可满足除功放外的所有电路功能。可使电路简单，价格低廉.虽然的频带很窄（增益为1时

8、，带宽1）,因放大倍数不大,代入公式，计算满足的要求。取,代入上式算得，取标称值,这时。该电路设计为单电源供电的交流放大器，在电源与同相输入端及同相输入端与地之间，各接入电阻给集成运放提供合适的偏压。取。三、 电路实现在通用板安装电路,电路安装与调试过程如下:（一） 、电路安装合理布局，分级安装音响放大器，音响放大器是一个小型电路系统，安装前要将各级合理进行布局,一般按照电路的顺序一级一级地布局，功放电路要远离输入极，每一级的地线尽量接在一起，连线尽可能短,否则很容易出现自激。安装要特别注意功放集成电路、运算放大器、电解电容等主要器件的引脚和极性，不能接错.从输入级开始向后级安置，也可以从功放

9、开始向前级开始逐级安置。图9 电路实物图（二） 、电路调试电路的调试过程一般是先分级调试，再级联调试,最后整机调试并对电路进行性能指标测试。分级调试又分为静态调试与动态调试.静态调试时,将输入端对地短路,用万用表测出该级输出端对地的直流电压。输入级、混合级、音调控制电路都由运算放大器组成，其静态直流电压均为，功放级的输出也为。动态调试是指输入端接入规定的信号,用示波器观测该极输出波形，并测量各项性能指标是否满足要求，如果相差很大，则应检查电路是否接错，元器件数值是否合乎要求。（第一级：频率1k; Vpp=0。1V；正弦波） 画波形曲线（第二级:频率1k； Vpp=0.08V;正弦波） 画波形曲线（第三级：频率1k； Vp-p=3。0V；正弦波） 画波形曲线图10三级输出的波形（三)、整机功能调试用的扬声器代替