数控音频功率放大器设计方案

1、数控音频功率放大器设计方案,数控音频功率放大器的设计结构图,技术指标和功能要求：,输入电源：18V/2A 输出功率：5W(不失真功率、R=4欧) 功放效率：35% 线路放大频率响应：100HZ15KHZ(3dB带宽) 失真度：1% 信噪比：80dB 音量控制分32级，并具有静音和音量参数的掉电保护功能 红外遥控距离：7M 输入分为音频线路输入1Vpp、输入阻抗10k和MIC话音输入20mVpp 设计需考虑电路结构的简捷、材料成本低廉、调试测量方便等因素,设计要求：,（1）输入信号为30mv峰峰值的正弦波，频率范围 20HZ20KHZ，输入阻抗Ri 20K，前级程控放大器增益通过单片机键盘输入控

2、制，增益可预置为 10db，20db，30db，40db。 （2）后级功率放大器输出功率3W（8负载）。 （3）液晶显示。,主要元件选择：,信号源输入 模拟开关 数字音量电位器 音频功率放大器 MCU 显示电路,信号源输入：,话音输入 音频信号输入,芯片LM358：LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工 作条件下，电源电流与 电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模组,音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358主要参数：输入偏置电流4

3、5 nA输入失调电流50 nA输入失调电压2.9mV输入共模电压最大值VCC1.5 V共模抑制比80dB电源抑制比100dB,模拟开关：,单刀双掷模拟开关ft3157 ft3157是一个低导通电阻、高速单刀双掷模拟开关，通过开关选择引脚，选择信号从两个不同的通道输入或者输出。 ft3157工作电压范围是1.65-5.5V。该产品具有300MHz的高带宽以及4.5的低导通电阻，并且拥有高导通电阻稳定性。 ft3157采用SC70-6 (2.0mmx2.1mm)封装。 工作电压范围: 1.65V- 5.5V 低导通电阻: 4 /4.5V (典型值) Power down 控制功能 -3dB带宽(M

4、Hz)：250MHz 快速的开关时间 - 开启时间 20ns - 关断时间 15ns 高的信号隔离度: -52dB / 10MHz,单刀双掷模拟开关CD4053,CD4053是一块带有公共使能输入控制位的3路二选一模拟开关电路。一个多路选择开关都有两个独立的输入/输出（Y0和Y1），一个公共的输入/输出端（Z），和选择输入（Sn）。每一路都包含了两个双向模拟开关，开关的一边连接到独立输入/输出（Y0或Y1），另一边连接到公共输入/输出端（Z）。当E为低电平时，两个开关中的其中一个被Sn选通（低阻导通态）。当E为高电平时，所有开关都处于高阻关断态，与SASC无关。 VDD和VSS是连接到数字控制

5、输入（SASC和E）的电源电压。（VDDVSS）的范围是315V。模拟输入输出（Y0，Y1和Z）能够在最高VDD，最低VEE之间变化。VDD-VEE不会超过15V。对于用做数字多路选择开关。VEE和VSS是连在一起的（通常接地）。,通过比较选择CD4053,数字音量电位器：,电位器X9313 Maxim推出首款双路、32抽头、音量控制数字电位器MAX5456/MAX5457。这些器件提供简易的去抖按键接口，用于控制、均衡音量。控制接口无需外部微控制器、GPIO或任何去抖电路。内部集成算法对音量和均衡进行独立控制。MAX5456/MAX5457具有3线或4线按键接口，采用Maxim专有的Smar

6、tWiper 滑动端快速调节控制系统。无需使用微控制器，SmartWiper在按键闭合1s后以4Hz的速率改变滑动端位置，按键闭合4s后速率变为16Hz。MAX5456/MAX5457还具有静音功能，激活该功能后，所有滑动端均被设置到最大衰减位置，解除静音后滑动端返回到初始位置。器件关断后，滑动端设置在最大衰减位置并断开H0/H1与信号通路的连接。退出关断模式后滑动端返回原位。每个电位器均包含杂音抑制电路，滑动端移动时可确保“无杂音”切换。 这些器件提供4mm x 4mm TQFN封装，与机械式电位器相比尺寸大大缩小。 MAX5456/MAX5457包含2个10k电阻，比例温度系数和端到端温度

7、系数分别低至5ppm/和35ppm/。这些数字电位器采用2.7V至5.25V单电源供电，待机电流小于0.5A，可大大节省功耗。,功率放大器TDA2030,TDA2030的工作电压是+15v。它将输入的电流进行放大，然后驱动喇叭响。具体接法见上图。利用TDA2030进行功率放大。TDA2030具有体积小，输出功率大，失真小等特点。功率放大器内含多种保护电路，工作安全可靠性高，主要保护电路有：短路保护，热保护，地线偶然开路，电源极性反接，以及负载泄放电压反冲等。其中，热保护电路能够容易承受输出的过载，甚至是长时间的，或者环境温度超过时均起到保护作用。与普通电路相比较，散热片可以有更小的安全系数。结

8、温超过时，也不会对器件有所损害。,音频功率放大器：,芯片TDA2003 TDA2003电流输出能力强,谐波失真和交越失真小,各引脚都有交,直流短路保护,使用安全,负载上电压可冲至40V.，最大额定值 Tamb=25，电源峰值电压(50mS) Vccp 40 V，直流电源电压 Vcc 28 V，工作电源电压 Vcc 18 V，输出重复峰值电压 Io 3.5 A，输出不重复峰值电压 Io 4.5 A，功耗 T=90 PD 20 W，储存温度 Tstg -40 +150度，焊接温度Tj -40+150度。,显示电路：,LED数码管 LED显示器工作方式有两种：静态显示方式和动态显示方式。静态显示的特

9、点是每个数码管的段选必须接一个8位数据线来保持显示的字形码。当送入一次字形码后，显示字形可一直保持，直到送入新字形码为止。这种方法的优点是占用CPU时间少，显示便于监测和控制。缺点是硬件电路较复杂，成本较高。动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。选亮数码管采用动态扫描显示。所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。动态显示的亮度比静态显示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的,MUC:,VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位

10、漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接

11、收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。,P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P

12、3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。,ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/