音响放大器课程设计与制作（精编版）

1、模拟电子课程设计专业班级：电气工程与其自动化6 班姓名： #学号： #理工大学万方科技学院12 / 12目录题目:摘要:1 概述1.1 音响的介绍1.2 音响的作用意义2 电路方案的比拟与论证2.1 放大电路的比拟与论证2.2 音频功率放大电路的比拟与论证3 核心元器件介绍3.1 lm324的介绍3.2 tda2030的介绍4 电路设计4.1 直流稳压电源电路的设计4.2 话音放大器与混合前置放大器的设计4.3 功率放大电路的设计5 pcb的制作5.1 对元器件的前期准备5.2 sch原理图应注意常见问题5.3 pcb设计中应注意的问题5.4 焊盘应注意的常见问题6 调试6.1 静态工作点测试

2、6.2 最大输出功率测试6.3 频率特性测试6.4 话音放大器参考文献附件 1：电路原理图附件 2：元件清单音响放大器课程设计与制作摘 要本文介绍了音响的构成、 功能、与工作原理， 它由 tda2030芯片所组成的功放电路，lm324四运放大器为前置放大和音调放大构成，本身具有电源电压围宽， 静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点。而tda2030一款输出功率大，最大功率到达 35w左右， 静态电流小，负载能力强，动态电流大既可带动4- 16 的扬声器，电路简洁，制作方便、性能可靠的高保真功放，并具有部保护电路。本设计的功能是将输入音频信号进展放大，是一种可普遍用于家庭音响系统、立体声唱机等

3、电子系统中，便于携带，适用性强。1 概述1.1 音响的介绍音响技术的开展经历了电子管、晶体管、场效应管的历史时期， 在不同的历史时期都各有其特点。 通过音响放大器设计， 使我们认识到一个简单的模拟电路系统，应当包括信号源、输入级、中间级、输出级和执行机构。信号源的作用是 提供待放大的电信号， 如果信号是非电量， 还须把非电量转换为电信号，然后进入输入级， 中间级进展电流或电压放大，再进入输出级进展功率放大，最后去推动执行机构做某项工作。1.2 音响的作用意义音响放大器是将电信号复原成声音信号的一种装置，复原真实性将作为评价音箱性能的重要标准。 细心观察我的身边， 现在音响可以说是无处不在，做为

4、一个现代人，我们已经离不开音响。它的出现与使用，丰富了我们的生活，而在实 际生活中，它更是不可取代。娱乐、工作、学习生活的方方面面都有它的身 影。音响将我们的生活带入了一个全新的世界。2 电路方案的比拟与论证2.1 放大电路的比拟与论证方案一：采用 ua741运算放大器设计电路， ua741通用高增益运算通用放大器，应用非常广泛，为双列直插8 脚或圆筒 8 脚封装。工作电压± 22v，差分电压± 30v，输入电压± 18v，允许功耗 500mw。方案二： 采用 lm324通用四运算放大器， 双列直插 8 脚封装， 部包含四组形式完全一样的运算放大器，除电源共用外，

5、四组运放相互独立。方案选取： ua741是通用放大器，性能不是很好，满足一般需求，而lm324四运放大器具有电源电压围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点。本设计放大倍数不高， lm324能达到频响要求，应选用lm324四运放大器。2.2 音频功率放大电路的比拟与论证方案一：采用sl34 集成功率放大器，sl34 是低电压集成音频功放，功耗低、失真小，工作电压为6v，8 负载时，输出功率在300mw以上。主要用于收音机与其它功放。方案二： lm386 是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压围大等优点， 广泛应用于录音机和收音机之中。 lm386电源电压 4-12v

6、 ， 音频功率 0.5w。lm386音响功放是由 nsc制造的， 它的电源电压围非常宽， 最高可使用到 15v，消耗静态电流为4ma，当电源电压为 12v 时，在 8 欧姆的负载情况下，可提供几百mw的功率。它的典型输入阻抗为50k。方案三： tda2030芯片所组成的功放电路，它是一款输出功率大，最大功率到达 35w左右， 静态电流小， 负载能力强， 动态电流大既可带动4- 16 的扬声器，电路简洁，制作方便、性能可靠的高保真功放，并具有部保护电路。方案选取：本课题要求音响放大器的输出功率在5w以上，然而 lm386达不到这功率， 应选用 tda2030。频率响应 fl fh50hz20kh

7、z；而单电源供电音频功率放大器已经达到所需要的目标。3 核心元器件介绍3.1 lm324的介绍lm324系列器件为价格廉价的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。 该四放大器可以工作在低到 3.0 伏或者高到 32 伏的电源下，静态电流为mc1741的静态电流的五分之一。共模输入围包括负电源， 因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。3.2 tda2030 的介绍tda2030a是德律风根生产的音频功放电路，采用v 型 5 脚单列直插式塑料封装结构。 如图 1 所示，按引脚的形状引可分为h型和 v 型。该集成电路广泛应用于汽车立体声

8、收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小 等特点。并具有部保护电路。意大利sgs公司、美国 rca公司、日本日立公司、nec公司等均有同类产品生产，虽然其部电路略有差异，但引出脚位置与功能均 一样，可以互换。4 电路设计4.1 直流稳压电源电路的设计各种电器设备部均是由不同种类的电子电路组成，电子电路正常工作需要直流电源，为电器设备提供直流电的设备称为直流稳压电源。直流稳压电源可以将220v 的交流输入电压转变成稳定不变的直流电压，直流稳压电源的组成框图如图 4-2 所示。22ov ac变压电路整流电路滤波电路稳压电路uo直流图 4-2电源组成框图4.2 话音放大器与混合前置放

9、大器的设计由于话筒的输出信号一般只有5mv左右，而输出阻抗达到20k ( 亦有低输出阻抗的话筒如20， 200等) ，所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号( 最高频率达到 10khz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗，其放大倍数av=1+r12/r11=8.5倍。图 4-3话音放大器电路4.3 功率放大电路的设计功率放大器， 简称“功放。 很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务， 这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口， 而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、 协调的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。当负载一定时

10、， 希望其输出的功率尽可能大， 其输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高， 功 放 的 常 见 电 路 有otl(outputtransformerless)电 路 和ocl(output capacitorless)电路。有用集成运算放大器和晶体管组成的功放，也有专用集成电路功放。4.4 总电路图图 4-4功率放大电路图4-5总电路图5 pcb 的制作5.1 对元器件的前期准备在确定原理图后， 就得开始对各个元器件的阻值和符号进展标注。弄好后最关键的还是各个元器件的封装，一定要根据实物的大小了封装。5.2 sch原理图应注意常见问题根据自己元器件的复杂程度和数量来确定框的大小，把元器件

11、根据输入和输出分 别放两端， 调整元器件使它看起来最简单，然后在规那么中设定一些值，如焊盘大小 1.8mm，线与线间距最小距离为0.7mm，连线大小 gnd为 1.5mm，vcc为 1.2mm，信号线为 1mm等等。5.3 pcb 设计中应注意的问题a. 布线方向：从焊接面看，元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致， 布线方向最好与电路图走线方向相一致.b. 各元件排列，分布要合理和均匀，力求整齐，美观. c电阻，二极管的放置方式分为平放与竖放两种：（1）平放：当电路元件数量不多，而且电路板尺寸较大的情况下，一般是采用平放较好 .2竖放：当电路元件数较多，而且电路板尺寸不大的情况下，一般是采用

12、竖放，竖放时两个焊盘的间距一般取12/10 英寸。d. 电位， ic 座的放置原那么：电位器：在稳压器中用来调节输出电压，故设计电位器应满中顺时针调节时输出电压升高， 反时针调节器节时输出电压降低；在可调恒流充电器中电位器用来调节充电电流折大小， 设计电位器时应满中顺时针调节时，电流增大。 电位器安放位轩应当满中整机结构安装与面板布局的要求，因此应尽可能放轩在板的边缘，旋转柄朝外。ic 座：设计印刷板图时，在使用ic 座的场合下，一定要特别注意ic座上定位槽放置的方位是否正确，并注意各个ic 脚位是否正确，例如第1脚只能位于 ic 座的右下角线或者左上角，而且紧靠定位槽从焊接面看。e. 进出接

13、线端布置 : 相关联的两引线端不要距离太大，一般为23/10 英寸左右较适宜 . 进出线端尽可能集中在1 至 2 个侧面，不要太过离散。f 设计布线图时要注意管脚排列顺序，元件脚间距要合理。g设计布线图时走线尽量少拐弯，力求线条简单明了。 h布线条宽窄和线条间距要适中，电容器两焊盘间距应尽可能与电容引线脚的间距相符；i 设计应按一定顺序方向进展， 例如可以由左往右和由上而下的顺序进展。5.4 焊盘应注意的常见问题焊盘孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以防止加工时导致焊盘缺 损。焊盘的开口： 有些器件是在经过波峰焊后补焊的，但由于经过波峰焊后焊盘孔被锡封住，使器件无法插下去， 解决方法是

14、在印制板加工时对该焊盘开一小口， 这样波峰焊时孔就不会被封住，而且也不会影响正常的焊接。焊盘补泪滴：当与焊盘连接的走线较细时， 要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样的好处是焊盘不容易起皮， 而是走线与焊盘不易断开。 相邻的焊盘要防止成锐角或大面积的铜箔， 成锐角会造成波峰焊困难，而且有桥接的危险， 大面积铜箔因散热过快会导致不易焊接。6调试6.1静态工作点测试接上电源 ( 次级为 12 伏) ，不带负载情况下接通电源，按下电路板上电源开关，测试滤波电容两端输出电压应为14v 左右。假设出现异常应该立即断电。6.2最大输出功率测试将 8 负载接入功率输出端。再将信号源调至频率f=1000h

15、z ，输出电压为1v，接到音频放大器的声道输入端。将音调调节电位器调到最大。功率输出端接上示波器、毫伏 表。图 6-1 测试的接法调节音量电位器， 使输出信号失真度thd=3%时，测出功率放大器的输出电压 vo的值，由公式 p=vo2/16 计算放大器的最大输出功率。6.3频率特性测试调节 1000hz 输入信号幅度 或调音量电位器，使输出信号为 1v。测出电路输入信号的大小 vi 的值。调节输入信号的频率，保持输入信号 vi 的大小不变， 测量输出信号的大小。找出上下限频率 fl 和 fh，求出通频带 bw=fh-。f6.4话音放大器由于话筒的输出信号一般只有5mv左右，而输出阻抗达到 20

16、k 亦有低输出阻抗的话筒如 20 欧， 200 欧等，所以话筒放大器的作用是不失真地放大声音信号最高频率达到10khz。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。放大倍数： 160/20=8 倍。电路图中 a1 组成同向放大器，具有很高的输出阻抗，能与高阻话筒配接作为话音放大器电路， 其放大倍数 av=1+r12/r11=8.5倍18.5db，与仿真结果相似。四运放 lm324的频带虽然很窄增益为1 时，带宽为 1mhz, 但这里放大倍数不高，故能达到fh=10khzd 的频响要求。心得与体会：这次模电课设的论文和设计是我这大学期间干的最有意义的事之一。从最初的选题，开题到写论文直到完成论文。 每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。通过这次实践， 我了解了音频功率放大器用途与工作原理，熟悉了音频功率放大器的设计步骤， 锻炼了设计能力。 此次设计是对我专业知识和专业根底知识一次实际检验和巩固。 这次设计收获很多， 比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的能力。 其实这么一次的锻炼可以学到书本里许多学不到的知识。但是课程设计也暴露出自己专业根底的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解等等。 这次实践是对自己模电所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很不全面。首先，我要感我的教师和同学 , 感他