电子技术课程设计-多路音频功放放大电路设计-精品Word文件下载.doc

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第一章绪论 1

1.1背景及研究意义 1

1.2开发环境描述 1

第二章电路总设计 2

2.1电源 2

2.2音频混合部分 3

2.3音量控制 3

2.4功率放大部分 4

2.4电源指示 4

2.4电路控制 4

2.4总体布局 5

第三章电源及电路指示 5

3.1交流电源及电路工作控制 5

3.2直流稳压 6

3.3电源指示 12

3.4电源及电路控制电路图 13

第四章音频混合部分 13

4.1话筒输入设计 13

4.2CD音频和MP3音频输入设计 14

4.3话筒音量控制 15

4.4运放的选择 16

4.5音频混合部分图 18

第五章功率放大部分 19

5.1功率放大器的选择 19

5.2功放的外围设计 22

5.3主音量控制 23

5.4功放及主音量控制系统电路图 24

参考文献 24

附件 24

附件1多路音频功率放大器电路图 25

附件2电子钟设计电路图 26

3

第一章绪论

1.1背景及意义

进入大学后生活条件和周围的环境都发生了极大的变化，以前在家你可以开着音响大声的放歌，打开麦克风大声唱自己喜欢的歌谣。

只要自己愿意就可以了，一般不会受限制的。

真的是想唱就唱，想听你就大声的听，让音乐不断的陶醉吧！

上学后呢？

我们依然想听着被被大声播放的音乐，想对着MV唱自己喜欢唱歌曲。

但是条件实在是不允许，我们没有一个播放设备给我们大声放歌，我们也没有一个可以支持话筒输入的设备来供我们唱歌。

现在我们都会有一种感觉，没有音乐的社会就像在地狱一样，音乐已经是生活的一部分。

我们又不可能去买那些很奢侈的东西吧——很贵，没有买的必要。

当然我们是学生学习也很重要，听音乐和唱歌只是一个业余爱好而已。

怎样才能两全其美呢？

那就用自己所学的东西来设计一个卡拉OK机吧！

这样既可以学以致用，又能满足我们自己的喜好。

1.2开发环境描述

二极管IN4007：

6个

双12V变压器：

1个

LM324：

1个

稳压管78L06/79L06：

各一支

220μF电解电容：

2个

470μF电解电容：

2200μF电解电容：

4.7μF电解电容：

20个

100μF电解电容：

100pF瓷片电容：

14个

200Ω电阻：

2个

1Ω电阻：

1个

10kΩ电阻：

16个

30kΩ电阻：

2.4kΩ电阻：

22kΩ电阻：

4个

680Ω电阻：

Ω电阻：

散热片：

1块

TDA2030A：

音频插孔：

3个

发光二极管：

1只

开关：

第二章电路总体设计

本电路主要是分为五个模块：

交流电源、直流电部分、音频合成部分、音量控制、功率放大部分、电源指示。

2.1电源

2.1.1交流电源

由220V的交流电直接供电，经过双12V变压器输出±

12V交流电供直流电源部分使用。

2.1.2直流电源

通过交流电源部分输出±

12V交流电，经处理后得到稳压±

6V供运放使用。

根据TDA2030A集成的要求，在直流电源部分需要提供±

15V。

音频合成部分主要是把三路音频通过一定处理合成在一起，以为功率放大部分提供信号源。

2.2音频合成部分

2.2.1话筒输入

由于话筒的的输出信号很微弱，一般在1mV~10mV。

所以必须进过一定的处理。

假如话筒的输出为5mV，而CD和MP3的输出为0.707V，为了能匹配合成前就需要把话筒的信号放大140倍左右。

另外，如果输入不匹配会发生啸叫。

2.2.2CD和MP3的输入

CD和MP3不能直接输入需要一个缓冲处理，然后的合成在一起。

为了方便，设计时先将话筒的信号放大至CD和MP3的信号大小，然后把三路信号合成在一起送人功率放大部分。

2.3音量控制

音量控制主要有两部分：

一部分是话筒音量的控制，另一部分是主音量的控制。

2.3.1话筒音量的控制

首先话筒的信号的大小不是一个恒定的值，因演唱者的歌声起伏不定。

每个人的演唱的音量也不一样，这样会导致信号很不稳定。

为了方便话筒音量的控制放在话筒音量处理后。

2.3.2主音量的控制

主音量大小主要决定于功放部分的输出大小，它的大小会影响收听的感觉。

因此主音量的控制放在功率放大后。

2.3.3信号混合

由CD机和MP3机送来的信号一般为0.707V，而话筒的信号最大只有10mV。

所以直接混合的话就几乎听不到话筒传来的声音了。

需要把话筒传来的信号放大到0.707V左右再混合，这样才能满足要求。

根据计算话筒的信号大概要放大140倍。

信号的混合可以使用运放。

2.4功率放大部分

由音频合成部分送过来的信号不能直接驱动8Ω5W喇叭供我们欣赏音乐，必须通过功率的放大。

2.5电源指示

如果没有一个电源指示我们就有可能不知道电路什么时候工作，什么时候不工作。

2.6电路控制

一个东西不可能让它一直工作，总有需要停下来的时候，这就需要有个电路控制的装置。

让它工作还是关机。

2.6.1电源开关

对电路的控制可以使用一个开关来实现，那么放在哪里好呢？

根据人们生活和社会发展的要求，一般有以下要求：

1、要能控制电路工作不工作；

2、尽量在没有工作时，没有功耗；

3、要能保证操作者的安全。

4、尽量减小对电路其他部分的影响。

根据以上的这些要求，对电路的控制放在220V的电源入线上最好。

2.7总体布局

第三章电源及电路指示

本部分主要是完成电源的提供、控制和电路工作的指示。

3.1交流电源及电路工作控制

220V交流电源提供电流由于电压过高不能使用必须经过降压处理。

3.1.1变压

把电压降低油很多种方法，由于这个设计需要的功率较大，可以选用变压器。

选哪种变压器比较好呢？

市场常见的变压器有双6V，50Hz~60Hz，双9V，50Hz~60Hz，双12V，50Hz~60Hz，双15V，50Hz~60Hz，双18V，50Hz~60Hz。

而在我们运放的设计中需要±

6V的电源（见直流稳压部分），功率放大部分需要

±

12V的电源供电。

而且变压器越大的越贵。

综合以上因素选择双12V，50Hz~60Hz的变压器最好。

通过变压器后就可以得到一组双12V的交流电源了。

3.1.2电路工作控制

一个东西不可能让它一直工作，总有需要停下来的时候，这就需要有个电路控制的装置。

对电路的控制可以使用一个开关来实现，那么放在哪里好呢？

3.2直流稳压

3.2.1整流

通过变压器出来的电流还是交流电，还不能直接被其他元件使用。

必须要有一个变直流的处理，这个过程就是整流。

常用的整流电路有：

（1）半波整流；

（2）全波整流；

（3）桥式整流。

1、半波整流是利用二极管的单向导电性进行整流的最常用的电路，常用来将交流电转变为直流电。

　　半波整流利用二极管单向导通特性，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。

　　右图是一种最简单的整流电路。

半波整流电路

它由电源变压器B、整流二极管D和负载电阻Rfz,组成。

变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2,D再把交流电变换为脉动直流电。

　　下面从右图的波形图上看着二极管是怎样整流的。

变压器次级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图所示。

在0~π时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负，此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻Rfz上。

在π~2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正上端为负。

这时D承受反向电压，不导通，Rfz上无电压。

在2π~3π时间内，重复0~π时间的过程；

而在3π~4π时间内，又重复π~2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"

削"

掉了，只有正半周通过Rfz,在Rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图所示，达到了整流的目的。

但是，负载电压Usc以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。

　　这种除去半周、留下半周的整流方法，叫半波整流。

不难看出，半波整说是以"

牺牲"

一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压Usc=0.45e2）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。

在u2的正半周（ωt=0~π）D1正偏导通，D2反偏截止，RL上有自上而下的电流流过，RL上的电压与u21相同。

在u2的负半周（ωt=π~2π），D1反偏截止，D2正偏导通，RL上也有自上而下的电流流过，

RL上的电压与u22相同。

可画出整流波形如图Z0704所示。

可见，负载凡上得到的也是一单向脉动电流和脉动电压。

其平均值分别为：

GS0705

流过负载的平均电流为

GS0706

流过二极管D的平均电流（即正向电流）为

加在二极管两端的最高反向电压为

选择整流二极管时，应以此二参数为极限参数。

2、全波整流输出电压的直流成分（较半波）增大，脉动程度减小，但变压器需要中心抽头、制造麻烦，整流二极管需承受的反向电压高，故一般适用于要求输出电压不太高的场合。

全波整流电路如图Z0703所示。

它是由次级具有中心抽头的电源变压器Tr、两个整流二极管D1、D2和负载电阻RL组成。

变压器次级电压u21和u22大小相等，相位相反，即

u21=-u22=

式中，U2是变压器次级半边绕组交流电压的有效值。

全波整流电路的工作过程是：

RL上的电压与u22相同