毕业设计：功率放大器音调控制的设计与制作.doc

1、 四川信息职业技术学院 毕业设计 设计 (论文 )题目 : 功率放大器音调控制 的设计与制作 专 业 : 应用电子技术 班 级 : 应电 06-2 班 学 号 : 0618073 姓 名 : 指导教师 : 年 月 日 四川信息职业技术学院毕业设计任务书 学 生 姓 名 学号 0618073 班级 应电 06 2 专业 应用电子专业 设计题目 功率放大器音调控制的设计与制作 指导教师姓名 职 称 工作单位及所从事专业 联系方式 备 注 高级讲师 电子工程系 3890157 选题背景 打算毕业以后 ,从事电子产品的设计、制造、维修与销售等工作，通过本次毕业设计，了解电子产品的设计，制造等的基本知识

2、和基本思路和基本过程。 设计（论文）内容： 1 4周：认真研讨设计课题，并查找资料整理思路。 5 7周：根据要求设计出方框图和原理电路图。根据电路分 析其工作原理。 8 10周：利用电子 CAD作出电路图和 PCB板图 . 11 14 周：制作出印刷电路板 ,安装并调试，测试出相应的技术指标； 15 17 周：根据调试分析其优缺点和提出整改措施，完成论文 。 主要参考文献、资料 : 1 高吉祥电子技术基础实验与课程设计北京：电子工业出版社， 2002 年 2 彭介华电子技术课程设计指导北京：高等教育出版社， 1997 年 3 毕满清电子技术实验与课程设计北京：机械工业出版社， 2001 年 审

3、 批 意 见 教研室负责人： 年 月 日 四川信息职业技术学院毕业设计 目录 摘 要 . 错误 !未定义书签。 第 1 章 绪论 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 设计框图及电路系统概述 . 错误 !未定义书签。 2 1目的： . 错误 !未定义书签。 2 2基本部分： . 错误 !未定义书签。 2 3发挥部分： . 错误 !未定义书签。 2 4设计框图 : . 错误 !未定义书签。 2 5各个单元框图原理分析 : . 错误 !未定义书签。 第 3 章 电源电路 . 错误 !未定义书签。 3.1电源原理 . 错误 !未定义书签。 3.1.1电路原理图 . 错误 !未定义书签。 3.1.2

4、工作原理分析 . 错误 !未定义书签。 第 4 章 音调电路原理 . 错误 !未定义书签。 4.1信号源选择电路 . 错误 !未定义书签。 4.2前置级 . 错误 !未定义书签。 4.2.2音量 /音调调节电路 . 错误 !未定义书签。 4.3电路 原理 . 错误 !未定义书签。 4.3.1电路原理图 . 错误 !未定义书签。 4.3.2工作原理的分析 . 错误 !未定义书签。 第 5 章 TDA2030 和 LM324 的主要参数 . 错误 !未定义书签。 5.1、性能特点 . 错误 !未定义书签。 5.1.1 TDA2030 简介 . 错误 !未定义书签。 5.1.2 TDA2030 主要

5、参数 . 错误 !未定义书签。 5.1.3、 引脚排列 . 错误 !未定义书签。 5.1.4、各脚阻值 . 错误 !未定义书签。 5.2 LM324性能特点 . 错误 !未定义书签。 5.2.1 LM324 的简介 . 错误 !未定义书签。 5.2.2 LM324 主要特点 . 错误 !未定义书签。 第 6 章 焊接与安装 . 错误 !未定义书签。 第 7 章 测试与组装 . 错误 !未定义书签。 7.1通电测试 . 错误 !未定义书签。 7.2整机组装图 (见附件一 ) . 错误 !未定义书签。 总结 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 附件一 整机电路 . 错误

6、!未定义书签。 附件二 元器件明细表 . 错误 !未定义书签。 四川信息职业技术学院毕业设计 第 1 页 共 23 页 摘 要 本立体声功率放大器是以集成电路 LM324 和 TDA2030A 以及 RC 构成衰减负反馈音调调整电路为主组成的高保真立体声功率放大器，其采用典型的功率放大电路，具有失真小、外围元件少、稳定性高、频响范围宽、保真度高、功率大等优点，同时采用四运放 LM324 对输入音频信号进行处理及高、低音进行控制，从而更加保证输出声音的音质。本功率放大器实际聆听，高音柔美细腻，低音丰满圆润。 关键词 ： 立体声功率放大器 ;音调控制。 四川信息职业技术学院毕业设计 第 2页 共

7、23页 第 1 章 绪论 随着电子技术的发展，再从音响技术的发展的历史来看，可以分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段。 在 60年代初，美国首先推出音响技术中的 新成员 -集成电路，到了 70年代初，集成电路以其质优价廉、体积小、功能多等特点，逐步被音响界所认识。发展至今，厚膜音响集成电路、运算放大集成电路被广泛用于音响电路。 音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步 。 普通功放对喇叭的电阻是有明确要求的，或者为 4 欧姆或者为 8 欧姆等，如果一个功放连接多个喇叭，电阻变低，电

8、流变大，功放会烧掉。接入多个喇叭之后，会降低音质。因此您希望并接多条喇叭线到客厅的家 庭影院的普通功放，来实现房间的背景音乐是不现实的，除非你在对房间进行背景音乐播放时将原来用于正常输出的家庭影院喇叭线断开以保证输出的稳定。如果有多个音乐点，一般情况下，普通功放不能用于背景音乐。 如果电路中的放大环节越多，信号从输入端输入至输出端输出后其波形在几何形态上就产生了变化，这种形态的变化就是信号的失真。放大器由于其使用元件的质量、放大器的本身电路结构、电源的质量等等因素，或多或少地对所放大的信号会产生一定的影响，如果在整个电路中的放大环节越多，相应地产生的失真也就越大 以上可见，普通功放受功放限制，

9、 音质相对较差，每个点无法独立进行音源选择， 阻抗大、失真大、动态等因素等 。 普通功放由于已远远不能满足人们对音乐的最佳欣赏要求。 据统计，每年有 16000 多个小区 260000 户家庭布设安装了背景音乐系统，这些客户均有着明确的消费需求和指向性，即家里需要背景音乐。可见背景音乐已成为人们在满足了普通电路及简单弱电改造基础上明确的新需求。从 2004 年起，家庭背景音乐就成为一个时尚而先进的家装元素，冲击着每一个需要装修的家庭，而从 2005 年起，通过电视、报纸、网络等各种媒体进行的智能家居宣传 四川信息职业技术学院毕业设计 第 3页 共 23页 里，具备 主控与分控功能的家庭整体背景

10、音乐系统也是智能家居里不可获缺的要素之一。由此可看， 纯音乐功放在设计上强调最低的信号失真，忠实地表现出音乐的场面、细节和演奏、录制的技巧以满足人们对音乐的最佳欣赏要求，这就是人们常说的 HI-FI（ hi-fidelity，高保真）。 什么是高保真音响器材呢？ 喜爱音响的朋友经常在音响杂志或音响器材上可以看到有“ i i”的英文标注，它是英语“ igh idelity”的缩写，直译为“与原来的声音高度相似的声音”，用于音响系统即为“高保真”的意思，也就是说经过音响器材重放的声音与 录音现场所录制时发声源所发出的声音是高度相似的，这类器材就称为高保真音响器材，或高保真音响系统。在一些对高保真音

11、响系统重放声效果的评论的文章中，经常可以看到形容器材重放声是“原汁原味”，实际上就是对高保真音响系统其重放声保真度的形容。所谓的高保真是指音响设备所重现的声音能真实再现声音本来的面目。 i i功放品质的高低并不完全由它的技术指标所决定，不能简单地看它标注的功率多少高，频响多么宽，失真多么低，而应该特别注重其设计生产工艺和音乐的解晰力。比如技术指标并不太高的胆机就要比很多晶体管功放声音好听。电信 号的影响也就越小，失真也就越小，重放的音质也就越好 高保真音响主要有音源系统、前级放大器、功率放大器及音箱系统组成。从图中可以看出高保真音调调节电路的特别重要在 i i功放中。音调控制电路是对 人耳在音

12、量较小时对高低频信号灵敏度下降，因而需要在不同音量时对高低频信号作适当附加提升补偿，以使人耳在任何响度下均能听到平坦、均衡的响度 。 导致 音质极其纯真通透，听起来音质温暖、细腻、亲切、甜美，总体上的低音力度和弹性好，高音清晰和纤细，营造出的音乐信号更自然，更逼真 。 基于以上普通功放与高保真功放的优缺点。可以明确 知道现在人们对音乐的最佳欣赏要求越来越高。开始从最低的信号失真，忠实地表现出音乐的场面、细节和演奏、录制的技巧等方面的要求。那么 i i功放出现无疑对这个要求得到极大的满足。那么就需要对音调电路的控制达到最好的性能。在我们走向 21世纪的今天， 随着房地产行业的发展，家居多媒体布线

13、箱应用日益广泛。它 给人们对音乐品质极大的满足。我相信它将来一定有很大的市场空间。 四川信息职业技术学院毕业设计 第 4 页 共 23 页 第 2 章设计框图及电路系统概述 2 1目的： 1.掌握集成运放（ LM324和 TDA2030）的工作原理和各管觉脚的功能。 2.进一步了解高保真功放组成 框图和各个单元工作原理及相互联系。 3.掌握用 Protel-99se制作印制板（ PCB板）的能力。 4.掌握自己实际操作动手能力的形成和进一步提高 。 2 2 基本部分： 1.电源电路，用的是交流电。 2.功放电路，包括它的组成工作原理。 3.TDA2030和 LM324主要参数。 4.音调控制电

14、路的设计。 2 3 发挥部分： 1. 可以采用不同的集成芯片来完成。 2. 可以采用不同的音调控制电路。 2 4 设计框图 : 根据电路所要完成的功能和达到的效果。我们采用自下而上和自上计思想。 为此我们得到下面的电路框图。如图所示： 图 2-1 设计框图 : 四川信息职业技术学院毕业设计 第 5页 共 23页 2 5 各个单元框图原理分析 : 1. 电源电路为整个电路提供需要的电压。把 220V 的交流市电通过变压器变为 12V的交流电。再通过桥式整流整流电路（用四个二极管组成），然后再通过滤波电容把脉动的直流电变为稳定的直流电，为整个电路系统提供稳定的电压。 2. 前置放大电路是把输入的微

15、弱小信号通过 LM324 集成芯片进行处理。整个处理过程， 前置处理电路的主要作用是：将输入的较弱的电信号进行电压放大，并对重放声音的音量、音调和立体声状态等进行调控。 3. 音量 /音调控制电路是对 人耳在音量较小时对高低频信号灵敏度下降，因而需要在不同音量时对高低频信号作适当附加提升补偿，以使人耳在任何响度下均能听到平坦、均衡的响度 。 音量控制等电路 ： 常用的音量控制方式是信号衰减式，由电位器来完成。通过调节信号的衰减量，改变扩音系统输出功率的大小，从而使扬声器重放出来的声音强弱得到调节，实现音量控制。现在 AV 功放中一般都使用步进式双联同轴电位器作主声道音量控制 。 4.后级放大电

16、路对信号进行进一步处理并且最大功率和不失真的输出。我们采用的是 TDA2030，来作为信号的处理。 四川信息职业技术学院毕业设计 第 6页 共 23页 第 3 章 电源电路 3.1 电源原理 3.1.1 电路原理图 图 3-1 电源电路图 3.1.2 工作原理分析 电源变压器将 220V交流电降为双 12V 低压交流电，经 VD1、 VD2、 VD3、 VD4四只整流二极管整流后得到 12V 含脉动成分的直流电压，再经 C10、 C11、 C8、 C9滤波后输出平滑的直流电压 12V。作为功放及运放的供电电源， D5、 R29组成电源指示电路 。 四川信息职业技术学院毕业设计 第 7页 共 2

17、3页 第 4 章 音调电路原理 4.1 信号源选择电路 4.1.1 信号源选择电路形式 AV 功放机能与多种信号源连接 ,但 任何时刻只能播放其中一种信号 ,因此必须使用信号源选择电路来对外部输入的信号源进行选择。信号源选择电路有两种形式，一种：使用机械开关选择输入信号，另一种：使用电子开关来选择输入信号 。 在这次设计中我们采用电子开关。因为它具有以下几个特点： 1.接触可靠； 2.使用寿命长；便于遥控。 可以采用 CD4052， CD4066， CD4053， LC7815 等。 4.2 前置级 4.2.1 前置放大电路 前置放大器，使用一个芯片 LM384 对信号进行处理放大。它的内部有

18、四个集成运放组成。音频信号依次经运放 1 的 9 和 10 脚输入，从 8 脚输出。电阻 R11，构成负反馈，来稳定输入的信号。电阻 R12 和电容 C15 来防止高频自激。另一路音频信号经运放 2 的 13 和 12 脚输入，从 14 脚输出。电阻 R17，构成负反馈，来稳定输入的信号。电阻 R16 和电容 C17 来防止高频自激。这四个集成运放之间采用直耦和的方式，故低频特性好，能满足音频信号的放大要求。 在小音量下，人耳对在中音比较敏感，而对高音和低音不够敏感，这样在欣赏乐曲时，使人感到高音和低音不满足 ,那么 LM324 就满足这个要求。 4.2.2 音量 /音调调节电路 音调控制电路的作用是调节音频信号的频谱结构，使 声音更加好听。但用的最多的是 RC 衰减 /反馈及多段频率均衡两种。我们采用 RC 衰减 /反馈音调控制电路。它的工作原理如下：衰减式音调控制电路如图 4 1 所示。 RP1 和 RP2 分别为高，低音调调节电位器，其中 C1 和 RP1, C2 构成高音控制网络， R1、 C3、 RP2、 C4、 R2构成低音网络， R3 为了减少高、低音控制电路的相互影响而加入的隔离电阻。 电路中各元器件之的关系满足如下：