應(yīng)用電子技術(shù)畢業(yè)設(shè)計（論文）-雙聲道音頻功放器

1、摘要本文所介紹的TDA2822雙電源立體音頻放大器，具有操作方便，音質(zhì)效果好，使用一只揚聲器就可輸出左右音頻的特點。而且，整個音頻放大器驅(qū)動電壓范圍廣，從2V到15V均可做為TDA2822雙電源立體音頻放大器的驅(qū)動電源，本放大器采用兩種供電技術(shù)，一是使用AC220V作為供電電源，內(nèi)置的交流直流裝換裝置可為音頻放大器提供穩(wěn)定的工作電壓，此時主要用于室內(nèi)固定使用，也可使用自帶的USB電源線供電，在計算機開機的情況下，可直接插入電腦主板上的USB孔為音頻放大器供電。此種情況，可使該音頻放大器作野外活動之用。而本音頻放大器的供電電源那么使用AC220V，經(jīng)過二極管整流橋整流，再經(jīng)過2200F濾波，LM

2、317穩(wěn)壓，最終輸出電壓012V,本音頻放大器使用5V供電。關(guān)鍵詞:TDA2822 LM317 音頻放大器 功率 電源Abstract:This article introduced the dual-power stereo audio amplifier TDA2822, is easy to operate, good sound quality, the use of a speaker characteristics can be left and right audio output. Also, the audio amplifier to drive voltage range

3、 from 2V to 15V dual power supply can be used as TDA2822 stereo audio amplifier power supply, the amplifier uses two types of power supply technology, first used as a power supply AC220V, built-in AC DC loading device for the audio amplifier for providing a stable working voltage, this time mainly u

4、sed for indoor stationary use, can also use the power that comes with USB power cable, boot the computer case, directly into the USB on the computer motherboard hole for the audio amplifier power supply. This situation allows the audio amplifier for outdoor activities. While the audio amplifier powe

5、r supply is used AC220V, through the diode rectifier bridge rectifier, and then after 2200 F filter, LM317 voltage regulator, the final output voltage 0 12V, 5V power supply of the audio amplifier.Keywords: TDA2822 LM317 Audio Amplifiers Power Power目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc281742331 雙聲道功率放

6、大器 PAGEREF _Toc281742331 h 1 HYPERLINK l _Toc281742332 第一章 功率放大器簡介 PAGEREF _Toc281742332 h 1 HYPERLINK l _Toc281742333 1.1 功率放大器種類 PAGEREF _Toc281742333 h 1 HYPERLINK l _Toc281742334 1.1.1 A類放大器 PAGEREF _Toc281742334 h 1 HYPERLINK l _Toc281742335 1.1.2 B類放大器 PAGEREF _Toc281742335 h 1 HYPERLINK l _To

7、c281742336 1.1.3 AB類放大器 PAGEREF _Toc281742336 h 2 HYPERLINK l _Toc281742337 1.1.4 D類放大器 PAGEREF _Toc281742337 h 2 HYPERLINK l _Toc281742338 1.1.5 T類放大器 PAGEREF _Toc281742338 h 2 HYPERLINK l _Toc281742339 功率放大器選購 PAGEREF _Toc281742339 h 3 HYPERLINK l _Toc281742340 功率放大器原理 PAGEREF _Toc281742340 h 3 HY

8、PERLINK l _Toc281742341 功率放大器的性能指標(biāo) PAGEREF _Toc281742341 h 5 HYPERLINK l _Toc281742342 輸出功率 PAGEREF _Toc281742342 h 5 HYPERLINK l _Toc281742343 頻率響應(yīng) PAGEREF _Toc281742343 h 6 HYPERLINK l _Toc281742344 失真 PAGEREF _Toc281742344 h 6 HYPERLINK l _Toc281742345 動態(tài)范圍 PAGEREF _Toc281742345 h 6 HYPERLINK l _

9、Toc281742346 信噪比 PAGEREF _Toc281742346 h 6 HYPERLINK l _Toc281742347 輸出阻抗和阻尼系數(shù) PAGEREF _Toc281742347 h 6 HYPERLINK l _Toc281742348 功率放大器術(shù)語詳解 PAGEREF _Toc281742348 h 7 HYPERLINK l _Toc281742349 工作范圍 PAGEREF _Toc281742349 h 7 HYPERLINK l _Toc281742350 工作模式 PAGEREF _Toc281742350 h 7 HYPERLINK l _Toc281

10、742351 傳輸增益 PAGEREF _Toc281742351 h 7 HYPERLINK l _Toc281742352 輸出功率 PAGEREF _Toc281742352 h 8 HYPERLINK l _Toc281742353 接收增益 PAGEREF _Toc281742353 h 8 HYPERLINK l _Toc281742354 阻抗匹配及防護措施 PAGEREF _Toc281742354 h 8 HYPERLINK l _Toc281742355 功率放大器的阻抗匹配 PAGEREF _Toc281742355 h 8 HYPERLINK l _Toc2817423

11、57 第二章 概述 PAGEREF _Toc281742357 h 9 HYPERLINK l _Toc281742358 設(shè)計目的及要求 PAGEREF _Toc281742358 h 9 HYPERLINK l _Toc281742359 技術(shù)指標(biāo)： PAGEREF _Toc281742359 h 9 HYPERLINK l _Toc281742360 第三章 總體方案設(shè)計 PAGEREF _Toc281742360 h 10 HYPERLINK l _Toc281742361 設(shè)計方案方框圖 PAGEREF _Toc281742361 h 10 HYPERLINK l _Toc28174

12、2362 方案選擇與論證 PAGEREF _Toc281742362 h 10 HYPERLINK l _Toc281742363 3.2.1 電源 PAGEREF _Toc281742363 h 10 HYPERLINK l _Toc281742364 音頻放大 PAGEREF _Toc281742364 h 11 HYPERLINK l _Toc281742365 第四章 單元模塊的設(shè)計 PAGEREF _Toc281742365 h 13 HYPERLINK l _Toc281742366 電源局部 PAGEREF _Toc281742366 h 13 HYPERLINK l _Toc2

13、81742367 4.1.1 +5V輸出 PAGEREF _Toc281742367 h 13 HYPERLINK l _Toc281742368 整流橋： PAGEREF _Toc281742368 h 13 HYPERLINK l _Toc281742369 穩(wěn)壓電路：采用LM317穩(wěn)壓芯片 PAGEREF _Toc281742369 h 14 HYPERLINK l _Toc281742370 4.1.4 元器件說明 PAGEREF _Toc281742370 h 14 HYPERLINK l _Toc281742371 4.2 功放局部 PAGEREF _Toc281742371 h

14、14 HYPERLINK l _Toc281742372 信號處理過程 PAGEREF _Toc281742372 h 15 HYPERLINK l _Toc281742373 4.2.2 直流工作情況 PAGEREF _Toc281742373 h 15 HYPERLINK l _Toc281742374 4.2.3 元器件說明 PAGEREF _Toc281742374 h 15 HYPERLINK l _Toc281742375 第五章 TDA2822的簡介 PAGEREF _Toc281742375 h 17 HYPERLINK l _Toc281742376 5.1 TDA2822特

15、點概述 PAGEREF _Toc281742376 h 17 HYPERLINK l _Toc281742377 5.2 TDA2822中文資料 PAGEREF _Toc281742377 h 17 HYPERLINK l _Toc281742378 電特性 PAGEREF _Toc281742378 h 17 HYPERLINK l _Toc281742379 第六章 總結(jié) PAGEREF _Toc281742379 h 20 HYPERLINK l _Toc281742380 第七章 致謝 PAGEREF _Toc281742380 h 21 HYPERLINK l _Toc2817423

16、81 參考文獻 PAGEREF _Toc281742381 h 22雙聲道功率放大器第一章 功率放大器簡介利用 HYPERLINK :/baike.baidu /view/3794.htm t _blank 三極管的電流控制作用或場效應(yīng)管的電壓控制作用將電源的功率轉(zhuǎn)換為按照輸入信號變化的m t _blank 電流。因為聲音是不同振幅和不同 HYPERLINK :/baike.baidu /view/30964.htm t _blank 頻率的波，即交流信號電流，三極管的集電極電流永遠是基極電流的倍，是三極管的交流放大倍數(shù)，應(yīng)用這一點，假設(shè)將小信號注入基極，那么集電極流過的電流會等于基極電流的倍

17、，然后將這個信號用隔直電容隔離出來，就得到了電流(或電壓)是原先的倍的大信號，這現(xiàn)象成為三極管的放大作用。經(jīng)過不斷的電流及電壓放大，就完成了功率放大。 功率放大器，簡稱“ HYPERLINK :/baike.baidu /view/8523.htm t _blank 功放。很多情況下主機的額定 HYPERLINK :/baike.baidu /view/192874.htm t _blank 輸出功率不能勝任帶動整個 HYPERLINK :/baike.baidu /view/68529.htm t _blank 音響系統(tǒng)的任務(wù)，這時就要在主機和播放設(shè)備之間加裝功率放大器來補充所需的功率缺口，

18、而功率放大器在整個音響系統(tǒng)中起到了“組織、協(xié)調(diào)的樞紐作用，在某種程度上主宰著整個系統(tǒng)能否提供良好的音質(zhì)輸出。 1.1 功率放大器種類傳統(tǒng)的數(shù)字語音回放系統(tǒng)包含兩個主要過程： 1數(shù)字語音數(shù)據(jù)到模擬語音信號的變換(利用高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC)實現(xiàn)； 2利用模擬功率放大器進行模擬信號放大，如A類、B類和AB類放大器。從1980年代早期，許多研究者致力于開發(fā)不同類型的數(shù)字放大器，這種放大器直接從數(shù)字語音數(shù)據(jù)實現(xiàn)功率放大而不需要進行模擬轉(zhuǎn)換，這樣的放大器通常稱作數(shù)字功率放大器或者 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1325458.htm t _blank D類放大器。 1.1.

19、1 A類放大器 A類放大器的主要特點是：放大器的工作點Q設(shè)定在負載線的中點附近,晶體管在輸入信號的整個周期內(nèi)均導(dǎo)通。放大器可單管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲線的線性范圍內(nèi)，所以瞬態(tài)失真和交替失真較小。電路簡單，調(diào)試方便。但效率較低，晶體管功耗大，功率的理論最大值僅有25，且有較大的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/423482.htm t _blank 非線性失真。 由于效率比擬低 現(xiàn)在設(shè)計根本上不在再使用。 B類放大器 B類放大器的主要特點是：放大器的靜態(tài)點在(VCC，0)處，當(dāng)沒有信號輸入時，輸出端幾乎不消耗功率。在Vi的正半周期內(nèi)，Q1導(dǎo)通Q2

20、截止，輸出端正半周正弦波；同理，當(dāng)Vi為負半波正弦波(如圖虛線局部所示)，所以必須用兩管推挽工作。其特點是效率較高(78%)，但是因放大器有一段工作在非線性區(qū)域內(nèi)，故其缺點是交越失真較大。即當(dāng)信號在-0.6V 0.6V之間時， Q1 Q2都無法導(dǎo)通而引起的。所以這類放大器也逐漸被設(shè)計師摒棄。 1.1.3 AB類放大器 AB類放大器的主要特點是：晶體管的導(dǎo)通時間稍大于半周期，必須用兩管推挽工作?？梢苑乐菇辉绞д妗＝惶媸д孑^大，可以抵消偶次 HYPERLINK :/baike.baidu /view/31371.htm t _blank 諧波失真。有效率較高，晶體管功耗較小的特點。 D類放大器 D

21、類(數(shù)字音頻功率)放大器是一種將輸入模擬音頻信號或PCM數(shù)字信息變換成PWM(脈沖寬度調(diào)制)或PDM(脈沖密度調(diào)制)的脈沖信號,然后用PWM或PDM的脈沖信號去控制大功率開關(guān)器件通/斷音頻功率放大器，也稱為開關(guān)放大器。具有效率高的突出優(yōu)點.數(shù)字音頻功率放大器也看上去成是一個一比特的功率數(shù)模變換器.放大器由輸入信號處理電路、開關(guān)信號形成電路、大功率開關(guān)電路(半橋式和全橋式)和低通濾波器(LC)等四局部組成.D類放大或數(shù)字式放大器。系利用極高頻率的轉(zhuǎn)換開關(guān)電路來放大音頻信號的。 1具有很高的效率，通常能夠到達85%以上。 2體積小，可以比模擬的放大電路節(jié)省很大的空間。 3無裂噪聲接通。4低失真，頻

22、率響應(yīng)曲線好。外圍元器件少，便于設(shè)計調(diào)試。 A類、B類和AB類放大器是模擬放大器，D類放大器是數(shù)字放大器。B類和AB類推挽放大器比A類放大器效率高、失真較小，功放晶體管功耗較小，散熱好，但B類放大器在晶體管導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)換過程中會因其開關(guān)特性不佳或因電路參數(shù)選擇不當(dāng)而產(chǎn)生交替失真。而D類放大器具有效率上下失真，頻率響應(yīng)曲線好。外圍元器件少優(yōu)點。AB類放大器和D類放大器是目前音頻功率放大器的根本電路形式。 T類放大器 T類功率放大器的功率輸出電路和脈寬調(diào)制D類功率放大器相同，功率晶體管也是工作在開關(guān)狀態(tài)，效率和D類功率放大器相當(dāng)。但它和普通D類功率放大器不同的是：1它不是使用脈沖調(diào)寬的方法，

23、Tripath公司創(chuàng)造了一種稱作數(shù)碼功率放大器處理器“Digital Power Processing DPP的數(shù)字功率技術(shù)，它是T類功率放大器的核心。它把通信技術(shù)中處理小信號的適應(yīng)算法及預(yù)測算法用到這里。輸入的音頻信號和進入ke.baidu /view/29867.htm t _blank 揚聲器的電流經(jīng)過DPP數(shù)字處理后，用于控制功率晶體管的導(dǎo)通關(guān)閉。從而使音質(zhì)到達高保真線性放大。2它的功率晶體管的切換頻率不是固定的，無用分量的功率譜并不是集中在載頻兩側(cè)狹窄的頻帶內(nèi)，而是散布在很寬的頻帶上。使聲音的細節(jié)在整個頻帶上都清晰可“聞。3此外，T類功率放大器的動態(tài)范圍更寬，頻率響應(yīng)平坦。DDP的出

24、現(xiàn)，把數(shù)字時代的功率放大器推到一個新的高度。在高保真方面，線性度與傳統(tǒng)AB類功放相比有過之而無不及。 功率放大器選購選擇功率放大器的時候，首先要注意它的一些技術(shù)指標(biāo)：1、輸入阻抗：通常表示功率放大器的抗干擾能力的大小，一般會在5000-15000，數(shù)值越大表示抗干擾能力越強；2、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/476357.htm t _blank 失真度：指輸出信號同輸入信號相比的失真程度，數(shù)值越小質(zhì)量越好，一般在0.05以下；3、信噪比：是指輸出信號當(dāng)中音樂信號和噪音信號之間的比例，數(shù)值越大代表聲音越干凈。 另外，在選購功率放大器的時候還要明確自己的購置意愿，

25、如果您希望加裝低音炮，最好購置5 HYPERLINK :/baike.baidu /view/117427.htm t _blank 聲道的功放，通常2聲道和4聲道揚聲器只能推動前后揚聲器，而低音炮只能再另配功放，5聲道功放就可以解決這個問題，功率放大器的輸出功率也要盡量大于揚聲器的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/88187.htm t _blank 額定功率。 功率放大器原理高頻功率放大器用于 HYPERLINK :/baike.baidu /view/389840.htm t _blank 發(fā)射機的末級，作用是將高頻已調(diào)波信號進行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求

26、，然后經(jīng)過 HYPERLINK :/baike.baidu /view/43104.htm t _blank 天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機可以接收到滿意的信號電平，并且不干擾相鄰信道的通信。高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路，故又稱為調(diào)諧功率放大器或諧振功率放大器；寬帶高頻功率放大器的輸出電路那么是 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2377717.htm t _blank 傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，因此又

27、稱為非調(diào)諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它將電源供應(yīng)的直流能量轉(zhuǎn)換成為高頻交流輸出。在 “ HYPERLINK :/baike.baidu /view/3080522.htm t _blank 低頻電子線路課程中，放大器可以按照電流導(dǎo)通角的不同，將其分為甲、乙、丙三類工作狀態(tài)。甲類放大器電流的流通角為360o，適用于小信號低功率放大。乙類放大器電流的流通角約等于 180o；丙類放大器電流的流通角那么小于180o。乙類和丙類都適用于大功率工作。丙類工作狀態(tài)的輸出功率和效率是三種工作狀態(tài)中最高者。高頻功率放大器大多工作于丙類。但丙類放大器的電流波形失真太大，因而不能用于低頻功率放大

28、，只能用于采用調(diào)諧回路作為負載的諧振功率放大。由于調(diào)諧回路具有濾波能力，回路電流與電壓仍然極近于正弦波形，失真很小。 除了以上幾種按電流流通角來分類的工作狀態(tài)外，又有使電子器件工作于開關(guān)狀態(tài)的丁類放大和戊類放大。丁類放大器的效率比丙類放大器的還高，理論上可達100，但它的最高工作頻率受到開關(guān)轉(zhuǎn)換瞬間所產(chǎn)生的器件功耗(集電極耗散功率或陽極耗散功率的限制。如果在電路上加以改良，使電子器件在通斷轉(zhuǎn)換瞬間的功耗盡量減小，那么工作頻率可以提高。這就是戊類放大器。我們已經(jīng)知道，在低頻放大電路中為了獲得足夠大的低頻輸出功率，必須采用低頻功率放大器，而且低頻功率放大器也是一種將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換為交流輸出

29、的能量轉(zhuǎn)換器。高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點都是輸出功率大和效率高，但二者的工作頻率和相對頻帶寬度卻相差很大，決定了他們之間有著本質(zhì)的區(qū)別。低頻功率放大器的工作頻率低，但相對頻帶寬度卻很寬。例如，自20至 20000 Hz，上下頻率之比達 1000倍。因此它們都是采用無調(diào)諧負載，如電阻、變壓器等。高頻功率放大器的工作頻率高由幾百kHz一直到幾百、幾千甚至幾萬MHz，但相對頻帶很窄。例如，調(diào)幅播送電臺5351605 kHz的頻段范圍的頻帶寬度為 10 kHz，如中心頻率取為 1000 kHz，那么相對頻寬只相當(dāng)于中心頻率的百分之一。中心頻率越高，那么相對頻寬越小。因此，高頻功率放大器一

30、般都采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負載回路。由于這后一特點，使得這兩種放大器所選用的工作狀態(tài)不同：低頻功率放大器可工作于甲類、甲乙類或乙類限于推挽電路狀態(tài)；高頻功率放大器那么一般都工作于丙類某些特殊情況可工作于乙類。近年來，寬頻帶發(fā)射機的各中間級還廣泛采用一種新型的寬帶高頻功率放大器，它不采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負載回路，而是以頻率響應(yīng)很寬的傳輸線作負載。這樣，它可以在很寬的范圍內(nèi)變換工作頻率，而不必重新調(diào)諧。綜上所述可見，高頻功率放大器與低頻功率放大器的共同之點是要求輸出功率大，效率高；它們的不同之點那么是二者的工作頻率與相對頻寬不同，因而負載網(wǎng)絡(luò)和工作狀態(tài)也不同。 高頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)有：輸出功率、效率

31、、功率增益、帶寬和諧波抑制度或信號失真度等。這幾項指標(biāo)要求是互相矛盾的，在設(shè)計放大器時應(yīng)根據(jù)具體要求，突出一些指標(biāo)，兼顧其他一些指標(biāo)。例如實際中有些電路，防止干擾是主要矛盾，對諧波抑制度要求較高，而對帶寬要求可適當(dāng)降低等。功率放大器的效率是一個突出的問題，其效率的上下與放大器的工作狀態(tài)有直接的關(guān)系。放大器的工作狀態(tài)可分為甲類、乙類和丙類等。為了提高放大器的工作效率，它通常工作在乙類、丙類，即晶體管工作延伸到非線性區(qū)域。但這些工作狀態(tài)下的放大器的輸出電流與輸出電壓間存在很嚴重的非線性失真。低頻功率放大器因其信號的頻率覆蓋系數(shù)大，不能采用諧振回路作負載，因此一般工作在甲類狀態(tài)；采用推挽電路時可以工

32、作在乙類。高頻功率放大器因其信號的頻率覆蓋系數(shù)小，可以采用諧振回路作負載，故通常工作在丙類，通過諧振回路的選頻功能，可以濾除放大器集電極電流中的諧波成分，選出基波分量從而根本消除了非線性失真。所以，高頻功率放大器具有比低頻功率放大器更高的效率。高頻功率放大器因工作于大信號的非線性狀態(tài)，不能用線性等效電路分析，工程上普遍采用解析近似分析方法折線法來分析其工作原理和工作狀態(tài)。這種分析方法的物理概念清楚，分析工作狀態(tài)方便，但計算準(zhǔn)確度較低。以上討論的各類高頻功率放大器中，窄帶高頻功率放大器：用于提供足夠強的以載頻為中心的窄帶信號功率，或放大窄帶已調(diào)信號或?qū)崿F(xiàn)倍頻的功能，通常工作于乙類、丙類狀態(tài)。寬帶

33、高頻功率放大器：用于對某些載波信號頻率變化范圍大得短波， HYPERLINK :/baike.baidu /view/1303075.htm t _blank 超短波電臺的中間各級放大級，以免對不同fc的繁瑣調(diào)諧。通常工作于甲類狀態(tài)。 功率放大器的性能指標(biāo)無論AV放大器和Hi-Fi功放對功率放大器要求十分嚴格，在輸出功率、頻率響應(yīng)、失真度、信噪比、輸出阻抗和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/239119.htm t _blank 阻尼系數(shù)等方面都有明確要求。 1.4.1輸出功率 輸出功率是指功放電路輸送給負載的功率。目前人們對輸出功率的測量方法和評價方法很不統(tǒng)一，使

34、用時注意。 1額定功率RMS 它指在一定的諧波范圍內(nèi)功放長期工作所能輸出的最大功率嚴格說是正弦波信號。經(jīng)常把諧波失真度為1%時的平均功率稱為額定輸出功率或最大有用功率、持續(xù)功率、不失真功率等。很顯然規(guī)定的失真度前提不同時，額定功率數(shù)值將不相同。 2最大輸出功率 當(dāng)不考慮失真大小時，功放電路的輸出功率可遠高于額定功率，還可輸出更大數(shù)值的功率，它能輸出的最大功率稱為最大輸出功率，前述額定功率與最大輸出功率是兩種不同前提條件的輸出功率 3音樂輸出功率MPO 音樂輸出功率MPO是英文Music Power Outpur的縮寫，它是指功放電路工作于音樂信號時的輸出功率，也就是輸出失真度不超過規(guī)定值的條件

35、下，功放對音樂信號的瞬間最大輸出功率。 音樂輸出功率可以用來評價功放的動態(tài)聽音效果，例如在平穩(wěn)的音樂過程后面突然出現(xiàn)了沖擊性強的打擊樂器聲音，有的功放電路可在瞬間提供很大的輸出功率給以力度感有使不完的勁；有的功放卻顯得力不從心底氣缺乏。為了反映這瞬間突發(fā)性輸出功率的能力可以用音樂輸出功率來量度。 4峰值音樂輸出功率PMPO 它是最大音樂輸出功率，是功放電路的另一個動態(tài)指標(biāo)，假設(shè)不考慮失真度功放電路可輸出的最大音樂功率就是峰值音樂輸出功率。 通常峰值音樂輸出功率大于音樂輸出功率，音樂輸出功率大于最大輸出功率，最大輸出功率大于額定輸出功率，經(jīng)實踐統(tǒng)計，峰值音樂輸出功率是額定輸出功率的5-8倍。 1

36、.4.2頻率響應(yīng) 頻率響應(yīng)反映功率放大器對音頻信號各頻率分量的放大能力，功率放大器的頻響范圍應(yīng)不底于人耳的聽覺頻率范圍，因而在理想情況下，主聲道音頻功率放大器的工作頻率范圍為20-20kHz。國際規(guī)定一般音頻功放的頻率范圍是40-16 kHz1.5dB。 1.4.3失真 失真是重放音頻信號的波形發(fā)生變化的現(xiàn)象。波形失真的原因和種類有很多，主要有諧波失真、互調(diào)失真、瞬態(tài)失真等。 1.4.4動態(tài)范圍 放大器不失真的放大最小信號與最大信號電平的比值就是放大器的動態(tài)范圍。實際運用時，該比值使用dB來表示兩信號的電平差，高保真放大器的動態(tài)范圍應(yīng)大于90 dB。 自然界的各種噪聲形成周圍的背景噪聲，而周圍

37、的背景噪聲和演奏出現(xiàn)的聲音強度相差很大，在通常情況下，將這個強度差稱為動態(tài)范圍，優(yōu)良音響系統(tǒng)在輸入強信號時不應(yīng)產(chǎn)生過載失真，而在輸入弱信號時，有不應(yīng)被自身產(chǎn)生的噪聲所淹沒，為此好的音響系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有較大的動態(tài)范圍，噪聲只能盡量減少，但不可能不產(chǎn)生噪聲。 1.4.5信噪比 信噪比是指聲音信號大小與噪聲信號大小的比例關(guān)系，將攻放電路輸出聲音信號電平與輸出的各種噪聲電平之比的分貝數(shù)稱為信噪比的大小。 1.4.6輸出阻抗和阻尼系數(shù) 一件器材的輸出阻抗和所連接的負載阻抗之間所應(yīng)滿足的某種關(guān)系,以免接上負載后對器材本身的工作狀態(tài)產(chǎn)生明顯的影響。對電子設(shè)備互連來說,例如信號源連放大器,前級連后級,只要后一級的

38、輸入阻抗大于前一級的輸出阻抗5-10倍以上,就可認為阻抗匹配良好;對于放大器連接音箱來說,電子管機應(yīng)選用與其輸出端標(biāo)稱阻抗相等或接近的音箱,而晶體管放大器那么無此限制,可以接任何阻抗的音箱。1輸出阻抗 功放輸出端與負載揚聲器所表現(xiàn)出的等效內(nèi)阻抗稱為功放的輸出阻抗。 2阻尼系數(shù) 阻尼系數(shù)是指功放電路給負載進行電阻尼的能力。 1.5功率放大器術(shù)語詳解工作范圍 工作范圍是指功率放大器在規(guī)定的失真度和額定輸出功率條件下的工作頻帶寬度，即功率放大器的最低工作頻率至最高工作頻率之間的范圍，單位Hz赫茲。放大器實際的工作頻率范圍可能會大于定義的工作頻率范圍。 1.5.2工作模式 功率放大器的工作模式主要有以

39、下幾種： 1時分雙工TDD模式： 在TDD模式的移動通信系統(tǒng)中，接收和傳送在同一頻率信道即載波的不同時隙，用保證時間來別離接收和傳送信道。 TDD系統(tǒng)有如下特點： 不需要成對的頻率，能使用各種頻率資源，適用于不對稱的上下行數(shù)據(jù)傳輸速率，特別適用于IP型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)； 上下行工作于同一頻率，電波傳播的對稱特性使之便于使用智能天線等新技術(shù)，到達提高性能、降低本錢的目的； 2時分多址TDMA模式： TDMA是時分多址Time Division Multiple Access的英文縮寫。同一頻率的載波在某一特定時間內(nèi)，分成假設(shè)干相等的小時間段，供多個不同號碼的用戶使用不同的小時間段來實現(xiàn)連接的通信方式。

40、簡而言之，它是將一個狹窄的無線頻道分割成框架性的時間片斷特別是3和8，并將每一個時間片斷分配給每一個用戶的數(shù)字無線技術(shù)。 傳輸增益 指放大器輸出功率和輸入功率的比值，單位常用“dB分貝來表示。功率放大器的輸出增益隨輸入信號頻率的變化而提升或衰減。這項指標(biāo)是考核功率放大器品質(zhì)優(yōu)劣的最為重要的一項依據(jù)。該分貝值越小，說明功率放大器的頻率響應(yīng)曲線越平坦，失真越小，信號的復(fù)原度和再現(xiàn)能力越強。 輸出功率 功率放大器的功率指標(biāo)嚴格來講又有標(biāo)稱輸出功率和最大瞬間輸出功率之分。前者就是額定輸出功率，它可以解釋為諧波失真在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)變化、能長時間平安工作時輸出功率的最大值；后者是指功率放大器的“峰值輸出功率，

41、它解釋為功率放大器接受電信號輸入時，在保證信號不受損壞的前提下瞬間所能承受的輸出功率最大值。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1085721.htm t _blank 接收增益 增益是天線的主要指標(biāo)之一，它是方向系數(shù)與效率的乘積，是天線輻射或接收電波大小的表現(xiàn)。增益大小的選擇取決于系統(tǒng)設(shè)計對電波覆蓋區(qū)域的要求，簡單地說，在同等條件下，增益越高，電波傳播的距離越遠。而功率放大器的接收增益值越大，那么接收性能越強。 阻抗匹配及防護措施對于主要作用是向負載提供功率的放大電路通常稱為功率放大電路，其主要特點如下：一是輸出功率是指交變電壓和交變電流的乘積，即交流功率；二是交流

42、功率是在輸入為正弦波、輸出波形根本不失真時定義的；三是輸出功率大，因而消耗在電路內(nèi)的能量和電源提供的能量也大；四是晶體管常常工作在極限應(yīng)用狀態(tài)，由此要考慮必要的散熱措施和過電流、過電壓的保護措施。下面就功率放大器的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/94641.htm t _blank 阻抗匹配及防護措施作以扼要介紹。 功率放大器的阻抗匹配 在所有電子音像設(shè)備中，都有一個功率輸出的最正確方案問題，即為了獲得最大的功率輸出而又不增加電路的投資經(jīng)費，這就是功率放大器與揚聲器系統(tǒng)的最正確組合。 功率放大器組合的目的是為了到達最小的設(shè)備投資而獲得最大的功率輸出， 對功放電路的

43、了解或評價，主要從輸出功率、效率和失真這三方面考慮。 1為得到需要的輸出功率，電路須選集電極功耗足夠大的三極管，功放管的工作電流和集電極電壓也較高。電路設(shè)計使用中首先要考慮怎樣充分地發(fā)揮三極管功能而又不損壞三極管。由于電路中功放管工作狀態(tài)常接近極限值，所以功放電流調(diào)整和使用時要小心，不宜超限使用。 2從能耗方面考慮，功放輸出的功率最終是由電源提供的，例如收音機中功放耗電要占整機的2/3，因此要十分注意提高電路效率，即輸出功率與耗電功率的比值。 3功放電路的輸入信號已經(jīng)幾級放大，有足夠強度，這會使功放管工作點大幅度移動，所以要求功放電路有較大的動態(tài)范圍。功放管的工作點選擇不當(dāng)，輸出會有嚴重失真。

44、 第二章 概述2.1設(shè)計目的及要求1選擇變壓器、整流二極、濾波電容、 合成穩(wěn)壓器來設(shè)計直流穩(wěn)壓電源為音頻放大器提供電源，選擇芯片，耦合電容，耦合電阻等組成音頻放大器，完成全電路理論設(shè)計。2綜合運用電子技術(shù)課程中所學(xué)的理論知識完成畢業(yè)設(shè)計。3通過查閱手冊和上網(wǎng)查看文獻資料，提高獨立分析和解決實際問題的能力。4熟悉常用電子器件的類型和特征，并掌握合理選用的原那么。5學(xué)會電子電路的安焊接與調(diào)試技能。2.2技術(shù)指標(biāo)：1輸入電壓AV220V或DC5V由USB供電2輸入偏流：100nA3負載電阻：84輸出功率：1W5閉環(huán)增益:39dB(f=1000HZ)第三章 總體方案設(shè)計3.1設(shè)計方案方框圖TDA282

45、2雙電源立體音頻放大器由電源局部和功放局部組成，如下列圖所示，它分別由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路四局部組成穩(wěn)壓電源，由TDA2822，耦合電容，電阻組成功放電路。其根本邏輯框圖如下：濾波電路整流橋變壓器AC220V揚聲器功放穩(wěn)壓5V3.2方案選擇與論證這次課程設(shè)計中，電源電路選用了兩個方案，功放采用雙聲道輸入電路。3.2.1 電源 方案一： LM7805穩(wěn)壓電源電路其中C1=2200F C2=100F 輸出電壓5V。優(yōu)點：思路簡單，調(diào)試方便，所用元件較少,輸出電源穩(wěn)定。缺點：TDA2822可工作的電源范圍廣，達215V，此電源方案只能提供5V及5V以下的電壓，不能更好的測試音頻放

46、大器的性能。方案二LM317穩(wěn)壓電源電路優(yōu)點：輸出電壓范圍較LM7805廣，精度更高。 缺點：所用元件較多，電路復(fù)雜，手工焊接麻煩，容易出錯，且R4采用電位器103，把中間的管腳與旁邊的管腳相連很關(guān)鍵，否那么不能實現(xiàn)電壓可調(diào)。綜合以上優(yōu)缺點，電路復(fù)雜可提高布線及焊接經(jīng)驗，所以采用此方案。3.2.2音頻放大TDA2822是雙通道單片功率放大集成電路，適用于立體聲(stereo)和橋式放大(BTL)方式，常用于在袖珍式盒式放音機WALKMAN、收錄機和多媒體音箱中作音頻放大器。該電路的特點如下：電源電壓范圍寬15V，電源電壓可低至1.8V 仍能工作，因此，該電路適合在低電源電壓下工作；靜態(tài)電流小,

47、交越失真(low crossover distorsion)也小。價格廉價，性價比高的特點。它的功率很小，而且外圍電路簡單，音質(zhì)好，放大效果明顯，制作實物方便。TDA2822內(nèi)含兩個獨立的功放元件，公用電源，分別以6、7為輸入端，組成左右雙聲道。電路如下：第四章 單元模塊的設(shè)計4.1電源局部4 +5V輸出變壓器局部不用多說，輸出12V交流電壓。4.1.2整流橋：經(jīng)過整流橋整流，最終輸出峰值122V且只有正半周期的連續(xù)波形電壓,波形如下：4.1.3穩(wěn)壓電路：采用LM317穩(wěn)壓芯片LM317的輸出電壓范圍是 至37V，負載電流最大為，本電源使用12V。它的使用非常簡單，僅需兩個外接電阻來設(shè)置輸出電

48、壓，調(diào)節(jié)R2，就可調(diào)節(jié)其與R1的電阻比例，進而調(diào)節(jié)電壓比例，使其輸出電壓可在012V范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。此外它的線性調(diào)整率和負載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。LM317 內(nèi)置有過載保護、平安區(qū)保護等多種保護電路。通常LM317 不需要外接電容，除非輸入濾波電容到 LM317 輸入端的連線超過6 英寸約 15 厘米。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。LM317 能夠有許多特殊的用法。比方把調(diào)整端懸浮到一個較高的電壓上，可以用來調(diào)節(jié)高達數(shù)百伏的電壓，只要輸入輸出壓差不超過LM317 的極限就行。當(dāng)然還要防止輸出端短路。 元器件說明30V,1A變壓器一個

49、；2200F，100F 電容各一個；10F電容兩個；整流橋堆內(nèi)含4個IN4007一個；電位器103一個；集成可調(diào)穩(wěn)壓器芯片LM317一個；240電阻一個；二極管IN4007兩個。4.2 功放局部信號處理過程L、R聲道音頻信號即立體聲信號通過信號輸入端X1的雙觸點分別送到雙聯(lián)音量電位器RPL和RPR的滑動端，經(jīng)調(diào)節(jié)后分別送到集成功放電路TDA2822的、腳，在內(nèi)部放大后分別從、腳送出，經(jīng)C5 、C4分別送到揚聲器B1B2，推動揚聲器發(fā)聲。4.2.2 直流工作情況電源電壓通過接插件X2送入電路，并經(jīng)C5濾波后送到TDA2822的腳。電源電壓可在312V范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，電壓越高，集成功放器的輸出功率越大

50、，揚聲器發(fā)生越大。TDA2822的腳接地電源的負極。4.2.3 元器件說明X1為的立體聲插座。RP為音量電位器，它是一個50K的雙聯(lián)電位器，調(diào)節(jié)音量時，雙聲道的音量會同時改變。TDA2822是一個雙聲道集成功放IC，內(nèi)部采用兩組對稱公用電源的集成功放電路。C1C2為交流旁路電容，可提高內(nèi)部放大電路的增益。C6與R1和C7與R2用于濾除音頻信號中的高頻噪聲信號。第五章 TDA2822的簡介 TDA2822特點概述TDA2822 是雙聲道音頻功率放大電路，適用于在袖珍式盒式放音機、收錄機和多媒體音箱中作音頻放大器。該電路的特點如下：電源電壓范圍寬1.815V，電源電壓可低至1.8V 仍能工作，因此，該電路適合在低電源電壓下工作；靜態(tài)電流小,交越失真也??；適用于單聲道橋式BTL 或立體聲線路兩種工作狀態(tài)；采用雙列直插8 腳塑料封裝DIP85.2 TDA2822中文資料電特性除非特別說明， Tamb=25立體聲參數(shù)參數(shù)名稱符號測試條件最小典型最大單位電源電壓VCC15V靜態(tài)輸出電壓VOVVCC=3VV輸入偏流IB100