2 系统设计

2.1系统要求

1.放大器有两个MP3输出输入接口；

2.能够使用电子开关进行音源选择，并且能够用发光二极管指示； 3.放大器设有音量控制，功率放大功能； 4.主要技术指标如下：

（1）额定输出功率：2×1W（或2×5W）（THD≦0.5﹪） （2）负载阻抗： 8 （3）输入阻抗： ≧600

5.电源：220V50HZ的工频交流电供电；

2.2方案设计

设计方案分析

根据推任务要求，设计总电路需要弱信号前置放大级电路和功率放大电路两个基本电路，其中前置级主要完成小信号的电压放大任务；功率放大级则实现对信号的电压和电流放大任务。以一路声道为例，该音频功率放大器可由图 1 所示框图实现。 电路设计方案:

图1 音频功率放大器组成框图

2.3系统工作原理

原理框图:

图

2.3.1

图

2.3.1 系统结构框图图

2.3.1 系统结构框图 系统结构框图

弱信号前置放大级

弱信号前置放大电路必须由低噪声、高保真、高增益、快响应、宽带音响集成电路构成。符合上述条件的集成电路有：M5212、LM5213、LLM1875、TDA1514、NE5532P、NE5534、TL072等。本系统设计选用NE5532P，因为同众多的运放相比, NE5532P具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、宽频带等优良性能。这种运放的高速转换性能可大大改善电路的瞬态性能, 较宽的带宽能保证信号在低、中、高频段均能不失真输出, 使电路的整体指标大大提高。由于MP3有两路信号输入，分别为左右声道，所以放置两路前置放大电路，为后级放大做电压放大。 功率放大级

根据题目设计要求，可供选择的功率放大器可由分立元件组成，也可由集成电路完成。由分立元件组成的功放，如果电路选择得好，参数恰当，元件性能优越，且制作和调试得好，则性能很可能高过较好的集成功放。许多优质功

放均是分立功放。但其中只要有一个环节出现问题或者搭配不当，则性能很可能低于一般集成功放，为了不至于因过载、过流、过热等损坏还得加复杂的保护电路。现在市场上有许多性能优异的集成功放芯片，如TDA2030、LM1875、LM386等。集成功放具有工作可靠，外围电路简单，保护功能较完善，易制作调试等优点，虽不及顶级功放的性能，但满足并超过本设计的要求是没有问题的。另外集成运放还有性价比高的特点。本电路TDA2030是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。静态功耗低，约为4mA，可用于电池供电。 其特点是工作电压范围宽3V-18V， 外围元件少， 电压增益可调，20-200，低失真度，符合本电路的设计要求。 音源选择

根据题目设计要求，两个MP3作为输入，有音源选择电路控制其中一路的输出。要求没有延迟，不会有信号的衰减和失真。而每个MP3有两路信号输入，分别为左右声道，两个MP3有4路信号输入，选择方式一般有机械式，继电器式，电子式。本次设计采用机械式的六位选择开关。 电源部分

音频功放的电源部分是很重要的组成部分，一般选择稳定的单相桥式整流电路做功放的电源，由于实验室提供了稳定的直流源，经过测试后满足功放系统的设计要求，所以不再详细设计电源部分。

3 单元电路设计

3.1前置放大电路

3.1.1电路结构及工作原理 前置放大器

音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种，如传声器（音源）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。

对于音源和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能:一是使音源的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于音源输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置