音响放大器设计与制作 - 图文

武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计

各种新型电路不断出现,如:较成功地解决了负反馈电路的瞬态失真和高频相位反转问题的无负反馈放大电路;成功地将甲、乙放大器的优点结合在一起的超甲类放大电路;具有输出功率大、失真小的电流倾注式放大电路等等。从而使晶体管放大器成为音响技术发展中的主流。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。

第二章. 设计方案选取

2.1方案的选择

2.1.1 放大电路设计

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,早些年最常用的运放之一。应用非常广泛,双列直插8脚或圆筒8脚封装。工做电压±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,它内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。两个信号输入端,Vi-(-)为反相输入端,表示运放,输出端Vo的信号与该输入端的相位相反;Vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

方案选取:uA741是通用的放大器,性能不是很好,满足一般要求,而LM324 四运算放大器具有电源电压范围宽,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f=10KHz的频响要求,故选用LM324四运放大器。

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2.1.2 音量控制器的设计

由于话筒信号可以相应的进行大小调节即在输入的时候就可调节,因此就不再音量调节部分。

2.1.3音频放大电路设计

方案一:采用SL34集成功率放大器,SL34是低电压集成音频功效,功耗低、失真小,工作电压为6V,8Ω负载时,输出功率在300mW以上。主要用于收音机记其他功放。

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、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点,广泛应用于录音机和收音机中。LM386电源电压4--12V,音频功率0.5W。LM386音响功放是由NSC制造的,它的电源电压范围非常宽泛,最高可使用到15V,消耗静态电流为4mA,当电源电压为12V时,在在8欧姆的负载情况下,可提供几百mW的功率。他的典型输入阻抗为50K。 方案三:TDA2030芯片外接元件非常少,输出功率大,Po=18W(RL=4Ω),采用超小型封装(TO-220),可提高组装密度,开机冲击极小,内含各种保护电路,因此工作安全可靠。主要保护电路有:短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接(Vsmax=12V)以及负载泄放电压反冲等。DA2030A能在最低±6V最高±22V的电压下工作在±19V、8Ω阻抗时能够输出16W的有效功率,THD≤0.1%。无疑,用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或小型功放再合适不过了。

方案选取:本课题要求音响放大器的输入功率在5W以上,然而LM386达不到这种功率,故选用TDA2030.频率响应最低到最高为50Hz到20kHz;二点电源供电音频功率放大器已经达到所需要的指标。并且他较少的元件组成单声道音频放大电路、装置调整方便、性能指标好等特点,而BTL电路虽然也具有以上的功能,但制作复杂,不利于维修。

2.1.4输入稳压源的选取

由于音响放大器的设计主要是运算放大部分还有音频放大部分,所以可以不做电源,用其他同学设计做好的直流稳压源或者用直接买的直流稳压电源就可以了。

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2.1.5混响部分的处理

由于资金还有时间等因素,发挥部分的混响部分就不做了,对输出结果没有多大的影响。所以就省去不做。

图2-1 电路整体框图

由于实际问题,所以最后实施的电路框图如下:

图2-2 音频功率放大器组成框图

2.2 主要元件介绍

2.2.1 LM324的介绍

LM324系列器件为价格便宜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

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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。共模输入范围包括负电源,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。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见下图。

图2-3 LM324引脚图 图2-4 LM324实物图

LM324的特点:1.短跑保护输出。2.真差动输入级。3.可单电源工作:3V-32V。4.低偏置电流:最大100nA。5.每封装含四个运算放大器。6.具有内部补偿的功能。7.共模范围扩展到负电源。 8.行业标准的引脚排列。9.输入端具有静电保护功能。LM324的内部结构如图2-5:

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