Ta2020+pcm2704实用电路
TDA2030集成电路功率放大器设计 一、设计题目集成电路功率放大器 二、给定条件 设计一款额定输出功率为10 ~ 20W的低失真集成电路功率放大器，要求电路简洁，制作方便、性能可靠。性能主要指标： 输出功率：10 ~ 20W（额定功率）； 频率响应：20Hz ~ 100kHz（≤3dB） 谐波失真：≤1％ (10W,30Hz~20kHz）； 输出阻抗：≤0.16Ω; 输入灵敏度：600mV（1000Hz，额定输出时） 三、设计内容 1．根据具体电路图计算电路参数 2．选取元件、识别和测试。包括各类电阻、电容、变压器的数值、质量、电器性能的准确判断、解决大功率放大器散热的问题。 3．了解有关集成电路特点和性能资料情况 4．根据实际机壳大小设计1：1印刷板布线图 5．制作印刷线路板 6．电路板焊接、调试（调试步骤可以参考《模拟电子技术实验指 导书》有关放大器测试过程 7．实训期间必须遵守实训纪律、听从老师安排和注意用电安全。 四、功率放大电路的测试基本内容 注意：将输入电位器调到最大输入的情况。 1．测量输出电压放大倍数A u 测试条件：直流电源电压14v，输入信号1KHｚ 70 mv（振幅值100mv），输出负
载电阻分别为4Ω和8Ω。 2．测量允许的最大输入信号（1KHｚ）和最大不失真输出功率测试条件：①直流电源电压14v，负载电阻分别为4Ω和8Ω。 ②直流电源电压10v，负载电阻为8Ω。 3．测量上、下限截止频率f H 和f L 测试条件：直流电源电压14v，输入信号70mv（振幅值100mv），改变输入信号频率、负载电阻为8Ω。 五、参考资料 TDA2030简介：TDA 2030 是一块性能十分优良的功率放大集成电路，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小，在目前流行的数十种功率放大集成电路中，规定瞬态互调失真指标的仅有包括TDA 2030 在内的几种。我们知道，瞬态互调失真是决定放大器品质的重要因素，该集成功放的一个重要优点。 TDA2030 集成电路的另一特点是输出功率大，而保护性能以较完善。根据掌握的资料，在各国生产的单片集成电路中，输出功率最大的不过20W，而TDA 2030的输出功率却能达18W，若使用两块电路组成BTL电路，输出功率可增至35W。另一方面，大功率集成块由于所用电源电压高、输出电流大，在使用中稍有不慎往往致使损坏。然而在TDA 2030集成电路中，设计了较为完善的保护电路，一旦输出电流过大或管壳过热，集成块能自动地减流或截止，使自己得到保护（当然这保护是有条件的，我们决不能因为有保护功能而不适当地进行使用）。 TDA2030 集成电路的第三个特点是外围电路简单，使用方便。在现有的各种功率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总共才5端，外型如同塑封大功率管，这就给使用带来不少方便。 TDA2030 在电源电压±14V，负载电阻为4Ω时输出14瓦功率（失真度≤0．5％）；在电源电压±16V，负载电阻为4Ω时输出18瓦功率（失真度≤0．5％）。该电路由于价廉质优，使用方便，并正在越来越广泛地应用于各种款式收录机和高保真立体声设备中。该电路可供低频课程设计选用。 双电源供电BTL音频功率放大器 工作原理:用两块TDA2030 组成如图1所示的BTL功放电路，TDA 2030（1）为同相放大器，输入信号V in通过交流耦合电容C1馈入同相输入端①脚，交流闭环增益为K VC①＝1＋R3 / R2≈R3 / R2≈30dB。R3 同时又使电路构成直流全闭环组态，确保电路直流工作点稳定。TAD 2030（2）为反相放大器，它的输入信号是由TDA 2030（1）输出端的U01经R5、R7分压器衰减后取得的，并经电容C6 后馈给反相输入端②脚，它的交流闭环增益K VC②＝R9 / R7//R5≈R9/R7≈30dB。由R9＝R5，所以TDA 2030（1）与TDA 2030（2）的两个输出信号U01 和U02 应该是幅度相等相位相反的，即： U01≈U in·R3 / R2
功放喇叭保护电路 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
功放喇叭保护电路 大功率的家用功放的主声道均采用了OCL电路作功率放大。这种电路出现故障时，其输出端的直流电位常常会偏离零电平，出现较高的正或负的直流电压。输出的直流电流流过扬声器的音圈时，轻者会产生固定磁场，使音圈移位，难以恢复，重者会将其烧毁。另外。在部分特大功率功放中，由于输出功率非常大，在用户操作不当时，可能会持续输出数安培甚至十几安培的峰值电流，使该声道的最大输出功率远远超过功放的额定输出功率，致使扬声器烧毁。本文以奇声AV-713功放的扬声器保护电路为例介绍其工作原理。功放扬声器保护电路原理框图如图1所示，图中含有了三种保护方式。 (1)直流保护： 当功率放大电路发生故障，其输出端出现的直流电压的绝对值超过设计限度时，保护电路中的直流检测电路即把它检测出来，变成控制信号。控制信号经放大后控制触发器翻转，驱动保护继电器动作，断开功率输出电路，使扬声器得到保护。同时，控制信号还启动指示电路工作，使保护指示灯闪烁报警。(2)过载保护： 当输出电流超过额定输出电流的1倍左右时，过载检测电路输出保护控制信号，控制输出电路断开，保护扬声器及功放。
(3)开机延时接通保护： 通过开机延时电路控制继电器驱动电路的工作状态，使继电器在开机时延时1—4秒钟接通扬声器，以避免开机过程中产生的浪涌电流冲击扬声器。使其音圈移位。具体电路如图2所示。该电路以 Q4、Q5为中心，组成了直流电压取样检测电路。图中的Q1、Q2等系右声道功率输出电路(左声道功率输出电路图中未画出)。右声道的直流电压取样信号经由R6(左声道取样信号经由R21)衰减、隔离，C2、C3滤波，送往Q4、Q5、R7组成的互补式直流检测电路进行监测。当右(或左)声道的功率输出电路出现正极性的较大的直流失调电压时，电流经R6(或R21)、Q4的be结到地，Q4导通，其集电极输出控制电平，经R8、D2送Q7放大后，输往R-S触发器。同样。功率输出电路中出现负的直流失调电压时，电流经地、Q5的be 结、R6(或R21)、OCL电路中点。Q5导通，也输出控制电平。这种取样检测方式为互补方式。 R1、R2、R3、R4、Q3等组成了过载检测电路(左声道的过载检测电路未画出)。R1、R2分别用来对输出级上、下臂功率管的过载情况
3.3 D类数字功放 D类功放也叫丁类功放，是指功放管处于开关工作状态的功率放大器。早先在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地，认为A类功放声音最为清新透明，具有很高的保真度。但A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。后来效率较高的B类功放得到广泛的应用，然而，虽然效率比A类功放提高很多，但实际效率仍只有50%左右，这在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合，仍感效率偏低不能令人满意。所以，如今效率极高的D类功放，因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视，并得到广泛的应用。 3.3.1 D类功放的特点与电路组成 1．D类功放的特点 （1）效率高。在理想情况下，D类功放的效率为100%（实际效率可达90%左右）。B类功放的效率为78.5%（实际效率约50%），A类功放的效率才50%或25%（按负载方式而定）。这是因为D类功放的放大元件是处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。 （2）功率大。在D类功放中，功率管的耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合，输出功率可达数百瓦。 （3）失真低。D类功放因工作在开关状态，因而功放管的线性已没有太大意义。在D 类功放中，没有B类功放的交越失真，也不存在功率管放大区的线性问题，更无需电路的负反馈来改善线性，也不需要电路工作点的调试。 （4）体积小、重量轻。D类功放的管耗很小，小功率时的功放管无需加装体积庞大的散热片，大功率时所用的散热片也要比一般功放小得多。而且一般的D类功放现在都有多种专用的IC芯片，使得整个D类功放电路的结构很紧凑，外接元器件很少，成本也不高。 2．D类功放的组成与原理 D类功放的电路组成可以分为三个部分：PWM调制器、脉冲控制的大电流开关放大器、低通滤波器。电路结构组成如图3.22所示。
音频功率放大器设计 一、设计任务 设计一个实用的音频功率放大器。在输入正弦波幅度≤5mV，负载电阻等于8Ω的 条件下，音频功率放大器满足如下要求： 1、最大输出不失真功率P OM≥8W。 2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。 3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。 4、输入阻抗R i≥100kΩ。 5、具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高 音10kHz处有±12dB的调节范围。 二、设计方案分析 根据设计课题的要求，该音频功率放大器可由图所示框图实现。 下面主要介绍各部 分电路的特点及要求。 图1 音频功率放大器组成框图 1、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（话筒）、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。 对于话筒和线路输入信号，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话筒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。由于话筒输出信号非常微弱，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
功放电路集锦 一、双30W功放 图1是2×30W双声道音频功率放大器，其核心器件ICl采用高保真音响功放集成电路STK465，该电路内包含两个性能指标完全相同的功率放大器，分别用作左、右声道的功放，可保证两个声道放大器指标的一致性。电路输入阻抗30k，输入灵敏度150mV，电压增益40dB，频率响应：10Hz～100kHz，谐波失真≤0．08％，电源电压范围±(25～35)V。制作时应注意，正、负电源退耦滤波电容C5、C14的位置应尽量分别靠近sTK465的正、负电源输入端。如电路有自激现象，则增大C5和C14的容量。该功放输出功率适中，制作容易，可用作一般家庭的组合音响、卡拉OK设备或VCD机的声音播放。由于该功放电压增益高达40dB，输入灵敏度高，可省去前置放大器，而直接与卡拉OK机、VCD机等信号源连接。该功放也可用作家庭影院系统的环绕声功放。
二、40W功放 图2为采用高保真音响专用功放集成电路TDAl514构成的40W功率放大器，具有快速切断保护和延时静噪功能。电路输入阻抗20k，输入灵敏度600mV，电压增益30dB，信噪比80dB。制作两套该功放，分别用于左、右声道，即可构成2×40W立体声功率放大器。 三、50W功放 图3是50W高保真功率放大器，采用LM3886音频功放集成电路构成。电路输入阻抗20k，输入灵敏
度1000mV，电压增益26dB，信噪比110dB，输出连续平均功率50W，峰值功率可达135W，总静态电流50mA，电源电压范围±(30～40)V。Ll用φ1．2mm漆包线在10Ω／5W金属膜电阻(R7)上平绕10匝后与该电阻并联即可。LM3886还具有静音功能，其第8脚为静音控制端，当第8脚开路(或接地)时为静音状态；第8脚通过30k电阻接-35V时则无静音。调试时，如发现总静态电流过大，则是电路自激，可适当调节负反馈回路中的C3、R4或移相网络中的C4。 四、60W功放 图4是采用LM3875T构成的60W高保真功率放大器，具有外围电路简单、易于制作的特点。电路输入阻抗≥20k，输入灵敏度1100mV，电压增益26dB，频响范围5Hz～lOOkHz，总失真≤O．05％，信噪比114dB，电源电压范围±(20～40)v。L1绕制方法同图3电路。 五、70W功放 图5为采用STK4040X1构成的音频功率放大器，额定输出功率70W，最大谐波失真O．008％，频响范围20Hz-20kHz(-3dB)，电路输入阻抗30k，输入灵敏度1000mV，电压增益27dB。L1可用φ1．2mm 漆包线在φ10mm骨架上平绕15圈后脱胎而成。
RF功放中保护控制电路的设计 现代军用、民用超短波通信电台，为了满足其通信距离远的要求，其射频功率射频功率输出大，射频功放射频功放一般工作在大电流、高功率状态，为了使功放电路安全可靠地工作，在功放电路设置了比较完善的功放保护自动控制电路，包括有高压驻波比保护，机内高温保护和低电压降功率保护电路，使发射机的射频功放级在保证安全的前提下输出大的射频功率。 1 电压驻波比功率保护电路 1．1 功用 当发射机天线出现故障时，发射机输出的射频功率不能得到有效传输，会产生很大的发射功率，严重影 响功放级的安全。因此，发射机控制电路中设置高压驻波比保护电路，在电压驻波比高于一定值时，控制射频功率输出降低有效的保护功放电路，其电路。 1．2 电路原理 图1是电压驻波比功率保护原理电路。其工作原理由发射机功放输出端的定向耦合器检测输出的反向功率电压，经功放稳压电源中的有关电路处理后，送至发射机控制电路XP1／12A，然后经过反向功率检测电压补偿电路，加至N20B 放大器，经过N20B加到N20A的同相输入端，当该输入端电压达到大约300mV时，（当功放输出和天线阻抗失配阻抗失配时，电压驻波比大于 2．5：1），N23A输出电压大于6．2V，使VD5稳压管和V3导通。V3导通使VD6导通，这样就使N23B同相输入端的电平降低，N23B输出端的电压也降低，以致于加到模拟乘法器N24的Vx输入端功率直流控制电压降到某一电平，最终使射频功放输出功率降低到某一数值，射频功放得以保护。 当电压驻波比不大于2．5：1时，反向功率检测电压较小，N23A输出的电压不足以使VD5导通，因此，VD6也因为反偏而截止，在N23B同相输人端所加的只有正常的前面板设置的功率直流控制电压，模拟乘法器Vx输入端所加电压也为正常值，发射机射频功放正常输出功率。 2 机内高温功率保护 双频段电台在射频功放级和功放稳压模块都设置有温度传感器，当机内温度超过65℃时，由监控模块微机控制风机加速转动；超过80℃时，由监控微机控制发射机控制电路内高温降功率电路工作，使射频输出功率降低。机内高温降功率电路简图。 从图2可以看出，机内高温降功率控制，实质上就是将Tx（发射机）前面板功率调整电位器RP11设置的功率直流控制电压，经R168与D10某一路（或几路）开关接通所连接的电阻（R175～178）进行分压处理，使送入模拟乘法器Vx端的电压降低，从而使射频输出功率降低。 D10（MC14066）是一片四路模拟电子开关，其控制端（A、B、C）接受监控模块微机通过发射机数据接口电路输出的二进制数据的控制。若温度不断升高，二进制数就逐渐增大，从而使D10接通的电阻增多，射频输出功率就逐渐下降。 D端所控制的是机内高温指示电路。当D端为高电平时（机内高温），V5导通，使VD9发光二极管指示高温。 3 低电压降功率 发射机控制电路内，设置有电源电压监测电路（在音频处理电路图上），一旦检测到电源电压降低，就使功率直流控制电压降低，从而使射频输出功率降低。其电路简图。 从图3可见，底座稳压电源输出＋3 0V（不稳压）电压，经监控模块后，送至发射机音控板模块的XP2／4A。这个＋30V电压在RP10，R110，R113上产生压降，取R113上的压降（约
功放喇叭保护电路 大功率的家用功放的主声道均米用了 OCL电路作功率放大。这种电路出现故障时，其输出端的直流电位常常会偏离零电平，出现较高的正或负的直流电压。输出的直流电流流过扬声器的音圈时，轻者会产生固定磁场，使音圈移位，难以恢复，重者会将其烧毁。另外。 在部分特大功率功放中，由于输出功率非常大，在用户操作不当时，可能会持续输出数安培甚至十几安培的峰值电流，使该声道的最大输出功率远远超过功放的额定输出功率，致使扬声器烧毁。本文以奇声AV-713功放的扬声器保护电路为例介绍其工作原理。功放扬声器保护电路原理框图如图1所示，图中含有了三种保护方式。 (1)直流保护： 当功率放大电路发生故障，其输出端出现的直流电压的绝对值超过设计限度时，保护电路中的直流检测电路即把它检测出来，变成控制信号。控制信号经放大后控制触发器翻转，驱动保护继电器动作，断开功率输出电路，使扬声器得到保护。同时，控制信号还启动指示电路工作，使保护指示灯闪烁报警。(2)过载保护： 当输出电流超过额定输出电流的1倍左右时，过载检测电路输出保护控制信号，控制输出电路断开，保护扬声器及功放。 (3)开机延时接通保护:
通过开机延时电路控制继电器驱动电路的工作状态， 使继电器在开机时延时1—4秒钟接通 扬声器，以避免开机过程中产生的浪涌电流冲击扬声器。使其音圈移位。 具体电路如图2 所示。该电路以Q4、Q5为中心，组成了直流电压取样检测电路。图中的 Q1、Q2等系右 声道功率输出电路（左声道功率输出电路图中未画出 ）。右声道的直流电压取样信号经由 R6（左声道取样信号经由R21）衰减、隔离，C2、C3滤波，送往Q4、Q5、R7组成的互补式 直流检测电路进行监测。当右（或左）声道的功率输出电路出现正极性的较大的直流失调电压 时，电流经R6（或 R21） Q4的be 结到地，Q4导通，其集电极输出控制电平，经 R8、D2 送Q7放大后，输往R-S 触发器。同样。功率输出电路中出现负的直流失调电压时，电流经 地、Q5的be 结、R6（或 R21）、OCL 电路中点。Q5导通，也输出控制电平。这种取样检测 方式为互补方式。 R1、R2、R3 R4、Q3等组成了过载检测电路（左声道的过载检测电路未画出）。R1、R2分 别用来对输出级上、下臂功率管的过载情况进行取样。 Q3对输出电路进行过载状态监测。 R1两端的电压与功率管 Q1的发射极电流成正比，该电压经过 R3、R4、R2衰减分压，成 为Q1发射结的正向偏压。调整 R3、R4的阻值，可使此电压在额定输出状态下不能使 Q3 导通。当功放工作异常致使 Q1严重过载时，流过R1的电流大增。从而产生足以使 Q3导 通的正向偏压，使 Q3 导通，输出监控信号，经 Q7 放大后送到触发器，使触发器输出状态 卜 ■ ----------------- ■ ----------------- 一亠 y _ --------------- - ” ----- ----------- ■ ------------------------------------------------------ ... J" — iuin 厂 N 1 0 签￡3弼 5M1 4001- HL 355J LFD 1N4I4A o oiOl- A IS+14U 17 IN4OQ2 H8 10k E 4003-
喇叭保护板喇叭保护电路图扬声器保护电路 前段时间有些朋友很多朋友问我有没有做喇叭保护电路 但当时没有做- - 所以后来就做了一个 现在分享出来 首先上电路图
电路功能：开机延时启动关机瞬断中点直流保护还有一些别的附加功能一会儿说- - 简单说下电路 交流电经过整流桥7812 之后形成12V直流电 开机瞬间经过R5给C5充电电容充电过程视为短路所以此时Q5 B极为底电平Q5Q6不工作 当C5电压升高到R5 R6分得的电压值后停止充电此时C5视为断路Q5 Q6导通继电器工作喇叭接通起到延时启动的作用因此调整C5的大小可以调整开机延时时间 Q1(Q2) Q3(Q4)用于检测中点开启电压约为0.5V C1(C2) C3(C4)这样接可以看作是110U的无极电容 喇叭信号经过两个电阻分压给这个“110U无极电容”充电 当C1(C2) +极电位超过0.5V时Q1(Q2)导通低于0.5V时Q3(Q4)导通 从而使Q5B极获得低电平继电器关闭保护启动 关机问题上由于电源上并联的电容很小切断电源后电容中的电会很快放光起到关机瞬断的效果 下面说一下指示灯电路 原理就是Q7导通C6放电C7充电放到一定程度后Q8导通C7放电C6充电然后C7放电到一定程度使Q7导通这样循环- - 保护状态时LED闪烁继电器吸合时LED常亮 C6 C7两个电容的大小决定闪烁的情况C6与LED亮的时间成正比C7与LED熄灭的时间成正比- - 反复调整两个电容的大小可以调整闪烁的频率以及闪烁的时间 在本人进行调试的时候用高亮白色LED 取到图里面所显示的参数时效果比较好 PCB设计还是用我一贯的单面风格- - （貌似保护板单面不太好布线） 整体结构还算美观只有两根飞线还是比较美观的地方
常用大功率Ｄ类音频功放IC芯片选型说明传统大功率功放芯片，一般都是模拟的功放芯片，象大家都熟悉的TDA2030、LM1875、TDA1521等。这些功放除了音质会好一点，其它的对于现在的D类功放来说，都是缺点。如今随着技术的进步，D类功放的音质技术早已突破，比传统功放芯片差不了多少。以HX8330为代表的D类功放，是替代这些优秀的前辈产品不二之选。 二、模拟功放的缺点： ●电源供电一般都要用正负双电源供电。 ●大部分都是插件式。 ●因本身发热严重，需要带一块沉重的铝片散热。 ●占用PCB板和机壳的空间很大。 ●外围元件多，特别是电解电容也用的多。 三、HX8330概述： HX8330是一款30W高效D类音频功率放大电路，主要应用于音响等消费类音频设备。此款电路可以驱动低至4Ω负载的立体声扬声器，功效高达90%，使得在播放音乐时不需要额外的散热器。其特点如下： ●15W功率输出(12V电压，4Ω负载，TND+N=10%）； ●30W功率输出（16V电压，4Ω负载，TND+N=10%）； ●效率高达90%，无需散热片； ●较大的电源电压范围8V~20V； ●免滤波功能，输出不需要电感进行滤波； ●输出管脚方便布线布局； ●良好短路保护和具备自动恢复功能的温度保护； ●良好的失真； ●增益36dB； ●差分输入； ●简单的外围设计；QQ:1207435600 ●封装形式：ESOP8。 四、应用领域： ●拉杆音箱: ●大功率喊话器: ●落地音箱: ●蓝牙音箱 ●扩音器
五、芯片对比分析： 六、 功能框图与引脚说明：
七、应用原理图： 如上图，可以很清晰的看出硬件的外围电路是极其简单的，bom成本低廉 八、HX8330优势说明： 1、外围元件少，电路简单, 2、效率高达90%，无需散热片 3、占用PCB板空间小 4、16V供电时，功率可以到达30W 九、总结： 我写这边文章的目的，并不是想要抵扉传统的模拟功放。只是想告诉各位同仁，在如今市场竞争激烈的环境下，一个成品的利润能多铮几毛钱，都是一件不容易的事。我们在选择功放的时候，如果不是做HIFI级别的音箱，音质要求不是很高的情况下。选择合适的Ｄ类功放也是一种有效降低生产成本的方法。 ＩＰＥＴ
大功率功率放大器电路设计 大功率功率放大器电路设计 一. 设计理念及实现方式 (1)能推4Ω、2Ω等双低音的“大食”音箱以及专业类大粗音圈的各类专业箱。 (2)要省电、噪声小，发热量小。 (3)音质要好，能适合家居使用和专业使用。 第一点的实现就是要有大的推动功率。由于目前居室客厅面积有不断扩大的趋势，100W ×2以下功放已显得有些“力不从心”，所以本功放设计为4ΩQ 时360W ×2，2Ω时720W ×2。 第二点的实现就是电路工作在静态时的乙类小电流，靠大水塘级电容和电阻进行滤波降噪，使功放级噪声极小。而电路的工作状态又决定了电路元件的发热量很小，与一般乙类电路相当。配备的大型散热系统是为了应付连续大功率、低阻抗输出时的安全、可靠。 第三点的实现是本功放板的主要目标。目前公认的是：甲类、MOS、电子管音质好，所以本功放要达到甲类、MOS、电子管的音质。 二.大功率输出的实现 要实现大功率，首先是电源容量要大。本功放配置的电源是在截面积为35mm ×60mm的环形铁心上绕制的环牛。一次侧为1.0mm线绕484圈，二次侧为1.5mm双线并绕100圈。 整流为两只40A全桥做双桥整流，滤波为4只47000 uF电容 2只2.7kΩ电阻并接在正负电源上，使电压稳定在±62V。如电压过高可减小电阻到2.2kΩ，过低可加大电阻到3kΩ，功率用3W以上的。 除电源外，要实现大功率输出，特别是驱动“大食”音箱，要求功放输出电流能力要强，本功放每声道选用6对2SD1037管做准互补输出，可驱动直流电阻低达0.5Ω的“大食”音箱。所以4Ω时360W×2、2Ω时720W×2是有保障的。 三. 甲类、MOS、电子管音质的实现 目前人们公认的甲类、MOS、电子管的音质最好，所以本功放电路设计动态时工作于甲类的最佳状态，偏流随信号大小而同步增减，所以音质是有技术保障的。而在此工作状态下，即使更换几只一般的MOS管，对音质的提高也不明显。下面给出其原理图，如图1所示。从图1上可见到本原理图相当简洁，比一般乙类或甲乙类准互补电路还节省元件。而通过在电路板上改变一只电阻的接法就可方便地在本电路与准互补乙类或甲乙类之间变换。 四.绿色环保概念的实现 对本功放来说，实现低耗电、低噪声污染、低热辐射污染是通过以下措施实现的： (1)本功放空载时只有小电流级工作，而功率管基极电压只有0.45V，基本上是截止的，所以比一般乙类耗电少，属节电型功放。
本科生毕业论文（设计） 题目: 数字功放的设计 姓名: 江丹 学院: 专业: 班级: 学号: 指导教师: 2014 年5月 25 日
目录 引言 (2) 1功放简介与发展现状 (3) 1.1 功放的种类 (3) 1.1.1 A类功率放大器 (3) 1.1.2 B类功率放大器 (3) 1.1.3 AB 类功率放大器 (3) 1.1.4 D类功率放大器 (4) 1.2数字功放的发展现状 (4) 2 数字功放的基本原理及电路组成 (5) 2.1 数字功放的工作原理 (5) 2.2 数字功放的电路组成 (6) 3 各模块电路设计 (7) 3.1 前置放大电路 (7) 3.2 三角波产生电路 (8) 3.3 比较器电路 (9) 3.4 驱动电路 (10) 3.5 功放与低通滤波电路 (11) 3.6 直流稳压电源 (13) 4 功能仿真与数据分析 (12) 4.1各电路仿真结果 (12) 4.1.1前置放大信号 (12) 4.1.2 三角波信号 (13) 4.1.3 PWM码 (13) 4.1.4 经过功放管的PWM码 (13) 4.4.5还原出的音频信号 (14) 4.2 数据计算与分析 (14) 4.2.1 电压放大倍数 (14) 4.2.2 效率 (14) 4.2.3 通频带宽度 (15) 5数字功放干扰抑制 (15) 6 D类功放的发展与技术展望 (16) 6.1 D类功放的不足 (16) 6.2 D类功放的最新发展——T类功率放大器 (16) 结论 (17) 致谢 (18) 参考文献 (18) 附录 (19)
数字功放的设计 电子信息工程专业学生 摘要：在日常生活中，我们已经感受到了电子技术给我们带来的便捷。在我们使用的各类电子设备中，数字功放正发挥着其不可替代的作用。所以设计出功能优异的数字功放已经是各大电子器件制造商的迫切任务。本文从数字功放的基本原理出发，着重介绍了它的各个电路组成部分。利用Multisim软件对所设计的电路进行功能仿真，并且达到了预期的效果。在实际电路中，针对其产生的电磁干扰提出了一些抑制方法。最后数字功放的发展趋势进行了简要描述。 关键词：PWM码门驱动电路滤波电路电磁干扰 引言 随着科学技术的不断发展，各种各样的电子产品层出不穷，例如笔记本电脑、移动通信终端、音箱等。这些事物的出现极大的丰富了我的日常生活，给我们的工作带来了很多便捷。然而，要使这些产品正常工作，数字功放是不可或缺的。数字功放其功放管的工作在导通和截止状态，如果输入信号使功放管处在导通状态，此时在理想状态下晶体管的内阻近似为零，所以管子两端没有压降，自然就不会产生功率消耗；如果输入信号使晶体管处在截止状态，那么晶体管的内阻就为无穷大，流经管子的电流就为零，也没有功率消耗。所以，晶体管在控制电路工作时是不会消耗功率的，这正是功放管能够达到比较高的效率的原因之一。正是由于数字功放的优越性能，所以它被广泛应用于电子设备中。因此，设计出符合要求的数字功放就显得格外重要。 1功放简介与发展现状 1.1 功放的种类 1.1.1 A类功率放大器 A类功放又称为甲类功放，如图1.1（a），对于此放大器的功率输出管，必须将其Q值设置在直流负载线的中点部分，因为这部分的线性最佳。这样输人信号在正负两个半周期内都能够使放大管在线性放大状态下工作，这时其导通角为360°。随之带来的问题就是能量转换效率很低，电路的最高效率也只有25%，并且需要两种晶体管交替互补才能使整个周期都处在放大状态，也不可避免地产
专业功放电路图 贝拉利BEILARLY PM-700专业功放 根据贝拉利PM-700功放的实物绘制的一个声道的主功放电路图。Q1、Q2两只2SC2383构成差分输入级，R8、ZD1、C3组成差分放大器的恒流源。Q1的基极增加了R3、R4、RP1、D1、D2辅助电路，一是对输入端进行直流钳位，通过调整RP1可对输出中点进行调整；二是对输入的交流信号进行限幅，使输入信号峰峰值被限制在±0.7V以内，防止输入信号过强。电压放大级Q3、Q4组成第二级差分放大器，Q5、Q6构成集电极负载。恒压偏置管Q7、Q8两管并联使用，Q8由引线连接安装在散热片上，起到温度补偿作用。 该机每个声道的最大输出功率接近1000W，为保证足够的推动电流，电路设置了两级电流放大。第一级Q9、Q10使用一对中功率管，两只中功率管b、c极间设有吸收电容C11、Cl2，进行高频相位补偿防止高频自激。第二级Q11、Q12 则使用一对大功率管。Q11、Q12发射极之间R25、D3将后边七对功率管偏置钳位在很低的水平，上下对管b-e结偏置电压只有±0.3V左右。实际测量功率管的b-e结电压只有±0.1V，Q11、Q12的b-e结电压只有±0.5V。这就是该机的电
路设计独特之处，末端的低偏置使整机的静态功耗降到最低点。不追求理论上的高保真，力求使用中不失真的大功率输出和强负荷的经久耐用。这样的电路设计更适合商业性宣传演出。 一般功放保护电路中只在末级一对功率菅发射极各设置一 只取样电阻，可以说是抽选取样。而该机在每个功率管发射极都设有取样电阻{即R54～R67），任何一只功率管出现过流异常都会使Q27导通，经D8、R70使保护电路启控断开继电器。上下取样信号分别加在Q27的基极和发射极。NPN 管一侧有过流现象时发射极电阻压降增加，升高后正电压经过取样电阻加到Q27基极使其导通。PNP管一侧有过流发生时，将会有负电压加到Q27发射极，也等于抬高其基极电压而导通。D6、D7将Q27基极和发射极对地直流电压钳位，当输出中点发生偏移时Q27也将导通启动保护电路。韵沁专业音响设备制造有限公司 是香港贝拉利专业音响有限公司在中国大陆投资兴建的全 资有限责任公司，面向中国大陆代理制造销售BEIPI厅堂场馆扩声系列、娱乐场所建声系列，电影立体声还音系列BEIPI 功率放大器，HS与ALPHA电影立体声处理器等产品；组装、生产各类中高档专业扬声器系统，舞台机械设备和电气配套
一、数字功放与D类功放的区别 常见D类功放（PWM功放）的工作原理：PWM功放只能接受模拟音频信号，用内部三角波发生器产生的三角波和它进行比较，其结果就是一个脉宽调制信号（PWM），然后将PWM信号放大并还原成模拟音频信号。因此，PWM功放是用脉冲宽度对模拟音频幅度进行模拟的，其信息的传递过程是模拟的、非量化的、非代码性的。并且由于目前器件性能的限制，PWM功放不可能采用太高的采样频率，在性能指标上尚达不到Hi-Fi级的水平。而数字功放采用一些宽度固定的脉冲来数字地量化、编码模拟音频信号，使音频信号的还原更为真实。 二、数字功放和模拟功放的区别 数字功放由于工作方式与传统模拟功放完全不同，因此克服了模拟功放固有的一些缺点，并且具备了一些独有的特点。 1. 过载能力与功率储备 数字功放电路的过载能力远远高于模拟功放。模拟功放电路分为A类、B类或AB类功率放大电路，正常工作时功放管工作在线性区；当过载后，功放管工作在饱和区，出现谐波失真，失真程度呈指数级增加，音质迅速变坏。而数字功放在功率放大时一直处于饱和区和截止区，只要功放管不损坏，失真度不会迅速增加，如图1所示。 图1 全数字功放与普通功放过载失真度比较 由于数字功放采用开关放大电路，效率极高，可达75%"90%（模拟功放效率仅为30%"50%），在工作时基本不发热。因此它没有模拟功放的静态电流消耗，所有能量几乎都是为音频输出而储备，加之前后无模拟放大、无负反馈的牵制，故具有更好的“动力”特性，瞬态响应好，“爆棚感”极强。 2. 交越失真和失配失真 模拟B类功放在过零失真，这是由于晶体管在小电流时的非线性特性而引起的在输出波形正负交叉处的失真（小信号时晶体管会工作在截止区，无电流通过，导致输出严重失真）。而数字功放只工作在开关状态，不会产生交越失真。
还是补上来吧，uPC1237是一款经典的喇叭保护IC，具有很宽的工作电压范围（25～60V），具备开机延迟、功放输出端直流漂移检测、即时关机功能。 上图中， J2从功放变压器一绕组中取出交流，整流滤波后供给8脚，为IC提供工作电源； 7脚为延时检测，通过R5、C4提供延时，延时后6脚控制常开继电器闭合，喇叭开始工作，避免了开机冲击； J1、J3接功放左右声道输出，2脚为功放输出中点直流漂移检测，当检测到有直流输出时（一般为零点几伏），切断继电器，保护喇叭； 4脚为关机检测，因为4脚是从功放变压器取电，且滤波电容较小，当关闭功放电源时，马上能检测到电压跌落，继而切断继电器，此时功放因为有大容量滤波电容存在不会马上停止 工作，而喇叭已被切断，从而避免了关机冲击。
音频功放保护电路分析与维修 在音频放大器中一般都设有功能完善的保护电路，可以在功放输出管过载、输出端电位偏移时进行可靠的保护，还可以在开机时延迟接通扬声器，避免开机损坏扬声器和开机“嘭”声，关机时瞬时断开扬声器，可避免关机时的冲击。 一、分离元件保护电路 图1所示是湖山BK2X100JMKⅡ-95型纯后级功率放大器功放保护电路。放大器刚接通电源时，+56V 电压通过R143对C116充电，约延迟4s，C116上电压充到9．5V左右时，稳压管V126导通而使V124、V125导通，继电器K101吸合，才能接通扬声器，避免开机时的电流冲击而保护扬声器。 v126、v129组成功放输出端的电位检测电路，当输出端的电位偏移时，通过一51k电阻R144，使V126或V129导通。当输出端的电位是正偏移时，V129导通。反之，当输出端的电位是负偏移时V126导通。无论v126或V129中哪一个导通，C116正端电位为0V，稳压管V126截止，V124、V125截止，使继电器释放，断开扬声器，这样就完成了输出端电位偏移保护。 当功放因输出短路或负载过重时，输出管V134、v135射极电流大增，在R132、R133上产生的压降增大经R134、R135分压加至V118基极，使V118导通，使V127基极电位降低，v127导通，稳压管V126截止，V124、V125截止，继电器释放，断开扬声器，这样就完成了输出管的过载保护。 二、uPC1237保护电路
数字功放和模拟功放优缺点对比 数字功放的根本电路是早已存在的D类放大器（国内称丁类放大器）。以前，由于价钱和技术上的缘由，这种放大电路只是在实验室或高价位的测试仪器中应用。这几年的技术开展使数字功放的元件集成到一两块芯片中，价钱也在不时降落。理论证明，D类放大器的效率可到达100%。但是，迄今还没有找到理想的开关元件，难免会产生一局部功率损耗，假如运用的器件不良，损耗就会更大些。但是不论怎样，它的放大效率还是到达90%以上。 由于功耗和体积的优势，数字功放首先在能源有限的汽车声响和请求较高的重低音有源音箱中得到应用。随着DVD家庭影院、迷你声响系统、机顶盒、个人电脑、LCD电视、平板显现器和挪动电话等消费类产品一日千里的开展，特别是SACD、DVDAudio等一些高采样频率的新音源规格的呈现，以及声响系统从平面声到多声道环绕系统的进化，都加速了数字功放的开展。近年来，数字功放的价钱呈不时降落的趋向，有关这方面的专利也层出不穷。 一、D类输出功率和耗费功率与AB类功率放大器耗费比例 采用低频音频信号调制一个固定高频频率的脉宽的一种放大器被人们称为D类放大器又有人称为数字音频放大器，他最大的特性是效率特别高（理论上能够到达100%，实践在85%以上），采用十分小的电子器件就能够制造出很大功率的音频放大器。 小功率，即1W-3W的功率放大器而言，在相同播放内容的情况下，AB类功率放大器与D类功率放大器的功率效率各约为AB=15%及D=75%。在播放1W音乐的情况下，AB类功率放大器需求耗费6.7W的功率，但D 类功率放大器在同样的播放条件下只耗费1.33W。因而，运用D类功率放大器可延长电池的运用时间达5倍(6.7W/1.33W)。低功率的运用除了手机，DVD、MP3及PMP之外还有一些盛行产品如iPod、手机、及数字相框。那么中功率的状况下，即10W-30W的功率放大器而言在相同播放内容以语音为主的情况下，AB类功率放大器与D类功率放大器的功率效率分别为AB=25%及D=80%。 在播放10W语音的情况下，AB类功率放大器需求损耗40W的功率，但D类功率放大器在同样的条件下播放只损耗12.5Watts。因而运用D类功率放大器可降低电源的本钱将近3倍(40W/12.5W)，而且D类功率放大器所产生的2.5W的热可由普通功率封装及PCB设计即可处置不用额外的散热器。在大功率输出的状况下，即100W-200W的D类数字功率放大器在汽车声响亦将占有一席之地，在此高功率之下D类功率放大器仍免不了运用散热片，但散热面积与散热量比AB类功率放大器所需的要小，由于高效率的缘由，D类功率放大器能够在不启动汽车引擎的情况下有较长的运用时间而不耗费太多电瓶的电量，D类功率放大器成为如今汽车声响的主要应用产品。 二、数字功放和数字化功放、数码功放的区别 所谓的数字化功放只是在前置级上采用数字信号处置的方式，在模仿音频信号或数字音频信号输入后，采用现有的数字音频处置集成电路，完成一些比方声场处置、数字延时、混响等功用，最后再经过模仿功率放大模块停止音频放大。 固然目前各集成电路厂家都推出了数字声场处置、数字卡拉OK和数字杜比解码集成电路。 但是由于目前功放大都只能接纳模仿音频信号，所以各集成电路的接口也大多是模仿的，这就需求重复地停止模/数、数/模转换，由此会引入量化噪声，使音质恶化。全数字功放除了针对扬声器的接口以外（这
奇声AV-388D后级功放音箱喇叭保护电路图及原理详解 奇声AV-388D后级功放电路及原理详解 图3是奇声AV-388D后级功放的保护触发、驱动电路。直流检出电路由D4～D7组成的桥式整流电路，再由Q15、Q14加以放大，推动施密特触发器工作。无论左右声道出 现正的或负的电压都可能使Qi5、Q14导通驱动后级释放继电器，使功放和音箱得到保护。 图奇声AV-388D后级功放电路(可另存至本地电脑放大观看) 图中。保护驱动电路是一个以Q13、Q12为核心的施密特触发器。选择合适的R28、R27、 R26的电阻值，保证Qi2基极起始状态为高电平，Q12饱和导通。此时，Q12的射极电流流 过R26时，在R26两端形成电压，使Q13发射极(即触发器的入端)无高控制电压时．Qi3 处于截止状态，实现第一稳态．继电器处于吸合状态，功放进行正常的输出。当检测电路或 开机延时电路输出的高电平(此电平必须高于触发器的触发门电平)加到Ot3的基极时，Q13 由截止翻转到导通状态，同时出现正反馈过程： UQl3b↑→IQl3b↑→IQl3c↑→UQl3c↓→LIQl2b↓→IQl2e↓→IR26↓→UR26↓→IQl3b ↑。 Q13迅速地饱和导通，其集电极电压几乎O，使Q12由饱和导通变为截止，触发器的输出 翻转为第三稳态，继电器释放，进入保护状态。当触发器输入端的保护电压下降(如：开机 延时保护结束或过载状态解除)，达到关门电平时，Q13退出饱和，并引发另一次与第一稳 态过程相反的正反馈。Q12由截止再次变为饱和导通，电路又返回到第一稳态，继电器吸合，保护取消。 电路中R43为限流电阻，D3为继电器反电动势释放二极管,以防反电动势损坏Q12。另外．由 于继电器需要的吸合启动电流较大，该电路在电阻R43两端电路并联了电容C22。继电器 吸合启动前，电容被R43放电；Q12饱和导通瞬间,由于C22两端电压不能突变，启动电流 绕过R43的阻碍，经C22直通,使继电器迅速吸合。吸合后，C22也被充满电，继电器的维
May 2008 Rev 41/57 STA328 2.1-channel high-efficiency digital audio system Features !Wide supply voltage range (10 V - 36V)! Three power output configurations –2x 40W + 1x 80W –2x 80W –1x 160W !PowerSO-36 package ! 2.1 channels of 24-bit DDX ?!100-dB SNR and dynamic range !32kHz to 192kHz input sample rates !Digital gain/attenuation +48dB to -80dB in 0.5-dB steps !Four 28-bit user programmable biquads (EQ) per channel !I 2C control !2-channel I 2S input data interface !Individual channel and master gain/attenuation !Individual channel and master soft/hard mute !Individual channel volume and EQ bypass !Bass/treble tone control !Dual independent programmable limiters/compressors ! AutoModes –32 preset EQ curves –15 preset crossover settings –Auto volume controlled loudness – 3 preset volume curves – 2 preset anti-clipping modes –Preset night-time listening mode –Preset TV AGC !Input and output channel mapping ! AM noise-reduction and PWM frequency-shifting modes !Software volume update and muting !Auto zero detect and invalid input detect muting !Selectable DDX ? ternary or binary PWM output + variable PWM speeds !Selectable de-emphasis !Post-EQ user programmable mix with default 2.1 bass-management settings !Variable max power correction for lower full-power THD !Four output routing configurations !Selectable clock input ratio !96kHz internal processing sample rate, 24 to 28-bit precision !Video application supports 576 * fs input mode. Table 1. Device summary Order code Package Packaging ST A328PowerSO-36Tube ST A32813TR PowerSO-36 Tape and reel https://www.doczj.com/doc/5a9643908.html,