双声道BTL功放电路的设计
双声道BTL 功放电路的设计 一、任务 根据设计课题的要求，音频功率放大器主要有电源电路、前置放大电路、音量控制电路、功率放大电路等四部分构成，构成框图见图所示。 二、要求 （1）设计产生±14V 的直流电源。 （2）设计前置放大器为左、右声道各提供 一级同向比例运算放大器（电压串联负反馈电路）进行电压放大，电压放大倍数约为6，可消除高频杂波。 （3）设计双声道BTL 功放电路, 8 负载上 的输出功率大于20W 。 三、思考题 音量控制 功率放大 扬声器 前置放大 音 电 源 电 路
1、音调控制电路由那些滤波器所构成 【设计参考】： (1)电源电路 直流电源电路有降压变压器、全波整流、滤波和稳压电路构成。由于我们选择TDA2030作为
功放管，其直流供电电压为6V ~18V ，因此为了产生±14V 的直流电源，我们选择100W 的环牛变压器，输出双12V 交流电，负载为8Ω扬声器。整流电路，见图1.4所示： Tr1 1 2 3 4 RL D1 D2 D3 D4 + - u 1 +A -B u 2 +- 图1.4 整流电路 u1正半周时，Tr1次级A 点电位高于B 点电位，二极管D1、D3导通，电流自上而下流过RL ；u1负半周时，Tr1次级A 点电位低于B 点电位，二极管D2、D4导通，电流自上而下流过RL 。于是RL 两端产生单方向全波脉动直流电压uo 。 负载和整流二极管上的电压和电流： 负载电压： =10.8V 负载电流： 二极管的平均电流： =0.65A 2 9.0U U =L 2 L 09.0R U R U I = = 02 1 I I D =
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
音响学习知识[大全] 如何选择扬声器？ 扬声器实际上是一种把可范围内的音频电功率信号通过换能器（扬声器单元），把它转变为具有足够声压级的可听声音。为能正确选择好扬声器，必须首先了解声音信号的属性，然后要求扬声器能“原汁原味”地把音频电信号还原成逼真自然的声音。人声和各种乐声是一种随机信号，其波形十分复杂。可听声音的频率范围一般可达20Hz-20kHz；其中语言的频谱范围约在150Hz-4kHz 左右；而各种音乐的频谱范围可达40Hz-18kHz左右。其平均频谱的能量分布为：低音和中低音部分最大，中高音部分次之，高音部分最小（约为中、低音部分能量的1/10）；人声的能量主要集中在200Hz-3.5kHz频率范围。这些可听声随机信号幅度的峰值比它的平均值约大10-15dB（甚至更高一点）。因此扬声器要能正确地重放出这些随机信号，保证重放的音质优美动听，扬声器必须具有宽广的频率响应特性，足够的声压级和大的信号动态范围。我们希望能用相对较小的信号功率输入获得足够大的声压级，即要求扬声器具有高效率的电功率转换成声压的灵敏度。还要求扬声器系统在输入信号适量过载的情况下，不会受到损坏，即要有较高的可靠性。扬声器系统主要技术特性的应用：扬声器系统有许多与音色效果和使用场合直接有关的技术特性，为了用好用活这些技术特性，用户必须对它们有所了解。 1）二路（二分频）和三路（三分频）扬声器系统音频信号的频谱范围很宽，把20Hz-20kHz的信号要用一种扬声器单元是无法满足整段频响的；一般的12寸以上大口径扬声器单元，低音特性很好，失真不大，但超过1.5kHz的信号，它的表现就很差了；1-2寸的高音扬声器单元（高音压缩驱动器）重放 3kHz以上的信号性能很好，但无法重放中音和低音信号。于是就有了由各种频响特性单元组成的扬声器系统，由低音（含中低音）和高音（含中高音）两种单元组成的称为二路扬声器系统，由低音、中音和高音三种单元组成的称为三路系统。二路扬声器系统结构简单，造价相对较低，为了解决缺少这段中音频率，于是有些厂家用了一种折衰的方法，即在分频网络上把低音单元的频响特性向上移动，把高音单元拭目以待频率特性向下移动。另外一个问题是，分频交叉点频率只能设定在500Hz-2kHz之间，而此区域正是人声和乐声频谱的重要部分。因此在听觉上人留下“空洞”感和听到的失真。亦因为如此，三路扬声器对喇叭单元的要求相对较高，假若单元的性能不佳，整个扬声器系统的声音就不够平滑，或有严重的相位失真。三路扬声器系统各单元的特性可不作折衷，充分发挥它们各自的长处，两个分频交叉点可选在中音人声和乐声频谱重要部份上、下边缘处，对音质没有任何影响，故三路扬声器系统减小了声音的失真，提高了声音的清晰度，改善了低高和高音间交叉频段的性能，增加了扬声器系统的功率处理能力，因此是文艺演出、音乐厅和歌剧院扩声系统的最佳选择。 2）灵敏度和最大声压级（SPL max）扬声器单元是一种电信号与声音之间的换能器，要求它能以相对较小的输入功率转达换成很宏亮的声音，这就要求扬声器有较高的声压灵敏度，[灵敏度]实质上是一种[转换效率]的体现，各
双声道音频功放的设计 1引言 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。回顾一下功率放大器的发展历程。1906年美国人德福雷斯特发明了真空三极管，开创了人类电声技术 的先河。1927年贝尔实验室发明了负反馈技术后，使音响技术的发 展进入了一个崭新的时代，比较有代表性的如"威廉逊"放大器，较成功地运用了负反馈技术，使放大器的失真度大大降低，至50年代电 子管放大器的发展达到了一个高潮时期，各种电子管放大器层出不穷。音响技术的发展历史可以分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段。 音频放大器的目的是在产生声音的输出元件上重建输入的音频 信号，信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。音频范围为约20Hz～ 20kHz，因此放大器在此范围内必须有良好的频率响 应(驱动频带受限的扬声器时要小一些，如低音喇叭或（高音喇叭)。根据应用的不同，功率大小差异很大，从耳机的毫瓦级到TV或PC音频的数瓦，再到“迷你”家庭立体声和汽车音响的几十瓦，直到功率更大的家用和商用音响系统的数百瓦以上，大到能满足整个电影院或礼堂的声音要求。音频放大器的一种简单模拟实现方案是采用线性模式的晶体管，得到与输入电压成比例的输出电压。正向电压增益通常
很高(至少40dB)。如果反馈环包含正向增益，则整个环增益也很高。因为高环路增益能改善性能，即能抑制由正向路径的非线性引起的失真，而且通过提高电源抑制能力(PSR)来降低电源噪音，所以经常采用反馈。 高频功率放大器用于发射级的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收级可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。 高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或；宽带高频功率放大器的输出电路则是或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。在课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360o，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于180o；丙类放大器电流的流通角则小于180o。乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于
功放基础知识 1 家用声频功率放大器常识 1.1定义 声频功率放大器是将信号源(例如VCD)输来的信号进行放大处理使之能驱动扬声器系统工作的设备它是电声系统中的重要设备决定着整个 放声系统的电声性能和放声效果 1.2分类 从用途上可以大致分为四种 1.2.1 家庭影院用环绕声放大器 它追求准确的声像定位追求听众的现场感受俗称AV放大器AV功放能对编码的或不编码的信号进行处理当然也有仅作功率放大的多声道放大器 1.2.2 专用音乐重放功率放大器 追求低噪声高品质力求原汁原味的艺术体现俗称Hi-Fi放大器1.2.3卡拉OK功率放大器 追求人声表现好并可对人声进行美化 1.2.4 组合音响 追求功能的实现并没有对音色有很高的要求 1.3 AV放大器的组成 一般来讲最常见的AV放大器可分为AV综合放大器内置解码器码器和AV多声道放大器不含解码器两种例如我公司的TA6110和TA 2030就分别属于上述两种放大器也有很多AV功放带有收音功能所以也有人称AV接收机AV RECEIVER 以TAE6110为例一般AV放大器包括音源选择解码音量音调控制功率放大控制与显示和电源等部分如下图所示
1.4 AV放大器的主要指标 1.4.1 输出功率 一般是指功放机输送给其负载的功率单位为瓦W一台功放机的输出功率是和负载大小失真度大小以及测量方法密切相关所以只有说明清 楚这几项条件功率的数值才是有意义的才具有可比性 市场上有的机器标出音乐功率和音乐峰值功率其实由于这两种功率无统一的标准各厂的测量方法也不一样故其数值往往不实 1.4.2 频率响应 频率响应是表征功放机的频率范围以及在频率范围内的不均匀度频率响应曲线是否平直一般用分贝表示 1.4.3 信噪比 信噪比是指功放机输出的信号电平与各种噪声电平之比用分贝dB 来表示信噪比当然越高越好 1.4.4 失真度 失真度是指功放机输出信号的失真程度常见的是指谐波失真多用百 分数表示 2 常见环绕声系统的几种类型 2.1 Dolby Sourround Dolby Sourround是杜比实验室在MP矩阵基础上发展而来的它有4个声道解码器的作用就是把隐藏着的第三维信号恢复出来我们常见的杜比 定向逻辑解码器Dolby Pro Logic采用主动式解码性能比被动式解码器大大提高直到今天还在使用 2.2 Dolby Digital Dolby Digital也是杜比实验室研发的它有5.1个声道其中三个是前置声道左中右和两个环绕声道共5个全频带20Hz20kHz声道 一个被称为.1声道的有限频带3Hz120Hz的不完全频带的低频声道统称5.1声道 这5.1声道中的5声道用来产生平面水平面立体声而.1声道用于表现那些特殊的低频效果声如爆炸声撞击声 所有这6个声道的信号都是数字化的即将模拟声音信号进行取样量化和编码再进行码率压缩形成AC3码流功放机就是将接收到的码流进行解压缩并转换成模拟信号经放大处理后推动扬声器发声 2.3 DTS DTS是英文Digital Theater System的缩写其意为数字影院系统它和Dolby Digital有相似之处也是一种将多声道信号数字化后压缩编码的音频制式采用5.1声道格式但最多可达8.1声道目前采用DTS编码的 的软件越来越多DTS已经在家庭影院中占有重要的地位
1方案设计 (4) 2方案比较 (7) 3单元模块设计 (8) 3.1直流稳压电源 (8) 3.2前置放大 (10) 3.3 滤波器设计 (11) 3.3.1主要元器件 (11) 3.3.2 低频滤波器电路 (13) 3.3.3 带频滤波器电路 (13) 3.3.3 带频滤波器电路 (14) 3.4功率放大器电路 (14) 3.4.1主要元器件介绍 (14) 3.4.2 电路工作原理介绍 (16) 4 软件设计 (16) 4.1P ROTEL 99SE软件 (17) 4.2W ORD 2003软件 (17) 5系统调试 (17) 系统总图 (17) 6 系统功能 (18) 7.总结与体会 (19) 文献 (20) 附录：电路原理图 (21) 相关设计图 (21) 相关设计软件 (21)
- 2 - 音频功率放大器 摘要：本音频功率放大器由四部分组成：电源，前置放大级，滤波器，功率放 大电路。电源电路输入交流电，输出18V 的直流电，为集成功率放大器供电；再经过变换输出+12V 与-12V 的直流电，为滤波器及前置放大级的运算放大器的供电。前置放大级将音频信号放大至功率放大器所能接受的范围。滤波器电路，分为高通滤波器、中通滤波器、低通滤波器，将输入的音频信号分为不同频率音频信号，并设有开关可以按个人喜好调节输出音频信号。功率放大电路，将输入的信号功率放大。 关键字：音频功率放大器、电源、滤波器、功放电路 Abstract: The audio power amplifier consists of four parts: power supply, level preamp, filter, power amplifier circuit. AC input power supply circuit, output DC 18V, power supply for the integrated power amplifier; another transform output +12 V and-12V DC, in order to filter and preamp-level op-amp power supply. Preamp-level audio signal amplification will be acceptable to the scope of power amplifier. Filter circuit, is divided into high-pass filter, in-pass filter, low pass filter, the input audio signal into different frequency audio signal and a switching regulator in accordance with personal preference, audio output. Power amplifier circuit, the input signal power amplifier. Key words: Audio power amplifier, power supply, filter, power amplifier circuit
功率放大器测试基本常识 一、功率放大器常用测量的仪器： 1.音频信号发生器， 2.毫伏表， 3.示波器， 4.失真仪， 5.负载， 6.信号扫 频仪， 7.万能表, 8.高压测试仪， 9.电阻测试仪。 二、测量仪器连接方式： 三、测试项目： 1.AC 电压测试：单位：V （交流电压） 根据出货地点不同而设定的电压：117±5 V 、220±5 V 。 老化实验时必须提升原电压的10％作为测试电压。 2.DC 电压测试：单位：V （直流电压） 根据各机器要求不同而设定的电压，如±10V 。 3.ID 测试：单位：mv ID 为功率放大器的静态电流之简称。 测试时用万用表200MV 挡，测水泥电阻的两端（发射极对地），标准值为 5MV 或按工程要求。 4.灵敏度测试：(信号强度) 单位：mv 输出额定电压时所须的信号强度：(专业机型)卡侬座700—800 mv ，莲花 音频信号发生器 信号扫频仪 被测产品（功率放大 器） 负载箱 失真仪 毫伏表 示波器 转换器 IN OUT 并联 并联 ＋ － ＋ ＋ － － ＋ ＋ ＋ － － － ＋ － － ＋ ＋ － ～ ～ ～ ～ － －
座400—500 mv或按工程要求。 5.分离度、串音测试：单位：dB 输出额定电压时，两通道间的分离幅度，从一通道满功率输出测另一通道的dB数。标准值60dB。或按工程要求。 6.频响测试：(频率响应) 单位：dB 输出额定电压时，调小本通道VR，使输出衰减10dB,（或20 dB按要求）的电压为“0” dB，调节信号频率至低频和高频（20Hz----20KHz测试），并使信号源幅度不变（输入信号和原来一样），此时的输出与“0” dB相比较，变化在一定范围内±3 dB。 7.信噪比(S\N) 测试：单位：dB或mv 输出额定电压时，去掉信号后的电压，噪音和满功率信号的比值，90dB 以上、3mv以下或按工程要求。 8.额定功率测试：单位：W 2 信号强度和阻抗一定时的电压。功率（P）＝电压（U）/阻抗（R）最大不失真的条件下。 9.失真度测试：单位：％ 1KHz信号，输出额定电压时的失真度。0.5％以下或按工程要求。 10.动态失真测试：单位：％ 输出额定电压时，先关本通道VR至最小，信号源按要求提升25或30dB, 再调大本通道VR，输出10V（例），或按工程要求的电压值，波形不切波，看失真。 11.容性电容测试： 输出额定电压时，把负载调至容性负载，看输出与额定输出相比较的值 应在一定范围内，并且波形无毛刺（振荡）现象。输出额定电压时所加
放大器知识经典问答 放大器知识经典问答（第一部分） 1.什么是开环电压增益？ 开环电压增益是指当放大器输入输出开路时既开环，放大器输出端的电压变化与输入端的电压变化之比。 2.什么是共模抑制比？ 共模抑制比是指放大器对差分电压信号放大倍数与共模电压信号放大倍数之比，单位为分贝（dB）。 3. 什么是输入电流噪声(in)？ 输入电流噪声（Input Current Noise (in )）：是和无噪声放大器的输入并联应用的等效电流噪声。 4. 电压反馈放大器和电流反馈放大器之间有什么区别？ 两种运放的内部电路是不同的，所以对于一个已给的配臵，两种类型运放是没有必要去互换的。电压反馈的运放受制于内部设计，只有非常低的输入偏流，但内部没有限制差分输入电压，仅仅当外部的反馈需要时才会做出限制。相反，对于电流反馈放大器，其差分输入电压受制于内部设计，但并没有限制它的输入偏流为低，所以仅仅当外部反馈需要时才会限制。尽管，大多数高校仍没有授关于电流反馈放大器的基础知识，但使用电流反馈放大器有许多优点，尤其在高速的应用中请看下面的应用笔记: https://www.doczj.com/doc/9315502013.html,/an/OA/OA-30.pdf OA-30,电流电压反馈放大器的比较 https://www.doczj.com/doc/9315502013.html,/an/OA/OA-07.pdf OA-07,电流反馈放大器应用电路指导https://www.doczj.com/doc/9315502013.html,/an/OA/OA-13.pdf OA-13,电流闭环反馈增益分析和性能提高https://www.doczj.com/doc/9315502013.html,/an/OA/OA-15.pdf OA-15, 在运用宽带电流反馈放大器时，频繁失真https://www.doczj.com/doc/9315502013.html,/an/OA/OA-20.pdf OA-20, 电流反馈误判断https://www.doczj.com/doc/9315502013.html,/appinfo/webench/放大器放大器WEBENCH 支持电流模式和电压模式的放大器类型。 5. 开环和闭环之间有什么差别？ “开环增益”实际上是没有反馈的运放的“内部”增益，通常取 1,000 到10，000，000之间的任意值。请看数据手册中的“开环增益”图；“闭环增益”是整个电路的增益，带有由用户选择适当的反馈电阻值选择的反馈，比如“增益为+10”“或"增益为-2 ”。 6. 什么是输出电流？ 输出电流是指运放的输出端得到的驱动负载的电流。它通常是一个功能：输入过驱动，输出电压和电源的相关性、温度。源极和漏极的特性会有所不同。 7. 我选择了轨对轨（Rail-to-Rail）输入/输出（Input/Output）放大器，但是输出并不是一直是负轨，或一直是正轨。我做错了什么吗？ 单词“轨对轨（Rail-to-Rail）”是易令人误解的。完全正确的应该是“几乎是轨对轨”或“非常接近轨对轨”。大多数R-R放大器任一电源轨上的输出电压为从20到200mv，几乎从未有过对轨的。当需要更多的负载电流时，输出要更远离电源电压轨。大多数放大器通过100k ?或更大的负载提供最大输出电压摆动。在产品数据手册中电气特性表和特性曲线上，指定的输出电压波动都是期望值。此外，当通过https://www.doczj.com/doc/9315502013.html,/appinfo/webench/放大器放
唐 山 学 院 Protel DXP 课 程 设 计 题 目 系 (部) 班 级 姓 名 学 号 指导教师 张雅静 2016 年1 月 18 日 至 2016 年 1 月 29 日 共 2 周 2016年 1 月 30 日 双声道音频功率放大电路 智能与信息工程学院 12电信一班
1前言 (1) 2 Protel DXP 2004的简介 (2) 2.1 Protel DXP的简介 (2) 2.2 DXP的主要工作界面 (2) 2.3原理图设计基本操作 (4) 2.3.1项目文件和原理图文件的创建 (4) 2.3.2 工作环境设置 (4) 2.3.3 放置元件 (5) 2.3.4 原理图连线 (5) 3 功率放大器简介 (6) 3.1 功率放大器原理 (6) 3.2功率放大器的性能指标 (7) 3.3 TDA 2030简介 (7) 4 双声道音频功放电路的设计 (9) 4.1 系统总体流程图 (9) 4.2 直流稳压电源的设计 (9) 4.3 前置放大电路设计 (10) 4.4 音量控制电路设计 (10) 4.5 功率放大电路设计 (12) 4.6 总体设计图 (13) 5 PCB电路板制作 (13) 5.1原理图的绘制 (13) 5.2 PCB图的绘制 (14) 6 总结 (15) 参考文献 (16)
在当代生活中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的提高，人们对音响的性能要求也越来越高。所以，制作出完美音响也成了人们追求的目标。音频功率放大器作为音响设备的重要器件，完美的音频功率放大器是做出完美音响的必要条件。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。无论是从线路技术还是元器件方面，乃至思想认识上都获得了长足的进步。回顾一下功率放大器的发展历程，对我们来说也是一件积极有意义的事情。随着时代的发展，信息时代的来临，音频功率放大领域取得了喜人的硕果。新的技术飞跃往往是新材料、新理论、新方法的出现之后产生的，音频放大器同样也不会例外。在科技日新月异的时代，我们有理由期待更完美的功率放大器的出现。 此次电子技术课程设计我们选择的就是音频功率放大电路的设计。音频放大器的目的是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号，信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。音频范围为约20Hz～ 20kHz，因此放大器在此范围内必须有良好的频率响应(驱动频带受限的扬声器时要小一些，如低音喇叭或（高音喇叭)。根据应用的不同，功率大小差异很大，从耳机的毫瓦级到TV 或PC音频的数瓦，再到“迷你”家庭立体声和汽车音响的几十瓦，直到功率更大的家用和商用音响系统的数百瓦以上，大到能满足整个电影院或礼堂的声音要求。音频放大器的一种简单模拟实现方案是采用线性模式的晶体管，得到与输入电压成比例的输出电压。正向电压增益通常很高(至少40dB)。如果反馈环包含正向增益，则整个环增益也很高。因为高环路增益能改善性能，即能抑制由正向路径的非线性引起的失真，而且通过提高电源抑制能力(PSR)来降低电源噪音，所以经常采用反馈。
音频功率放大电路的设计 王##(安庆师范大学物理与电气工程学院安徽安庆246011) 指导老师：祝祖送 摘要：本文的内容是音频功率放大电路的设计，其有操控简单、音质好等特点。本设计电路使用的是TDA2030为音频功率放大器，其工作电压为+15V。它将输入电路的电流放大，之后再将扬声器驱动工作。采用LF353对输入的音频信号前级放大，采用DAC0832对前级放大进行控制，采用STC89C52单片机控制电路的放大倍数，最后由液晶显示器显示出放大倍数。 关键词：功率放大器，前级放大，保护电路 1引言 对音频功率放大电路进行研究，其意义是目前在该领域有很好的发展前景，在我们的实际生活中的应用也是十分广泛的。小至我们经常使用的音乐MP4，大到城市报警系统。该设计的研究分别为硬件及软件两部分。扬声器输入电路、功率放大电路、前级放大电路、以及单片机电路构成本设计的硬件电路；液晶显示、键盘扫描、单片机控制等构成本设计的软件部分。 音频功率放大电路设计过程中困难的是选择各部分硬件电路，由于功率放大器的技术要求比较详细，电路各部分的数据选择及硬件的选择会更加复杂，为达到相应的技术指标，需要多次对电路进行调试。熟练使用C语言，加强分层设计编程能力和程序编写程序的可读性，不断修改程序，以达到设计目的。 2 总体方案 2.1设计思路概述 2.1.1设计要求及目的 (1)学习电路的设计及C语言编程。 (2)了解功率放大电路的工作原理，绘制相应的功率放大电路。 (3)完成硬件电路的制作，完成软件程序的编辑。 (4)完成论文。 2.1.2技术指标 (1)由麦克风输入音频信号，音频功率的范围是10Hz-10KHz。 (2)失真度为0.4%-1%。 (3)输入电压范围为150mV-5V。 (4)输出负载能力为7Ω/3Ω。 2.2总体设计方案 方案一：音频功率放大器使用模电设计，硬件原理图见图1。主要设计电源和功放两部分，稳压电源由稳压电路、整流电路、滤波电路等部分组成；功放电路由TDA2030、耦合电容等部分组成。电源电压可以根据电路需要来改变电压值，而不同的电压值对应的放大器的承载能力是不同的。由扬声器提供信号源，通过功放管进行功率放大，从而达到目的，最后结果由示波器显示出来。 优点：电路中设计了电源部分，所以在连接电源的的时候方便快捷。 缺点：由于元器件较多，在选择时就比较困难，在焊接时难度较大。
高功率放大器(HPA)基础知识 1、用途及特点 在无线通信系统，高功放（HPA）是发信电路重要组成部份。通常，它由多级放大器构成，其输出端是发射链路最高电平点，它经双工器与发射天线连接。 HPA在发信电路部位如图1所示。 高功放主要作用，是在发射频率上，将低电平信号放大到远距离传输所要求的高功率电平。因频段、传输距离、天线增益、信号调制方式等因素，不同发射机HPA输出功率差异甚大。在常用微波频段（800MHz~28GHz）可从几十瓦到几十毫瓦不等。 高功放电路特点： （1）在大容量（或多载波）数字通信系统，设计HPA电路尤其是末级电路，常发生大功率输出与线性要求之间矛盾。经常采用三种解决办法 * 采用平衡放大电路，其合成输出功率较单管增加一倍且保持单管线性。在常用微波频段经常用下图所示正交混合电路（或3dB桥）实现功率合成。 * 采用预失真补偿电路，设计一个预失真网络使它产生的三阶互调与HPA三阶互调在输出合路器中相互抵消。构成方式如下图所示，
予失真补偿电路设计复杂、带宽窄，使用不普遍。 *在HPA前级设置自动电平控制（ALC）电路，通过末级输出耦合检波直流，控制PIN衰耗，保持输出功率恒定。防止因前级输入电平过高因饱和失真。该方法只能予防失真而不能改善失真， （注：ALC与大容量长距离数字微波采用的ATPC不同，前者是以保持发射机输出功率恒定，防止失真为目的，采用的是开环控制方式。而自动发射功率控制（ATPC）是发射机功率受控于对端接收电平，当电波传播发生深度平衰落时，提高发射功率，最大可达到额定功率。在正常传输时间里使发射功率小于额定功率10dB。采用的是闭环控制方式。是以减轻干扰、抗平衰落为目的。） （2）HPA采用的大功率器件都呈现极低的输入、输出阻抗，其阻抗实部绝对值很小，都在1~3欧姆左右，而容抗和引线电感很大。对这样的大功率器件进行输入、输出和级间匹配非常困难。因单片微波集成电路（MMIC）技术的发展，许多厂家已制造出输入输出内匹配的大功率器件，大大地缓解设计难度。 （3）HPA输出级必须要考虑空载保护。若与输出负载间发生严重失配（如，连接天线馈线开路或短路）末级与输出负载电路之间将产生大驻波电压，驻波峰值电压一旦落在器件漏极，它与供电电压迭加将使器件击穿。 在微波频段常采取二种保护方法，在4GHz以上频段借助于输出隔离器中的反向吸收负载R吸收反射波，它如下图所示， 在低频段常用定向耦合器（Diectional coupler）检测反射波，超出定值时自动切断功放电源并发出告警。工作示意图如下
音箱、功放机产品基本知识培训教材 广州市迪声音响有限公司GUANGZHOU DESAM AUDIO CO.,LTD
第一章放大器 一、概述 放大器(Amplifier)是音響系統中最基本的設備,它的任務是把信號源的微弱電信號進行放大以驅動揚聲器發出聲音。由于放大器的輸入和輸出都是電信號,不牽涉到复雜的能量變換過程(如傳聲器把聲能變成電能,揚聲器把電能變成聲能等),所以它是音響系統中技朮比較成熟、各項電聲指標比較高的設備。在國產專業音響設備中,進步最快,最能替代進口設備的產品就是一批國產名牌專業功率放大器。 放大器按其在音響系統中所處的位置及其分工不同,可分為前置放大器(前級)和功率放大器(后級)兩大類。前置放大器的主要任務是把從各种信號源(如話筒、唱机、CD唱机等)輸入的信號進行選擇和放大,并提供各种控制功能如均衡控制、音量控制、響度控制、平衡控制、音調控制和帶寬控制等。前置放大器的輸出電平一般定為0dB(即0.775V)或略高一些,它只能驅動耳机放聲,必須經過功率放大器進一步放大才能驅動揚聲器放出宏亮的聲音。功率放大器的主要任務則是把來自前置放大器(在專業音響系統中則是來自調音台)的信號進行功率放大以驅動揚聲器發聲。 在民用音響中,前級和后級的組合有兩种方式,一种把前、后級裝在一起成為一個單元,稱為合并式放大器或稱為擴音机,這种結构較簡單,用得較普遍。另一种就把前級与后級分開裝成兩台設備,這時的功率放大器常稱為“純后級”,這种結构較复雜,成本較高,但搭配較靈活。專業音響系統中則几乎全部是前、后級分開,而且大多數情況下是由調音台代替了前置放大器。只有少數是例外,如中、小功率的背景音樂擴聲机、公共廣播机、卡拉OK机等仍然是采用合并式。 下面分別敘述前置放大器和功率放大器的結构、特性和應用。重點放在功率放大器,而前置放大器僅作扼要介紹。 1、前置放大器 圖1 - 1是典型的立体聲前置放大器(Pre Amplifier)。因為立体聲放大器的左、右通道 完全相同,所以只畫其中一路。 從圖中可,信號源有: 唱机、調諧器、錄音机和線路輸入(LINE IN)或輔助輸入(AUX IN)。 這個輔助輸入是為了增加靈活性,例如在需要時,可供連接CD机、影碟机、錄像机、電子琴、電吉它、電倍司(低音電吉它) 、合成器等高電平(100mV以上)信號或其他線路的輸出信號等。 图1-1前置放大器的组成 不同的信號源,不僅輸出電平和要求与之匹配的負載各不相同,而且它們各自的頻率特性也有很大的差
音响知识大全 1、音箱 音箱是将电信号还原成声音信号的一种装置，还原真实性将作为评价音箱性能的重要标准。有源音箱就是带有功率放大器(即功放)的音箱系统。把功率放大器和扬声器发声系统做成一体，可直接与一般的音源(如随身听、CD机、影碟机、录像机等)搭配，构成一套完整的音响组合。有了有源音箱，就无需另购功率放大器，不再为合理选配功放、音箱而发愁，操作简便，其极高的性能价格比，为工薪阶层所普遍接受。 按照发声原理及内部结构不同，音箱可分为倒相式、密闭式、平板式、号角式、迷宫式等几种类型，其中最主要的形式是密闭式和倒相式。密闭式音箱就是在封闭的箱体上装上扬声器，效率比较低；而倒相式音箱与它的不同之处就是在前面或后面板上装有圆形的倒相孔。它是按照赫姆霍兹共振器的原理工作的，优点是灵敏度高、能承受的功率较大和动态范围广。因为扬声器后背的声波还要从导相孔放出，所以其效率也高于密闭箱。而且同一只扬声器装在合适的倒相箱中会比装在同体积的密闭箱中所得到的低频声压要高出3dB，也就是有益于低频部分的表现，所以这也是倒相箱得以广泛流行的重要原因。 有源音箱的一些特性 防磁：音箱扬声器的磁场会严重干扰电视机和电脑显示器的屏幕，并使屏幕扭曲和大块色彩失真现象，这叫“磁化”。为避免不防磁的音箱对显示器的损坏，就要求音箱应具有防磁效果，即使紧贴电视机和显示器也不会干扰屏幕，办法很简单，那就是使用“防磁”扬声器。通常防磁的扬声器价格比普通喇叭高许多。 全频带扬声器： 这是多媒体有源音箱专用的环绕喇叭，因为X.1声道为降低成本，把分立喇叭(需要两只扬声器分频)简化成全频带扬声器，基本能表现出整个音域范围。做得好的全频带扬声器比廉价的同轴扬声器更出色。但说老实话扬声器很难完全覆盖人耳的可闻频率范围，需要由多只扬声器共同负担整个音域的声音重放。并通过分频电路来解决这个问题，所以还是以双分频高低音设计的有源音箱进行回放效果比较好。 平板式音箱： 最近很流行平板式喇叭的音箱设计，大概是大家看中了它的美观小巧，还可以嵌入相片，很酷啊！平板式音箱的优点是声音的均匀性和指向性好，但受结构限制，音域较窄，无法表现出低频的声音，所以一般配用低音炮使用。建议对声音要求高的朋友不要选购平板式音箱。 USB音箱： 就是将数字音频信号从主板上的USB口直接输进音箱，再通过音箱内置的D/A转换电路将信号处理后再输出的音箱。表面上看采用USB音箱的优点是可以提高音质，因为数字信号在传输过程中不会受到干扰，信号的纯净度好，但USB音箱的核心是D/A转换电路，其转换精度对音箱的性能影响很大，目前市场上流行的D/A转换电路有16bit和20bit两种，当然是后者为佳，这个数据比发烧级功放差了很多(因为不可能用成本过高的模块)。USB音箱的缺点是CPU占用率高，老式主板也不支持USB。购买USB音箱可以不买声卡，但这样就无法实现EAX、硬波表等需要硬件来完成的功能。国外的名牌HiFi箱基本没有USB的设计，所以对音质要求很高的朋友大可不必考虑USB音箱。
唐 山 学 院 Protel DXP 课 程 设 计 题 目 系 (部) 班 级 姓 名 学 号 指导教师 张雅静 2016 年1 月 18 日 至 2016 年 1 月 29 日 共 2 周 双声道音频功率放大电路 智能与信息工程学院 12电信一班
2016年 1 月30 日
1前言 (1) 2 Protel DXP 2004的简介 (2) 2.1 Protel DXP的简介 (2) 2.2 DXP的主要工作界面 (2) 2.3原理图设计基本操作 (4) 2.3.1项目文件和原理图文件的创建 (4) 2.3.2 工作环境设置 (4) 2.3.3 放置元件 (5) 2.3.4 原理图连线 (5) 3 功率放大器简介 (6) 3.1 功率放大器原理 (6) 3.2功率放大器的性能指标 (7) 3.3 TDA 2030简介 (7) 4 双声道音频功放电路的设计 (9) 4.1 系统总体流程图 (9) 4.2 直流稳压电源的设计 (9) 4.3 前置放大电路设计 (10) 4.4 音量控制电路设计 (10) 4.5 功率放大电路设计 (12) 4.6 总体设计图 (13) 5 PCB电路板制作 (13) 5.1原理图的绘制 (13) 5.2 PCB图的绘制 (14) 6 总结 (15) 参考文献 (16)
在当代生活中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的提高，人们对音响的性能要求也越来越高。所以，制作出完美音响也成了人们追求的目标。音频功率放大器作为音响设备的重要器件，完美的音频功率放大器是做出完美音响的必要条件。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。无论是从线路技术还是元器件方面，乃至思想认识上都获得了长足的进步。回顾一下功率放大器的发展历程，对我们来说也是一件积极有意义的事情。随着时代的发展，信息时代的来临，音频功率放大领域取得了喜人的硕果。新的技术飞跃往往是新材料、新理论、新方法的出现之后产生的，音频放大器同样也不会例外。在科技日新月异的时代，我们有理由期待更完美的功率放大器的出现。 此次电子技术课程设计我们选择的就是音频功率放大电路的设计。音频放大器的目的是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号，信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。音频范围为约20Hz～20kHz，因此放大器在此范围内必须有良好的频率响应(驱动频带受限的扬声器时要小一些，如低音喇叭或（高音喇叭)。根据应用的不同，功率大小差异很大，从耳机的毫瓦级到TV 或PC音频的数瓦，再到“迷你”家庭立体声和汽车音响的几十瓦，直到功率更大的家用和商用音响系统的数百瓦以上，大到能满足整个电影院或礼堂的声音要求。音频放大器的一种简单模拟实现方案是采用线性模式的晶体管，得到与输入电压成比例的输出电压。正向电压增益通常很高(至少40dB)。如果反馈环包含正向增益，则整个环增益也很高。因为高环路增益能改善性能，即能抑制由正向路径的非线性引起的失真，而且通过提高电源抑制能力(PSR)来降低电源噪音，所以经常采用反馈。
模拟电子电路实验课程设计 ——音频功率放大器的设计与实现 一、设计任务 设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8 。要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标： （1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真； （2）电路输出功率大于8W； （3）输入阻抗：≥10kΩ； （4）放大倍数：≥40dB； （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； （6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力； （7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。 发挥部分： （1）增加电路输出短路保护功能； （2）尽量提高放大器效率； （3）尽量降低放大器电源电压； （4）采用交流220V，50Hz电源供电。 二、设计要求 正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下： （1）画出电路原理图； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出； （5）PCB文件生成与打印输出； （6）PCB版图制作与焊接； （7）电路调试及参数测量。 根据以上设计要求编写设计报告，写出设计的全过程，附上有关资料和图纸。设计报告格式请参见附录一。 三、实验原理 音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于
对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分，如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1．前置放大级 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放大器的情况下，采用低噪声场效应管组成放大器是合理的选择。如果采用集成运算放大器构成前置放大器，一定要选择低噪声、低漂移的集成运算放大器。对于前置放大器的另外一要求是要有足够宽的频带，以保证音频信号进行不失真的放大。 常用的前置放大器按结构划分有五种类型： （1）单管前置放大器 （2）双管阻容耦合前置放大器
专业功放维修基础知识—功放维修 指南 维修功率放大器（功放）必须具备以下基础知识，功放维修才能从入门到精通。 1，必须对功放的基本原理有一定了解，能读懂功放的电路图纸，能将一台功放印制板划分成几个单元电路，弄懂功放的的电路构成有助于功放电路故障分析。如果对功放的原理还不了解，对功放的电路图还不能读懂，请搜索本站相关资料。本文主要介绍维修功放必须知道的知识，首先要对功放的原理了解，能读懂功放电路图，能将功放电路分成几个单元电路。 2，维修功放更换元件尽量采用和功放原来型号和品牌一致的器件（主要指差分管和功率管），瓷片电容更换时要采用耐压高的电容（主要指消振电容），功率电阻应换成不低于原来器件标称功率。继电器的触点通断电流不低于原继电器的触点通断电流，可根据继电器型号查询继电器参数知道。 3，更换元器件时，大功率管应紧固安装在散热器上（否则会再次导致烧功率管），安装时涂抹硅脂应均匀。 4，元器件更换后应为功放带限流测试（一般为100W左右灯泡）功放工作点，工作点主要是功放输出中点（应无直流电压，一般低于100mv,），功放功率管的偏置电压应对称，恒流源电路和差分电路及恒压偏置电路应工作正常。 保护电路应正常（继电器应正常起跳），对电子保护电路应重点检查，保护电路取样元件应重点检查（否则易导致再次烧大功率管）。 5，功放工作点正常后去掉限流空载为功放通电，可用手触摸大功率管的温升情况，温升正常给功放输入信号（1KHZ正弦波信号），用示波器检查功放输出波形是否正常，功放输出波形应无失真及自激）正常后进入下一程序。 6，给功放带载，让功放输出较小信号试音，用手触摸功率管应不烫手温升正常，继电器应不误动作，慢慢开大信号试音，音箱声音正常散热器温升正常功放就修好了。如果开大音量过程中继电器保护，应立即关机检查。