电视功率放大器设计.docx
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电视功率放大器设计
江西机电职业技术学院
一、课题：
电视音频功率放大器设计
二、班级：
三、设计成员：
四、指导教师：
五、时刻：
2020年5月23日至2020年6月3日
六、地址：
综合楼206
分析与方案论证
此题要求设计具有遥控功能（音量操纵、静音和待机功能）的电视伴音（单声道或双声道）电路。
1.1大体要求
在分析资料的基础上，决定电路的大体结构并写出电路的工作原理。
画出电路框图、电气原理图图。
依照电路性能指标的要求，进行计算并决定元件的参数（设计计算书）。
对单元电路进行运算机仿真以验证设计。
绘出电源板和功放板的PCB图。
列出材料清单。
1.2系统大体方案
依照题目要求，系统能够分为电源模块，功放模块，CPU模块等三个要紧模块。
各模块方案选择与论证
（1）电源模块
方案一：
采纳集成三端稳压LM7815供电。
变压器输出经整流滤波后送入7815稳压，输出15V电流供给电路利用，电路原理超级简单，制作方便，经扩流可提供系统要求的较大的工作电流，但其纹波系数较高，关于提高电流输出精度有比较大的阻碍，精度不够。
方案二：
采纳集成电路开关电源模块。
交流220V电源直接经电源模块转成直流电供电路利用，供电效率比较高，也能够提供足够大的电流，但其电磁干扰较大，可能会阻碍系统的正常工作。
另外其电源精度不够高
依照系统要求，输出电压15V，方案一选用三端稳压器件能够知足其电流的要求。
另外系统对电源的精度要求较高，方案二干扰较大，因此咱们选用方案一，同时为了更进一步提高电源精度，咱们采纳了多级滤波方式，大大提高了电源的抗干扰能力！
（2）功放模块
方案一：
由分立元件组成的功放，若是电路选择得好，参数选择适当，元件性能优良，设计和调试的好，那么性能也很优良。
许多优质功放均是分建功放。
但只要其中一个环节显现问题，那么性能会低于一样集成功放。
且为了不致过载、过流、过热等损坏元件，需要加以复杂的爱惜电路。
在立元件组成功放中由三极管、二极管、电阻、电容等器件组成的核心电路，提供了自由调整的余地。
方案二：
采纳TDA7057AQ设计的集成功放。
那个芯片有音量操纵功能静音功能等，能够实现双声道。
集成功放电路成熟，低频性能好，内部设计具有复合爱惜电路，能够增加其工作的靠得住性，尤其集成厚膜器件参数稳固，不必调整，信噪比较小，而且电路布局合理，外围电路简单，爱惜功能齐全，还可外加散热片解决散热问题。
此方案不但能够很的实现题目中的要求，而且设计起来比较容易，因为这些元件是咱们比较熟悉。
因此咱们采纳此方案。
（3）CPU模块
方案一：
采纳ATMEL公司的AT89C51作为系统操纵器的CPU方案。
单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，能够用软件编程实现各类算法和逻辑操纵，而且由于其功耗低、体积小、技术成熟和本钱低等优势，使其在各个领域应用普遍。
方案二：
采纳TMP87PS38N来完成设计。
该CPU有静音操纵端，和待机操纵功能。
能够专门好的实现咱们实习要求，而且设计起来比较容易，因为这些元件是咱们比较熟悉。
因此咱们采纳此方案。
系统各模块的最终方案
通过认真分析与综合论证，咱们选择的系统各模块的最终方案如下：
（1）电源模块：
采纳集成三端稳压LM7815供电。
（2）功放模块：
采纳TDA7057AQ设计的集成功放。
（3）CPU模块：
采采纳TMP87PS38N来完成设计。
整体原理图
系统整体框图
电路总框图
系统的硬件设计与实现
一、电源
咱们采纳7805，7815稳压，产生咱们所需要和5V，15V电压，一边是给CPU供5V，一边给功放15V的电压。
2.电路设计；
本电路的优势：
扩流管是NPN型的来源丰硕，易患，稳压性能稍差，可是知足一样要求。
缺点，输出电压的稳压性能稍差，缘故是，如此扩流后，稳压器的取样电路不在输出端！
当负载电流大于三端可集结成稳压器标称电流值时，可用扩流的方法来解决。
电源电路的功能分析：
（1）电源变压器：
是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的转变由副边电压确信。
（2）整流电路：
利用单向导电原件，把50HZ的正弦交流电变换为脉动的的直流电。
在此电源电路中是采纳桥式整流电路.
（3）滤波电路：
滤波电容1C4能够将整流电路输出电压中的交流成份大部份加以滤除，从而取得比较滑腻的直流电压。
（4）稳压电路：
稳压电路的功能是使输出的直流电压稳固，不随交流电网电压和负载的转变而转变。
（5）扩流电路：
图中所示的电路，是用NPN型大功率管来扩流的实例。
LM7815只提供1A电流，这时一只2SD1427可提供负载5A电流，输出端约可提供5A电流，能够知足负载要求。
这时，两只二极管起隔离作用，两只或多只大功率管并联也可将电流扩至更大。
（6）待机开关电路：
此电路要紧由1Q2、1Q3组成，CPU的7引脚输出代待机操纵电压，正常工作时，7引脚输出低电平，对电源电路不产生阻碍。
在待机时，7引脚输出高电平，送至电源电路，使Q3导通，Q3导通后Q2就会截止，使电源处于待机工作状态。
在电路中利用到的变压器为20V/250V,经桥式整流后的电压为1.2*20=24V,电路中1C5的耐压值为30V，经7805和7815稳压后取得的电压别离为5V、15V。
7805和7815芯片，1引脚是输入，2引脚接地，3引脚表示输出。
220V交流电通过电源变压器变换成交流低压，再通过桥式整流电路桥堆1VD1和滤波电容1C5的整流和滤波，在固定式三端稳压器和LM7815的Vin和GND两头形成一个并非十分稳固的直流电压（该电压常常会因为电压的波动或负载的转变等缘故此发生转变）。
此直流电压通过LM7805和LM7815的稳压和C12的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳固度好的直流输出电压。
本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路的电源。
三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路，以其体积小、本钱低、性能好、工作靠得住性高、利用简捷方便等特点，成为目前稳压电源中应用最为普遍的一种单片式集成稳压器件。
电源电路图
电源电路PCB板—TOP
电源电路PCB板—down
二．功放电路设计
（1）TDA7057AQ介绍
TDA7057AQ是飞利浦公司推出的双声道功率放大器，内含前置放大器、功率放大器、音量操纵电路、过酷爱惜等电路，它具有以下一些要紧特点。
（1）BTL功放放大器，与扬声器直接连接，无需藕合电容。
（2）具有按对数曲线转变的直流音量操纵电路，操纵范围达73dB。
（3）具有较宽的电源供电范围：
4.5~18V。
（4）额定电压增益为40dB，输出功率可达2×7W（Vcc=15V时）。
（5）各引脚具有防电火花爱惜功能。
（6）含酷爱惜和输出负载爱惜电路。
TDA7057AQ为BTL立体声（双声道）音频功率放大器，具有较宽的电源电压范围（4.5V~18V），它也可用在多功能的音响设备及电视机中。
TDA7057AQ的额定电压增益为40dB。
TDA7057AQ内部具有按对数曲线转变的直流音量操纵电路，可实现两路音频信号放大的单独调整，操纵范围可达73dB，当直流操纵电压低于0.4V时，放大器静音。
有输出负载爱惜电路，所有脚位均有防电火花爱惜功能，芯片还具有低功耗高频辐射低的特点，工作热稳固性好！
序号
符号
功能
直流电压（V）
序号
符号
功能
直流电压（V）
1
Volume1
音量控制
0.4~1
8
OUT（+）
同相输出端
7~8
2
空脚
0
9
GND
接地
0
3
INPUT1
信号输入端
（1）
1
OUT（-）
反相输出端
（2）
7~8
4
Vp
电源供给端
15
11
OUT（-）
反相输出端
（1）
7~8
5
INPUT2
信号输入端
（2）
12
GND
接地
0
6
GND1
接地
0
13
OUT（+）
同相输出端
（1）
7~8
7
Volume2
音量控制
0.4~1
功率放大电路，要紧由双声道音频功率放大器TDA7057AQ及其外围元件组成，输出的左右声道音频信号，经内部处置放大，输出L+R左、右声道各6W左右音频信号，输入到左右声道扬声器工作，最终还原成声音。
左右声道音频信号经2C13和2C14耦合送入TDA7057AQ第（3）和（5）脚。
伴音功放的工作电压为+15V，左右声道音频信号经IC内部功率放大、直流音频操纵、静音操纵等电路，最后由TDA7057AQ第（13）、（11）脚输出L左声道音频信号到左声道扬声器2BL1，而IC（8）、（10）脚输出R右声道音频信号到右声道扬声器2BL2，还原出伴音信号。
3、消音静噪
（1）、切换消音
当待机与恢复等信号切换操作时会产生一刹时难听的冲击噪音，避免这种噪音显现的方式是在切换全进程中都必需对音频输入信号进行消音，由MUTE作出的消音程序。
要紧通过TMP78PS38N经内部音量操纵电路工作，使功放在待机与恢复等信号切换操作时都会产生一刹时操纵电平，由TMP78PS38N第（59）脚输出大约0.35V左右，送到伴音功放TDA7057AQ第
（1）、（7）脚，经功放IC内部直流音频电路操纵和静音电路工作，切断TDA7057AQ第（13）、（11）脚和（8）、（10）脚输出左右声道音频信号到扬声器，达到消音的目的。
（2）、开关机消音
当以主电源开关作关机时，由于MCU预先得不到关机信息，不能MCU软件操纵消音功能，因此必需通过硬件外围静音电路来完成。
本机消音电路它由2VT一、2D一、2C11等组成。
在彩色电视机正常有声音输出的情形时，TMP78PS38N第（5）、（6）脚输出大约0.4~1.2V直流电平，送到伴音功放TDA7057AQ第
（1）、（7）脚，经功放IC内部直流音频电路操纵伴音功放电路输出正常声音的大小。
同时正常工作时电源产生+15V直流电压，经2D1钳位到2VT1发射极为15V左右，而2VT1的基极经2R8连接到15V，在开机刹时后基极电压也相似15V左右，因此2VT1被截止，集电极无高电平输出驱动2VT二、2VT3的基极，因此2VT二、2VT3也截止，对伴音功放TDA7057AQ第
（1）、（7）脚没阻碍作用。
当开、关机刹时+15V电压未稳固到15V和15V突然掉电，2VT1发射极有2D1钳位爱惜，使15V对它无阻碍，只有对2VT1基极有阻碍，现在2C11已在电视机正常工作已经被充满点，此刻对2VT1发射极放电，恰好2VT1基极掉电，使2VT1发射极—基极的PN结导通，而2VT1就导通集电极输出高电平，驱动2VT二、2VT3饱和导通，而2VT二、2VT3的饱和导通使集电极和发射极相当于一个闭合开关，因2VT二、2VT3发射极直接到地，因此2VT二、2VT3的集电极和连通的TDA7057AQ第
（1）、（7）脚到地，直流音频操纵为0电平，经功放IC内部直流音频电路操纵，使伴音功放电路无音频到扬声器，达到静音的目的。
4、静音操纵
要紧通过TMP78PS38N第（4）脚输出MUTE静音操纵电平，驱动2VT二、2VT3饱和导通，而2VT二、2VT3的饱和导通使集电极和发射极相当于一个闭合开关，因2VT二、2VT3发射极直接到地，因此2VT二、2VT3的集电极和连通的TDA7057AQ第
（1）、（7）脚到地，直流音频操纵为0电平，经功放IC内部直流音频电路操纵，因此无音频信号输入到伴音功放电路，达到静音操纵目的。
五、音量操纵
要紧通过TMP78PS38N经内部直流音频操纵电路工作，使TMP78PS38N第（5）、（6）脚输出大约0.4~1.2V直流音量操纵电平，送到伴音功放TDA7057AQ第
（1）、（7）脚，经功放IC内部直流音频电路操纵伴音功放电路输出正常声音的大小，使扬声器输作声音取得操纵。
2．功放电路原理路
功放电路PCB板—TOP
功放电路PCB板—DOWN
三、CPU的引脚功能分析：
Cpu4引脚为静音操纵端，静音操纵电压送至功放电路，在正常情形下，4引脚输出低电平，功放电路处于正常工作状态，扬声器有声音输出；在调谐状态、无信号状态或按遥控器上的静音键后，4引脚就会输出高电平，从而使功放电路处于静音状态，扬声器无声音发出。
CPU的五、6引脚为音量操纵端，
CPU的7引脚输出代待机操纵电压，正常工作时，7引脚输出低电平，对电源电路不产生阻碍。
在待机时，7引脚输出高电平，送至电源电路，使电源处于待机工作状态。
现在，电源处于弱振荡状态，+5电压约下降一半，扫描电路停止工作。
CPU的31和32引脚外接8kHz振荡网络，以产生8kHz基准时钟。
基准时钟送至相位检测器，在相位检测器中，基准时钟与时钟振荡器送来系统时钟进行比较，并产生误差电压，再由18引脚外接的环路滤波器进行滤波处置，将误差电压转换为直流电压，进而锁按时钟振荡器的振动频率，这种锁相操纵方式能有效的提高系统时钟的频率稳固度。
8kHz的基准时钟还要用来对字符时钟进行锁相操纵。
CPU的42引脚为供电端子，采纳+5V电压供电，许诺有0.5v的误差，假设供电电压高于5.5v或低于4.5v，CPU就难以稳固工作，乃至停止工作。
CPU的33引脚为复位端子，外接复位电路，属低电平复位方式。
复位电路能确保CPU在供电电压上升进程中不工作，以避免发生误动作，而待机电电压上升至正常至正常值后，再工作。
复位电路的工作进程是：
刚开机时，+5V电压还未上升到足够值，3v1截至，3vd1也截至，集电极输出低电平，CPU开始复位，各输出端口清零。
当+5V上升到稳固值后，3vd1导通，3v1饱和，33引脚变成高电平，系统复位终止，CPU开始工作。
CPU的35引脚为红外遥控指令输入端，与红外接收器相连。
红外接收器将接收到的红外遥控信号进行放大和解调后，送入35引脚，由CPU对遥控信号进行译码处置。
CPU的1和42引脚接地。
CPUPCB——TOPCPUPCB——DOWN
四．料表
序号
名称
规格
数量
单位
备注
1
电源PCB板
1
pcs
2
变压器
20V
1
pcs
1T1
3
玻璃管保险丝
0.2A/220V
1
pcs
1F1
4
瓷片电容
104pf/50V
4
pcs
1C1,1C2,1C3,1C4
5
电解电容
2200uf/35V
1
pcs
1C5
6
电解电容
100uF/10V
1
pcs
1C6
7
电解电容
100uF/220V
3
pcs
1C7,1C8,1C9
8
电解电容
47uFV10V
1
pcs
1C10
9
电解电容
47uF/20V
1
pcs
1C11
10
二极管
1N4148
2
pcs
1D2、1D3
11
二芯排插座
2.0mmPITCH2-PIN
1
pcs
1P1
12
桥堆
IN4007（4）
1
pcs
1VD1
13
三端稳压
'lm7805
1
pcs
IC1
14
三端稳压
'lm7815
1
pcs
IC2
15
三极管
2SD1427
1
pcs
1Q1
16
三极管
2SD1445
2
pcs
1Q2,1Q3
17
四芯排插座
2.0mmPITCH4-PIN
1
pcs
1P2
18
碳膜电阻
1/4W-300
2
pcs
1R1,1R3
19
碳膜电阻
1/4W-1K
1
pcs
1R2
20
21
功放PCB板
1
pcs
22
集成电路
'TDA7057AQ
1
pcs
2IC1
23
瓷片电容
2700P/50V
2
pcs
2C8,2C5
24
电解电容
470uF/16V
3
pcs
2C2,2C6,2C11
25
电解电容
1uF/16V
4
pcs
2C7,2C10.2C13,2C14
26
电解电容
2
pcs
27
电解电容。
1
pcs
2C1
28
电解电容f
1
pcs
2C9
29
二极管
IN4148
2
pcs
2D1,2D2
30
二芯排插座
2.0mmPITCH2-PIN
1
pcs
2P1
31
二芯排插座
'2.0mmPITCH2-PIN
2
pcs
2P1,2P2
32
三极管
9014C
2
pcs
2VT2,2VT3
33
三极管
9012
1
pcs
2VT1
34
三芯排插座
'2.0mmPITCH3-PIN
1
pcs
2P3
35
碳膜电阻
1/4W-22K
4
pcs
2R4,2R5,2R6,2R11
36
碳膜电阻
1/4W-10K
4
pcs
2R7,2R9,2R10,2R13
37
碳膜电阻
2
pcs
2R3,2R12
38
碳膜电阻
1/4W-4K7
1
pcs
2R8
39
碳膜电阻
1/4W-1K
2
pcs
2R1,2R2
40
扬声器
8Ω/10W
2
pcs
2BL1,2BL2
41
42
CPU板
1
pcs
43
集成电路
'TMP78PS38N
1
pcs
CPU
44
瓷片电容
100pF/50V
1
pcs
3C1
45
瓷片电容
33P/50V
2
pcs
3C4,3C5
46
电解电容
2
pcs
47
二芯排插座
2.0mmPITCH2-PIN
1
pcs
3P1
48
接收头
PIC-12043TM2/PIC-26043TM2
1
pcs
3OPT1
49
晶振
8MHZ
1
pcs
3Y1
50
三极管
9014C
1
pcs
3V1
51
四芯排插座
2.0mmPITCH4-PIN
1
pcs
3P2
52
碳膜电阻
1
pcs
3R1
53
碳膜电阻
1
pcs
3R2
54
碳膜电阻
1
pcs
3R3
55
碳膜电阻
1/4W-470
1
pcs
3R4
56
碳膜电阻
1/4W-1K
2
pcs
3R5,3R6
57
稳压管
1
pcs
3VD1
六、心得体会
历时两周的课程设计终止了，我深刻体会到了自己知识的匮乏。
我深深的感觉到自己知识的不足，自己原先所学的东西只是一个表面性的，理论性的，而且是理想化的。
全然不明白在现实中还存在有很多问题。
设计一个很简单的电路，所要考虑的问题，要比考试的时候考虑的多的多。
因此，一开始，我碰到了很多麻烦。
通过教师和同窗们的帮忙，我渐渐的有了眉目。
如此，在专门大程度上提高了我考虑问题的全面性。
设计电路，还要考虑到它的前因后果。
什么功能需要什么电路来实现。
另外，还要考虑它的可行性，有效性等等。
如此，也提高了我的分析问题的能力。
原先，咱们学习的电路只是一个理论知识，通过这次实习。
使我的理论知识上升到了一个实践的进程。
同时在实践中也加深了咱们对理论知识的明白得。
另外，这次实习不仅使我的电学知识有一个专门大的提高，而且还使我学到了许多其他方面的知识。
比如，在运算机上制图，提高了我的动手能力。
总之，通过这次实习，不仅使我对所学过的知识有了一个新的熟悉。
而且提高了我考虑问题，分析问题的全面性和动手操作能力。
使我的综合能力有了一个专门大的提高。
因此，在那个地址，我超级感激列位教师的耐心辅导和同窗们的热心帮忙。
我忠心的感激列位教师，你们辛苦了！
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