数控音频放大电路报告综述.docx
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数控音频放大电路报告综述
课程设计报告
课程名称：
电子技术应用课程设计
设计题目：
数控音频放大电路_
专业班级：
11电气一班____
设计者：
_
学号：
____
指导老师：
______
设计所在学期：
2013-2014学年第一学期
设计成绩：
____________________
广州大学
机械与电气工程学院
二0一二年十月八日
数控音频放大器设计报告
一、选题的目的和意义、课题选择的依据
●完成课程设计，提高动手能力，应用数电模电的能力，加深对数电模电学习的应用，把理论知识用于实际。
●建立对各种芯片、各种器件的认识，能基本懂得如何看手册以及设计电路。
●提高同学们的焊接水准。
●发挥同学们自己的创造力。
二、系统设计功能简介，本设计已实现功能
根据设计，电路需要完成以下的几种功能：
●前置运放，需要在不引入其他干扰的情况下，对信号源进行初级的放大。
●后级运放，要对前级运放进一步的放大，能够驱动更大功率的喇叭。
●要对播放器进行音量调节，能从0-7级。
能够从低到高。
在这些情况下，能够把音频放大到自己需要的声音，而且不失真。
●有独立电源，可以供电给整个系统使用
三、创新性、实用性和课题特点
现而今的电子产品已经趋向于自动化，人工智能化方向发展，人们想电子产品在满足其基本需要时，能具备智能化、人性化的体现。
因此，在这样的市场需求下，电子产品发展已向智能化、人性化方向发展。
在这个大趋势的推动下，本系统在设计方面也加入了一些比较人性化的设计，如可视化音量级别，与数控音量调节。
也许正是一个经常可以看到的简单功能，但这却是一个具有创新性意义的代表功能。
以前播放机制，是用一个简单的电位器来调节的，基于以前技术的相对落后，与材料的缺乏。
电位器不是为一个很好地解决方案，但是电位器调节使得使用者对于使用系统，不能有一个比较形象的音量理解，看见的却是电位器指针的位置。
但是可视化的音量显示能让使用有一个形象而且具体的了解，这更好的帮助使用者直观地准确地提高到某一个音量级别，当然这个是在音量级别的级差做得尽量小的时候最能体现出来。
虽然本系统设计未能达到级差细化，但却是数控音量调节的原理体现。
再者，数控音量调节是，数电信号转换成模电信号的又一个重要体现。
数模转换是有智能化控制中必不可少的一个环节，也是实现智能化控制执行机制的前级。
因此，这些设计具有创新性意义。
但是，在具有创新性同时，不乏接近现实的实用性。
本系统属于小型电路，设计使用对象是要求相对较低的家用音响。
且零件花费相对较低，因此本设计能进入音频播放的大多数领域，普及到大大小小，各种各样的设备。
四、总体方案选择的论证
1.因为按钮的机械震动问题，所以使用了用ne555设计的单稳态电路，配合电阻电容的参数来避免这个问题。
2.用4位双向计数器（74ls191）以及数码管译码器（74ls48）用以显示所选择的放大倍数，计数器跟模拟开关的配合从而选择参考电阻，从而可以控制运放的放大倍数。
3.使用运算放大器LM324，把音频信号放大。
4.使用功率放大器TDA2822，把运算放大器的音频放大后，用以驱动扬声器。
5.使用变压器，经过整流滤波稳压后得到一个理想的电压，用以供电。
6.以上的电源供电使用15V供电，使用电源中间抽头方案解决负电源的问题。
7.电源方案使用Lm317、Lm337双向可调稳压方案。
五、系统框图
系统框架图如下图所示：
六、实施方案说明
设计电路，查看资料，画出接线图，买元器件。
一部分一部分的焊电路，调试通过才焊接其他部分。
首先从555单稳态电路开始焊起，由于粗略看了一下电路图觉得很简单没有布图就动手焊了，结果代价是惨重的。
多了很多不必要的跳线。
之后在动手焊之前，都会先布好线。
所以一块板子焊的好不好，经验真的很重要。
接着是是数字部分电路的焊接，因为这部分所占面积比较大，所以布图很重要。
在焊接的过程中，发现要留有一定的空间余量，否则很容易把其它线路堵死。
然后就是运放与功放电路了，安排功放电路的布局的时候，要先考虑散热片的位置摆放，安排好后，在板上画上范围，防止焊接的时候元件焊接到散热片的位置。
按照图焊接好了以后，就装上散热片，因为功放芯片发热比较厉害，所以选用比较大的散热片。
最后独立电源的制作，电源制作一定要谨慎，因为电源直接接触220V交流电，一不留神很容易出现事故。
这次的焊接是比较顺利的，每制作好一部分的时候会先进行检测，最后再接上电源。
检测的过程中会发现一些虚焊的现象，但是最后在万能的万用表叔叔的监测下都捕住了漏网之虚焊。
就是元件的布局和元器件的购买不够等等问题，而耽误了一些时间。
焊完之后，觉得很有成就感。
七、总电路图
八、系统实现的基本原理以及电路原理：
1.单稳态电路原理（使用NE555制作）：
定时时间为t=1.1RC，通过调节R2以及C2的大小可以调节单稳态的延时时间。
2.反相器（74ls04）：
反相器的作用主要是用于把单稳态电路的信号反相，从而产生适合计数器计数的时钟信号。
3.十六进制计数器（74ls191）：
74ls191用于对按钮次数的计算，并通过译码把所对应的二进制数输出到其他设备。
在这里的第五脚（~U/D），接地是加计数，如果接上拉电阻则是减计数，这个功能可以由一个开关控制实现。
不过经过实验所得，上拉电阻是必须的，如果直接接电源正极，那么会出现转换计数方式时候出现计数错误。
4.七段数码管译码器（74ls48）
通过计数器74ls191译码的信号输入到数码管译码器，从而驱动8段一位的数码管，显示我们所选择的放大倍数。
5.模拟开关（CD4051）
计数器（74ls191）输出的信号，输入到模拟开关中，选择所需要的电阻阻值，连接到运算放大器的相应位置中，从而实现控制放大倍数的目的。
6.音频口输入及运算放大器部分（LM324）：
通过改变模拟开关所选择的电阻，可以调节lm324的放大倍数，把音频接口输入信号放大。
7.功放部分（TDA2822）：
使用双声道功率放大器TDA2822，驱动两个喇叭。
8.电源部分：
使用变压器组成电源供电。
使用稳压芯片Lm317、LM337稳压
9.电压比较器（LM339）
电压比较器用于声音检测。
主要原理跟运放差不多。
九、系统运行的结果和现象
1.按动按钮，声音能随着按动次数而随之变化，数码管也能显示所选择的音量级数。
2.声音检测部分能随着音量的大小而随之韵动。
3.使用示波器观察功放以及运放的波形，在最大音量的时候不失真，有点失真，波形跟随自然。
4.使用万用表测量电阻、电压、电流以及电路的通断等
5.使用示波器调试功放的输入输出的失真程度。
一开始的时候失真的就是方波，后来调节一下就能输出一个很好的波形。
九、元器件列表清单
元器件名称
规格数量
CD4051
1
lm317稳压芯片
1
lm337稳压芯片
1
lm339
1
74ls191
1
lm324
1
74ls04
1
Ne555
1
CD4511
1
TDA2822
1
数码管
1
发光二极管
6
整流桥
1
10K滑动变阻器
7
Mic
1
喇叭
1
音频输出孔
2
音频线
1
220V-~15V变压器
1
按钮
1
极性电容
220ufx1
470ufx5
10ufx4
瓷片电容
103x2
104x5
105x2
电阻
1KΩx5
0Ωx10
10KΩx15
4.7Ωx2
十、用户使用方法指南
1、首先，连接好音频线。
2、接上电源。
3、播放音乐。
4、按动控制面板上的按钮，可以控制音量的加减
5、使用时，应放置在宽阔的地方，方便散热，可以的话，用风扇辅佐散热。
十一、问题讨论
音量检测部分做出来了，供电的时候发现4个LED灯全亮，且不可又相关的滑动变阻器调节，查了线路，没有发现错误。
各元器件也没有损坏，希望可以找到问题，使该部分可以正常工作。
十二、参考文献
[1]阎石.数字电子技术基础.北京：
高等教育出版社，2006.5[2]童诗白，华成英.模拟电子技术基础.北京：
高等教育出版社，2006.5
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