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