带电平显示的音频功率放大器.docx

1、带电平显示的音频功率放大器 电子系统设计报告课程名称： 带电平显示的音频功率放大器 系 部： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 完成时间： 报告成绩： 评阅教师 日期 电子系统设计报告一. 设计要求带输出电平指示的小功率立体声音频放大器：输出功率为2x0.2W的音频立体声功率放大器。（1）带34级输出音频电平LED指示灯，用LED指示灯指示电压的大小。（2）负载电阻10，供电电压小于10V，输入信号电压50mV有效值。（3）满功率输出效率不低于45. 二方案选择及电路的工作原理方案一：音频功放模块用集成芯片TDA2822M。 TDA2822集成电路具有静态电流小、交叉失真小，电路简

2、单、音质好、电压范围宽等特点，可组成双声道BTL电路。电平显示模块用LM324可以实现，LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。方案二：音频功放模块通过LM386实现。LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。静态功耗低，约为4mA，可用于电池供电。工作电压范围宽，4-12V or 5-18V。外围元件少。电压

3、增益可调，20-200。低失真度。电平显示模块同方案一。方案确定：音频功放必须为双通道，由于使用LM386会使电路中元器件更多（主要是耦合电容，滤波电容，以及电阻数量的相对增加）,而TDA2822可以实现双通道功放，所以音频功放模块使用一片TDA2822m芯片（用LM386需要两片，所以放弃，原因前面已经介绍）。电平显示模块则通过使用LM324设计成比较器，通过功放输出信号与原先设置好的不同参考电压进行比较（即通过运放同向与反向输入端电压比较），运放输出端则连接发光二极管，如果功放输出比设置的电压大，则功放输出驱动发光二极管点亮。因为设置的电压为四个不同的值，所以四个运放的输出也不同。由点亮的

4、LED个数则可判断功放输入信号的大小。二. 单元电路设计与元器件的选择1.功率放大器：主要采用8脚封装的TDA2822M小功率放大电路，双声道放大。 9V供电时，去负载8Ohm扬声器做负载，理论功率为1W，实验使用两个8欧姆扬声器做左右声道。 功率放大器采用集成，把前置放大电路输出的信号进一步放大，以驱动负载扬声器工作，使其发出声响。左扬声器功率放大TDA2822M 结构框图：MP3音源输入 L MP3音源输入 R右扬声器拟定电路图：2.电平显示电路：用运算放大器LM324（做比较器用）来实现实验要求，即通过基准电平对电压进行分配，然后再通过放大比较器对输入交流信号 进行判断，当达到所需电压时

5、各灯一次亮，这种方法结构简单，容易理解，误差较小。结构框图：拟定电路图：三. 设计的具体实现1.系统概述 系统总体框图如下：输入 1）功率放大器： 主要采用8脚封装的TDA2822M小功率放大电路，双声道放大。 6V供电时，去负载8Ohm扬声器做负载，理论功率为1W，实验使用两个8欧姆扬声器做左右声道。 功率放大器采用集成芯片TDA2822进一步放大，以驱动负载扬声器工作，使其发出声响。2）电平显示电路：用运算放大器LM324（做比较器用）来实现实验要求，即通过基准电平对电压进行分配，然后再通过放大比较器对输入交流信号进行判断，当达到所需电压时各灯一次亮，这种方法结构简单，容易理解，误差较小。

6、通过功放输出信号与原先设置好的不同参考电压进行比较（即通过运放同向与反向输入端电压比较），运放输出端则连接发光二极管，如果功放输出比设置的电压大，则功放输出驱动发光二极管点亮。因为设置的电压为四个不同的值，所以四个运放的输出也不同。由点亮的LED个数则可判断功放输入信号的大小。2单电路设计、仿真与分析（一)、 功率放大器： （1）电路原理分析：A、功率放大电路部分采用集成IC功率放大器TDA2822M。负载使用两个8欧姆扬声器，每个最大输出功率为1W。B、左右声道两信号通过输入端输入，10K滑动变阻器调节音量平衡，另外两个小电阻缓解声音变化。从1脚和3脚输出。5脚和8脚为反馈端，确定响应频率的

7、下限。输出端1微法电容和4.7欧姆电阻串联，作用是输出滤波，防止自激，提高音质。C、单个输出端功率： 效率： （2） TDA2822M引脚特征 （3）TDA2822M原理图 （4）TDA2822M参数表 由表中可知，当供电电压为9V，负载为8 Ohm时候，输出功率为1W，所以实验采正负9V直流供电，双声道输出，额定功率为2W。（二）电平显示电路：1）电路原理分析 每一组运算放大器有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，

8、表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。根据lm324原理将实验器材连接成上面拟定的电路原理图，根据调节输入信号的大小，改变电路中各个节点的电位，由于电路为分压电路，即改变使4个LED分别在1.2v 2.4v 3.6v 4.8v启亮。（输出端串接电阻为保护电阻）达到控制电路的目的。2）LM324引脚特征：3）电路原理图3电路的安装与调试将电路中各个元器件焊接后，接上电源进行调试。音频功放部分输入正弦信号，通过示波器读取输出信号波形，无失真且有放大作用。电平显示模块通过接入一个6V电压源接着， 串联 5个1K欧的电阻，如图将串连结点中的4个 以分压试的接法分别接入LM324的 4个负极输入

9、端。再在4个输出端口分别接4个0.5K欧的保护电阻，并分别在保护电阻后分别接入4个LED，再将4个LED接地。 接6V电压， GND接地。最后将lm324的4个正极输入端全部用导线连起来 接一个Ui作为控制信号。通过调解Ui的大小使4个LED 分别在1.2V 2.4v 3.6v和4.8v 分别亮起（也就是说当Ui达到1.2V时亮一个，2.4v时再亮一个的同时前面的LED不会熄灭，以此类推直到4个LED在4.8V时全部亮起）。当输入音频信号的Vpp为15mv时，功放输出约为1.4，一个LED亮；当输入音频信号的Vpp为26mv时，功放输出约为2.6V，两个LED亮；当输入音频信号的Vpp为约为3

10、9mv时，功放输出约为4.2V，三个LED亮；当输入音频信号的Vpp为55mv时，功放输出约为5.6V，四个LED亮。制作过程中遇到的问题主要为一些焊接上的工作没做好，经过多次调试问题都一个个解决了。五心得体会及建议经过这次的实验，我们感触颇深，比如在整个电路设计的过程中，我们遇到了很多困难：首先是自己找资料，通过书籍网络的帮助，设计一个原理完全正确的电路。再者就是protel软件的学习，通过书籍以及视频，我们很快就掌握了电路原理图以及PCB的制作。制板由于有老师以及实验室同学的指导、帮组，很快就完成了。而调试是设计中非常重要的环节，需要耐心的检查以及分析。一个个设计上的关卡，通过自己的学习，

11、一个个突破，制作过程中的乐趣非常深刻。通过这次电子设计我们认识到了自己的不足。平时只有在课堂上听老师讲解相关的知识，学到的东西大概就局限在作业以及考试中的题目。在学习电子系统设计这门课程之前我们的动手能力还很欠缺，但是通过这一次带电平显示的音频功率放大器的制作，我们亲身体会到了实践的重要性。而作品的制作为两个人一组，这意味着是对我们的团队能力的培养。总而言之，电子系统设计让我们的能力得到很好的提升！六附录电路电子元件清单报告题目带电平显示的音频功率放大器实验工具电路板一块、电铬铁一个、松香、导线若干（用于接电源）、学生电源，插针若干。电路元件品名数量性能参数电容30.1uF电容3470.0uF电容2100uF电阻210K电阻41K电阻4510LED4TDA2822m1LM3241七参考文献1 茅于海：漫谈音频D类放大器J.电子技术应用，2006（5）。2 童诗白：华成英:模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社.2001。3 姚福安：音频功率放大器设计，山东大学学报，2003年06期。4 牟小令：高效率音频功率放大器，西南师范大学学报，2003年01期。5 张 平：关于音频功率放大器的应用，安阳大学学报，2002年02期。6 曾广兴：现代音响技术应用，广东科技出版社，1997年3月。7 方佩敏：音频功率放大器，电子世界，2003年08期。