功率放大器的模电课程设计.doc

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1、目 录1 课程设计的目的11.1 课程设计的目的11.2 课程设计的意义12 课程设计的任务与要求32.1 设计任务及主要技术指标32.2 设计要求43 设计方案与论证43.1 电源方案43.2 设计方案54 设计原理及功能说明65 单元电路的设计66 硬件的制作与调试76.1 元器件安装的具体要求76.2 安装过程86.3 调试86.4 总结电路方案优缺点97 总结9参考文献11附录1：总体电路原理图12附录2：元器件清单131 课程设计的目的1.1 课程设计的目的模拟电子技术是一门实践性很强的课程，加强工程训练，特别是技能的培养，对于培养工程人员的素质和能力具有十分重要的作用。在模拟电子信

2、息类本科教学中，课程设计是一个重要的实践环节，它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容。通过课程设计要实现以下两个目标：一、初步掌握模拟电子线路的设计、组装及调试方法。即学根据设计要求，查阅文献资料，收集、分析类似电路的性能，并通过组装调试等实践活动，使电路达到性能要求；二、课程设计为后续的毕业设计打好基础。毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际方面，运用已学过的分析和设计电路的理论知识，逐步掌握工程设计的步骤和方法，同时，课程设计报告的书写，为今后从事技术工作撰写科技报告和技术资料打下基础。1.2 课程设计的意义在设

3、计一个模拟电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选择，然后对方案中的各部分进行单元电路的设计、参数计算和器件选择，最后将各部分连接在一起，画出一个符合设计要求的系统电路图。一、明确系统的设计任务要求对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性能、指标、内容及要求，以便明确系统应完成的任务。二、方案选择把系统要完成的任务分解为若干个单元电路，并画出一个能表示各单元功能的整机原理框图。方案选择的重要任务是根据掌握的知识和资料，针对系统提出的任务、要求和条件，完成系统的功能设计。在此过程中要敢于探索，勇于创新，争取方案的设计合理、可靠、经济、功能齐全、技术先进。并且对方案要不

4、断进行可行性和优缺点的分析，最后设计出一个完整框图。三、单元电路的设计、参数计算和器件选择根据系统的指标和功能框图，明确各部分任务，进行各单元电路设计、参数计算和器件选择。1. 单元电路的设计单元电路是整机的一部分，只有把单元电路设计好才能提高整机设计水平。每个单元电路设计前都需明确本单元电路的任务，详细拟订出单元电路的性能指标，与前后级之间的联系，分析电路的组成形式。具体设计时，可以模仿成熟的先进的电路，也可以创新或改进，但都必须保证性能要求。而且，不仅单元电路本身要求设计合理，各单元电路间也要互相配合，注意各部分的输入、输出信号和控制信号的关系。2. 参数计算为保证单元电路达到功能指标要求

5、，就需要用电子技术知识对参数进行计算，例如振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。计算参数时，同一个电路可能有几组数据，注意选择一组能完成电路设计功能、在实践中真正可行的参数。3. 器件选择（1）阻容元件的选择注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。（2）分立元件的选择包括电阻、电容等。根据他们的用途分别进行合理选择。（3）集成电路的选择根据电路功能、性能指标选择集成电路。注意集成电路的功耗、电源电压、工作速度是否满足设计要求。通过查阅有关设计手册，进行元器件的选择。四、电路图的绘制电路图通常是在系统框图、单元电路设计

6、、参数计算和器件选择的基础上绘制的，它是电路组装、调试和维修的依据。绘制电路图时，注意以下几点：（1）元器件布局合理、排列均匀、图面清晰、便于阅读。（2）注意信号流向。一般从输入端或信号源开始，由左至右或上至下按信号的流向依次画出各单元电路，而反馈通路的信号流向则与此相反。（3）图形符号标准，适当标注。（4）连线应为直线，尽量少交叉和折弯。2 课程设计的任务与要求2.1 设计任务及主要技术指标根据技术指标和已知条件，选择合适的功放电路，本设计应选用TDA2822芯片选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理（用Multisim软件完成

7、仿真）。2.2 设计要求本次设计首先在众多集成功率放大器中选出符合设计要求且工作性能较佳的集成芯片，我们选用的是TDA2822它的作用是将输入音频信号放大，带动音响系统。基于TDA2822的小功率集成功放，是一块低电压、低功耗的立体声功放。其中的主要部件TDA2822集成芯片，工作电压宽，从3-12V皆可以正常工作，输出功率有1W*2，可以满足一般个人小音箱的需要。器电路简单易成，外围零件少，成本低。注意的一点是：虽然TDA2822的工作电压最高可以达到15V，但建议不要超过12V，否则容易烧毁芯片，最低工作电压可达2.5V，但不宜太低，否则会影响音质。一般取6-9V为佳。该功放应用于各种低功

8、率小音箱，放大一些我们日常生后经常接触到的如MP3、MP4，电脑等音频设备，应用领域特别广泛。3 设计方案与论证3.1 电源方案TDA2822音频放大器由电源部分和功放部分组成，如下图所示，它由9V稳压电源供电，由TDA2822、耦合电容、电阻组成功放电路。（一）方案选择与论证：本次课程设计中，电源电路采用两种设计方案，功放采用双声道输入电路电源：方案一：LM7809稳压电源电路：图3-1 9V直接稳压电源其中C1=2000uF C2=0.33uF 输出电压9V 优点：成本低，体积小，简便可靠，稳压效果好。 缺点：TDA2822可工作的电源范围广，达312V，此电源方案只能提供9V左右的电压，

9、不能更好的测试音频放大器的功能。方案二：9V电池优点：方便携带，经济。综合以上优缺点，选择9V电池块可轻便携带，可随时为TDA2822功放系统提供电源。3.2 设计方案方案一：采用锁环频率合成技术，先用锁相环频率合成产生一定范围的频率，再通过器把接收到的频率信号转化音频信号，再通过低通滤波器把频率控制在音频所需要的频率范围。它的优点是工作频率可调也可达到很高的频率分辨率；缺点是要求使用的滤波器通带可变，实现很困难。方案二：直接采用TDA2822芯片，方便稳定。通过对方案的比较和选择，选择第二个方案有如下原因：首先这个方案它涉及简单可靠，软硬可相互补充各自的缺点，同时音响效果也比较好，方案二能利

10、用TDA2822集成功放芯片进行模拟仿真能够完成计算机调试过程，减少在制作过程中的麻烦。4 设计原理及功能说明 功放由一个功放插口电路和TDA2822放大电路以及电源供电电路三大部分组成。放大电路由TDA2822组成，它的作用是将输入音频信号放大，带动音响系统。信号从传入TDA2822芯片中，经功率放大后输出，去推动扬声器发声。信号芯片推送功放电源 图4-1 电路整体框图5 单元电路的设计由TDA2822组成的OTL电路（双声道）如图5-1电路采用同相输入方式，两声道各自独立，电阻R3、R4分别连接TDA2822内部差动放大器PNP管基极，建立静态电流通路。C6、C7外接电解电容隔直通交，给取

11、样电阻到地之间提供交流通路。输出耦合电容取值220uF470uF，负载两端并联RC滤波电路，用于滤除音频信号中的高频噪声信号。最大峰值电流(Peak Output Current)：1A；静态电流(Quiescent Drain Current)：9mA Vcc=3V)；总谐波失真(1kHz，832，典型值)：0.2%；闭环增益(典型值)：39dB；声道不平衡度(立体声状态，最大值)：1dB；声道分离度(1kHz，立体声状态，典型值)：50dB；输入阻抗(1kHz，最小值)：100k；负载范围：4 。图5-1 TDA2822功放电路图6 硬件的制作与调试6.1 元器件安装的具体要求 （1）按照

12、PCB图将元器件安插进去，安插的时候注意引脚的弯曲安装； （2）有极性的元器件应分清极性； （3）安装顺序一般为先低后高，先轻后重，先易后难，先一般元器件后特殊元器件，最后调试时才将芯片插上去，怕焊的时候过热烧坏芯片。6.2 安装过程工具准备：20W电烙铁一把、烙铁架一个、万用电表一个、尖嘴钳一把、螺丝刀一把、焊锡丝和松香水若干、吸水棉一块、三氯化铁、砂纸、透明胶、油性笔、剪刀、1mm钻头。焊接：焊接时先焊接跳线，在焊接电阻，再焊接瓷片电容，8PIN插座和排针，再安装4个电解电容，最后安装立体声插座和TDA2822芯片。焊接时必须注意焊接质量，可先在废旧的电路板上多练习几次，然后再正式焊接。焊

13、接技术后，通过目视检查、手触检查和通电检查的方法检查焊点。6.3 调试电路板焊好电子元件后，仔细检查电路板有无焊错的地方，布线有无断线特别注意有极性的电子零件，如电解电容，一旦焊反即有烧毁元器件的可能，需要注意。检测时，放大器的输出端先不接扬声器，而接万用电表，外用表置于DC*2V档。功放板上观察万用电表的读数，正常情况下，读数应在毫伏级以内，否则应立即断电检查电路板。如有问题就用万用电表测量两连接点之间有无短路、虚焊等检测电路板的问题所在。若电表的读数在正常的范围内，则表明该功放版功能基本正常，最后接上播放器（如手机、MP3等），输入音乐型号，上电测试，音量大小明显被放大，说明该电路板制作成

14、功。6.4 总结电路方案优缺点一、电路优点 （1）电路简单，外围电路少、成本低，制作简单； （2）该功放工作电压宽，功率低，应用领域特别广泛； （3）与外围音响设备连接简单，广泛应用电脑等音频设备； （4）可做成有线话筒，还可以延伸成无线话筒。 二、电路缺点 音质不太清晰。7 总结通过模拟电子制作与实训我学会了许多，其中感触最大的一点就是：理论要与实践相结合起来。理论必须通过自己动手才能得心应手的使用。以前都是在课室上听老师讲课，很多东西总是想当然的，不需要考虑到。可在实际工程中小至一个电阻的长度都可能要量过才知道用什么封装，比如元器件在电路板的布置是否合理，焊点的焊接，电路的仿真，焊好后电路

15、的测试与调试，每一个环节都或多或少的出现了意想不到的情况。刚开始老师先教我们画原理图，然后封装，最后转换为PCB图打印。但是第一次画图就出现了各种状况，首先是就普通导线、地线、电源线总是忘记粗细有区分，没有时刻注意他们之间的转换，焊盘总是不记得设置大小，画零件的时候总是不记得不能在同一个库里画；然后就是元器件的摆放位置不够合理，弄得连线有点混乱总是改了又改；最后就是总是贪图方便把线画成90拐弯导致信号的传输不是很好。刚开始学画PCB图觉得好困难因为好多线都不知道应该怎样去连，后来经过老师的慢慢指导才知道原来可以怎样绕线PCB图才能变得又美观又节约材料，才发现其实机械制作过程中也需要有美的观念，

16、在切割铜板的时候也要考虑到美观，刚开始觉得只要能做出来就行了，可后来才发现远远不止这样，元器件要怎么放置都需要斟酌考虑，因为摆放的不好也会导致信号传输的不好。切割的铜板也应该尽量使其规整棱角要打磨平滑。插口的摆放也应该尽量靠外，方便自己以后的测试，在焊接的过程中发现自己的焊接技术还有待提高。制版过程中的每一步都需要认认真真的脚踏实地的把他做好，在这次制作过程中却学到了很多，积累了不少经验，也让自己长记性了不少，比如连线的时候应该将连在一起的插口尽量放在一起这样信号传送的也就比较好了，焊盘用方形的焊的时候就会比较容易也比较牢固。第二次做板的时候就比较顺手了。总的来说这次的课程设计还是很收获良多的

17、，从对电子元器件都不是很了解到慢慢制作出一个真正可以使用的小功放，心里还是很高兴的。最后，我最大的感觉就是：科学研究是来不得半点马虎的。参考文献1 康华光.电子技术基础.武汉:高等教育出版社,2006.1,1221252 付家才.电子工程实践技术.北京:化学工业出版社,2005.2,134 3 李万臣.模拟电子技术基础.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2001.3,554 康华光.电子技术基础.模拟部分.北京:高等教育出版社,1999,3:33345 彭介华.电子技术课程设计指导.北京:高等教育出版社,2000,5:4446附录1：总体电路原理图附录2：元器件清单序号名称型号规格数量1集成功放芯片TDA282212电阻13K23电阻1.6K24电阻2.225电容100uF26电容104uF27电容470uF28电容1000uF19扬声器AL16210电池9V111音频输入接口3.5mm1 .14