功放设计.doc

1、项目申请书姓 名班 级学 号项目名称： 功放设计内容提要： 功放是功率放大器的简称，有些人称“扩音机”，它的作用就是把来自音源或前级放大器的弱小信号放大，推动音响放声。功放机不单单是一台“扩音机”。还与使用场合、扩声环境、场所的建筑声学特点等各种因素关系紧密，但作为音响系统中的重要部分，性能好坏任然决定了整个系统的质量高低。 技术路线和技术关键： 本次设计是通过上网查找资料来进行项目设计，将采用芯片TDA1521和功率放大器NE5532及稳压块7812、7912这几个核心元件组成功率放大输出部分、左右声道部分及电源部分 应用前景： 随着生活水平的提高，人们越来越注重视觉，音质的享受。在大多数情

2、况下，增强系统性能，如更好的声音效果，是促使消费者购买产品的一个重要因素。指导老师意见：同意签名：5 月10 日教研室意见：同意签名：5月10日 开题报告姓 名学号班级项目名称功放设计主要研究（设计）内容： 功放部分的组装与调试方法及其预期目的：采用平时所学习积累的知识并通过上网查找资料，在老师的指导下按照设计要求采购元器件、进行设计制作。画好原理图并按照原理图摆放元器件进行焊接。最后经过通电调试检查，如有错误进行改进，以此达到功放预期效果项目特色和重点难点：功放电路简单易懂，易于调试重难点是：TDA1521的使用与调试。课题进度计划：5月20日-27日：构思、元器件的准备5月27日-14日：

3、电路的组装与调试6月4日-11日：产品的包装和PPT的制作6月11日-18日：进行答辩指导教师意见：同意开题 指导教师签字：5月 20日前 言功率放大器在家电，数码产品中的应用越来越广泛，与我们现实生活中有这密切关系。低频功率放大器作为音响等电子设备的后即放大电路，它主要作用是将前级的音频信号进行放大以推动负载工作，获得良好的声音效果，同时低频功率放大器又是音响等电声设备消耗电源能量的主要部分。因此设计出实用、简洁、低价格的放大器是一个发展方向。功率放大器随着科技的进步是不断发展的，从最初的电子管功率放大器到现在的集成功率放大器，功率放大器经历了几个不同的发展阶段：电子管功放、晶体管功放、集成

4、功放。功放按不同的分类方法可分为不同的类型，按所用的放大器件分类，可分为电子管式放大器、晶体管式功率放大器（包括场效应管功率放大器）和集成电路功率放大器（包括厚膜集成功率放大器），目前以晶体管和集成电路式功率放大器为主，电子管功率放大器也占有一席之地。电子管功率放大器俗称胆机，电子管功放的生产工艺相当成熟，产品的稳定性很高，而离散性极小，特别是它的工作机理决定了它的音色十分温柔，富有人情味，因而成为重要的音响电路形式。电子管电路的设计、安装、调试都比较简单，其缺点是输出变压器、电源变压器的绕制工艺稍麻烦，耗电大、体积大、有一定的使用期限。因此在实际使用中有一定的局限性。现在大功率晶体管种类很多

5、，优质功放电路也层出不穷，因此晶体管功率放大器是应用最广泛的形式。人们研制出许多优质新型电路使功放的谐波失真，很容易减少到0.05%以下。场效应管是一种很有潜力的功率放大器件，它具有噪声小，动态范围大，负温度特性等特点。本实用低频功率放大器设计有两部分组成前置放大和功率放大级。前置放大级主要任务是完成小信号电压放大任务，同时要求低噪声、低温度。功率放大级主任务是允许的失真限度内，尽可能高效率向负载提供足够大的功率，要求是输出功率要大，效率要高。通过详尽的资料查询和严密的方案论证后，我们选择通过高保真功放芯片TDA1521、集成运放NE5532的配套使用来使本电路系统设计简洁、使用并且达到高增益

6、、高保真、高效率、低噪声、宽频带、快响应的指标。目 录前 言1第一章 功放的设计31、绪 论3（1） 按器材分类4（2）按功能分类4（3）按用途分类52、音频功率放大器的发展6第二章 功放的组成6第三章 功放的基本原理71、TDA1521功能介绍72、总原理图93、电源部分104、稳压管介绍105、左右声道116、NE5532介绍127、功率输出电路13第四章 总实物图14元件清单16总结17参考文献18致谢19第一章 功放的设计1、绪 论 功率放大器功能及用途介绍 功率放大器简称功放，可以说是各类音响器材中最大的一个家族了，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去

7、推动扬声器进行声音的重放。由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。 以其主要用途来说，功放可以分做两大类别，即专业功放与家用功放。在体育馆场、影剧场、歌舞厅、会议厅或其它公共场所扩声，以及录音监听等场所使用的功放，一般说在其技术参数上往往会有一些独特的要求，这类功放通常称为专业功放。而用于家庭的HiFi音乐欣赏，AV系统放音，以及卡拉OK娱乐的功放，通常我们称为家用功放。本期只介绍跟我们家庭息息相关的家用功放。 （1） 按器材分类 电子管/晶体/集成电路功放按电路所用的器材分类，功放可以分为电子管放大器、晶体放

8、大器和集成电路放大器。电子管放大器(俗称“胆机”)采用电子管作为放大器，其主要优点是动态范围大、线性好、音色甜美悦耳。但电子管功放也存在两个问题，一是内阻大导致放大器阻尼系数小，影响瞬态特性，二是电子管需高压供电，离不开变压器，变压器不仅功耗大、体积大，还会导致失真。克服电子管功放的两个缺点，晶体管放大器阻尼系数可做得很高，有良好的瞬态特性，在声音的节奏感、力度上要比胆机明快、爽朗、有力；而且无需变压器，不仅节省成本，缩小体积，而且避免了由变压器所引起的失真。最后一种是集成电路放大器，它最突出的优点是可靠性高、外围电路简单、组装方便，不足之处是电声指标(功率、频响、失真度、信噪比等)和音质皆不

9、如前两类放大器。（2）按功能分类 前级/后级/合并式功放按照功能分类，功放可以分为前级功放、后级功放和合并式功放。前级功放，主要作用是对信号源传输过来的节目信号进行必要的处理和电压放大后，再输出到后级功放。它就像铁路岔道一样，控制切换哪一路音源信号接入功放，哪一路音源信号与功放断开。后级功放是进行单纯功率放大的部分，它的作用就是尽可能原原本本地放大来自于前级的信号，我们对后级的要求是，放大倍数尽可能高，而放大后信号的失真程度应尽可能低。除放大电路外，还设计有各种保护电路，如短路保护、过压保护、过热保护、过流保护等。这两类功放一般只在高档机采用。合并式放大器，将前级放大器和后级放大器合并为一台功

10、放，兼有前二者的功能，通常所说的放大器都是合并式的，应用的范围较广。一般来看，合并式功放的功率较前、后级功放小，重放的效果也比前、后级功放差，但合并式功放价钱较便宜，且使用方便，完全能够满足一般的家庭需要。 （3）按用途分类 HiFi功放/AV功放就功放的用途来区分，家用功放分为HiFi功放和AV功放。 HiFi是英语HighFidelity的缩写，意指高度保真，即纯音乐功放，是音乐发烧友的最爱。HiFi功放的输出功率大都在2150瓦以下。HiFi在设计上强调最低的信号失真，忠实地表现出音乐的场面、细节和演奏、录制的技巧等来满足人们对音乐的最佳欣赏要求。一般用于HiFi的功放都是胆机。HiFi

11、功放就扩声形式而言，只适用于两声道立体声的重播。AV功放是Audio&Video的缩写，即影音功放，它能同时连接56个音箱(左右主音箱、中置音箱、左右环绕音箱、超重低音)并驱动它们发出声音。AV功放从诞生到现在，经历了杜比环绕，杜比定向逻辑，AC3，DTS(均是音频解码方式)的发展进程。AV功放与普通功放的区别，在于AV功放有AV选择杜比定向逻辑解码器，AC3，DTS解码器和五声道功率放大器，以及画龙点睛的数字声场DSP电路。鉴于欣赏碟片中多声道录音效果的需要，AV功放的每声道功率输出也会不同，一般来说主声道功率最大，中置次之，环绕最小，这方面的代表是带有杜比定向逻辑环绕声放的功放。为了增加使

12、用乐趣，大多数AV功放都附有DSP，为各种节目播放提供不同的声场效果。2、音频功率放大器的发展 回顾一下功率放大器的发展历程，对我们广大音响爱好者来说也许是一件饶有趣味的事情。 音频功率放大器的应用主要是音响技术领域。音响技术的发展历史可以分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段。 1906年美国人德福雷斯特发明了真空三极管，开创了人类电声技术的先河。1927年贝尔实验室发明了负反馈技术后，使音响技术的发展进入了一个崭新的时代，比较有代表性的如威廉逊放大器，较成功地运用了负反馈技术，使放大器的失真度大大降低。第二章 功放的组成 1、电路主要由电源、左右声道、放大器和扬声器4大部分组成；

13、2、电源部分主要是由整流、滤波稳压、滤波电路组成。主要是给后级电路提供电压； 3、左右声道是主要是分出信号中的高音与低音； 4、功率放大输出电路主要由高保真功放芯片TDA1521组成，是功率放大输出电路最主要电路。如图2-1所示。电源 左右声道输出 图2-1 低频功率放大器组成框图第三章 功放的基本原理1、TDA1521功能介绍TDA1521如图3-1所示，采用9脚列排直插式塑料，外围元件少，使用方便，具有短路保护和静噪功能，电源内阻要小于4欧，以确保负载短路保护功能可靠动作。参数如下：1脚：反向输入1（L声道信号输入）2脚：正向输入13脚：参考1（OCL接法时为0V,OTL接法时为1/2Vc

14、c）4脚：输出1（L声道信号输出）5脚：负电源输入（OTL接法时接地）6脚：输出2（R声道信号输出）7脚：正电源输入8脚：正向输入29脚：反向输入2（R声道信号输入)图3-1 TDA1521实物图202、总原理图图3-2 总原理图主要由电源、左右声道、输出部分组成。3、电源部分图3-3 电源部分原理图电源部分主要由整流、滤波、稳压、滤波电路组成4、稳压管介绍稳压管是L7812和L7912，L7812引脚从左至右分别是输入端、接地端和输出端。它的样子像是普通的三极管，TO- 220的标准封装。78指的是78系列稳压块，是输出正电压；12指的是输出电压值。L7912引脚从左至右分别是接地端、输入端和输出端。它的样子像是普通的三极管，TO- 220的标准封装。79指的是79系列稳压块，是输出负电压；12指的是输出电压值。图如3-4所示 图3-4 稳压管实物图5、左右声道图3-5 左声道图3-5为左声道，右声道与其一样，因而，只展示电路的左声道。左右声道主要由NE5532与电位器构成，电路可分出信号中的高音与低音。6、NE5532介绍NE5532是一种双运放高性能低噪声运算放大器。它显示出更好的噪声性能，提高输出驱动能力和相当高的小信号和电源带宽。它有以下特点:小信号带宽：10MHZ输出驱动能力：600，10V有效值输入噪声电压：5nV/Hz(典型值)直流电压增益：5000