高保真功放的功率放大器的芯片设计.doc

1、任务书二级学院专 业班 级姓 名学 号校内指导老师毕业设计名称高保真功放校外指导老师毕业设计时间 一、毕业设计目标与任务 制作一个 失真比较小，能过满足人们的听觉需求的高保真功放二、实施步骤和方法根据题目设计要求，可供选择的功率放大器可由分立元件组成，也可由集成电路完成。由分立元件组成的功放，如果电路选择得好，参数恰当，元件性能优越，且制作和调试得好，则性能很可能高过较好的集成功放。许多优质功放均是分立功放。但其中只要有一个环节出现问题或者搭配不当，则性能很可能低于一般集成功放，为了不至于因过载、过流、过热等损坏还得加复杂的保护电路。现在市场上有许多性能优异的集成功放芯片，如TDA1521，T

2、DA2040A、LM1875、TDA1514等。集成功放具有工作可靠，外围电路简单，保护功能较完善，易制作调试等优点，虽不及顶级功放的性能，但满足并超过本设计的要求是没有问题的。另外集成运放还有性价比高的特点。故本系统设计选用方案二。该方案的优点是：技术成熟，外围元器件少，保护功能较完善，调试简单。三、进度安排起止时间阶段性任务2016.12-2017.1 设计方案前准备2017.1-2017.2 确定原理图和元器件2017.2-2017.3 画出原理图和pcb板2017.3-2017.4电路板焊接与调试2017.4- 2017.5编写毕业论文2017.5-毕业设计答辩四、成果材料1.样机一套

3、2.设计方案一份五、参考资料：1 杨利军、李移伦、 张文初 编著：应用技术与应用.湖南大学出版社.2 刘新连 编著： 电路分析基础.中国铁道出版社.3 王丽 主编 ：模拟电子技术与实训清华大学出版社.4 邓发泰 编著 ：电子产品生产与管理.电子工业出版社.5 刘守义 、 钟苏 编著：数字电子技术. 西安电子科技大学出版社.6 宋文绪 编著： Altium Designer 原理图与PCB设计. 电子工业出版社. 7 童诗白 编著：华成英.模拟电子技术基础（第三版）M.北京：高等教育出版社指导老师签名： 年 月 日设计方案二级学院专 业班 级姓 名学 号校内指导老师毕业设计名称高保真功放校外指导

4、老师一、选题依据（含意义、价值） 随着社会文明的进步和科学技术的发展，先进的电子技术在各个近代学科门类和技术领域中占有不可或缺的核心地位。在我国现代化建设的发展进程中，电子技术在国民经济和科学研究各个领域的应用也越来越广泛。而 高保真功放恰恰是电子技术中的一个重要组成部分。 二、毕业设计内容我们这次的研究主要对象是高保真家用功率放大器, 然而功率放大器是在音响系统中是把微弱的音频信号放大到足以驱动喇叭单元工作，重放出人耳能听到的声音设备。本设计主要介绍采用TDA1521芯片设计的功率放大器，它在应用场合能提供非常低的失真度和高质量的音色，还具有了高增益、快转换速率、宽功率带宽、大输出电压摆幅、

5、大电流能力和非常宽的电源范围等特性。系统采用大回环电压负反馈控制输出，配以普通双路桥式整流滤波电路，放大器采用内部补偿，增益控制在26dB左右。它可用于家用功放，高品质音频系统，立体声唱机等。三、毕业设计技术方案、路线1. 元件选择与测试采用专用的功放集成芯片。TDA1521是一款功率放大集成块， 体积小巧，外围电路简单，且输出功率较大。该集成电路内部设有过载过热及感性负载反向电势安全工作保护。2.上网参考高保真功放相关文献3.确定原理图的可行性四、实施步骤及进度安排起止时间阶段性任务2016.12-2017.1 设计方案前准备2017.1-2017.2 确定原理图和元器件2017.2-201

6、7.3 画出原理图和pcb板2017.3-2017.4电路板焊接与调试2017.4- 2017.5编写毕业论文2017.5-毕业设计答辩五、预期效果1.作品制作合理，能实现播放音乐，用MP3试音后，效果还错，中音比较清，整个的失真比较小的功放2.元器件摆放紧凑规范，焊接无过多的跳线，合理使用外接线，将必要的开关、按键。3.外包装简洁明了，操作界面标示有各个按键功能介绍。六、参考文献1 童诗白，华成英。模拟电子技术基础，2001年2 胡斌。电子线路快速识图，2005年3 肖景和，赵健。高保真音响电路与家庭影院音响系统，2000年4 将卓勤，邓玉元。Multisim 2001 及其在电子设计中的应

7、用 2003年5刘晓东，刘春新，张帮凤。音响原理与电路分析，2000年七、指导老师意见指导老师签名： 年 月 日成果报告书二级学院专 业班 级姓 名学 号校内指导老师毕业设计名称高保真功放校外指导老师一、主要成果简介它在应用场合能提供非常低的失真度和高质量的音色，还具有了高增益、快转换速率、宽功率带宽、大输出电压摆幅、大电流能力和非常宽的电源范围等特性并且有较高实际使用价值 二、毕业设计的收获通过这次毕业设计，加强了我们动手、思考和解决问在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。三、作品（产品）特点

8、及创新性说明本设计制作的作品的设计合理 ,具有较高的使用价值。具有音质好、功耗低、 失真小 电等特点 试音后，发现他的效果还不错，中音比较清晰，低音也还不错，高音是一般的四、问题与展望电路改了之后减少了锡丝的用量也减少了电源电路在板子上所占的面积。电路焊好之后就把变压器和喇叭接上准备实验。接通电题出现在哪里。检查电路发现电路的锡路没有走错，于是用手去摸一下每一个元器件，看元器件的温度是否正常。我发现7912那个支路的1000F的电容非常烫手，检查之后发现电容的正负极接反了。重新焊好电容之后再次试验发现只有一个喇叭响。断开电源再次检查电路，发现电路没有错误，于是我开始怀疑是不是元器件出问题了。以

9、前用耳机线帮别人调试功放的时候也只有一个喇叭响，于是我猜想是不是音频接口有问题。当我用导线把音频接口1和4两个引脚连起来时两个喇叭都响了，音质还不错，不过在暂停时还是有点燥音。 学生签名： 年 月 日设计作品本设计主要介绍采用TDA1521芯片设计的功率放大器 高保真功放IC TDA 1521采用九脚单列直插式塑料封装，是飞利浦215W单片功放集成电路, 外围元件极少, 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。电器特性参数:(Vcc=16V RL=8 f=1KHz Ta=25)1、电源电压 ：Vcc = 7.5 - 20V 推荐值：15V

10、 2、输出功率 ： Po =212W(THD=0.5%) BTL形式时 Po = 30 W 3、电压增益 ： Gv = 30dB 4、通道隔离度:CT=70dB 5、输出噪声电压： Vno = 70uV （Rg=2K）有输出功率大、两声道增益差小、有过热过载短路保护等特点。双电源供电时，省去两个音频输出电容高低音音质更佳。单电源供电时，电源滤波电容应尽量靠近集成电路的电源端，以免电路内部自激。1设计方案及比较方案I： 功率放大输出级采用分立元件构成的OCL电路，驱动级采用集成芯片，整个功放级采用大环电压负反馈。这种方案的优点是：由于反馈深度容易控制，故放大倍数容易控制。且失真度可以做到很小，使

11、音质很纯净。但外围元器件较多，调试要困难一些。方案II：采用专用的功放集成芯片。TDA1521是一款功率放大集成块， 体积小巧，外围电路简单，且输出功率较大。该集成电路内部设有过载过热及感性负载反向电势安全工作保护。根据题目设计要求，可供选择的功率放大器可由分立元件组成，也可由集成电路完成。由分立元件组成的功放，如果电路选择得好，参数恰当，元件性能优越，且制作和调试得好，则性能很可能高过较好的集成功放。许多优质功放均是分立功放。但其中只要有一个环节出现问题或者搭配不当，则性能很可能低于一般集成功放，为了不至于因过载、过流、过热等损坏还得加复杂的保护电路。现在市场上有许多性能优异的集成功放芯片，

12、如TDA1521，TDA2040A、LM1875、TDA1514等。集成功放具有工作可靠，外围电路简单，保护功能较完善，易制作调试等优点，虽不及顶级功放的性能，但满足并超过本设计的要求是没有问题的。另外集成运放还有性价比高的特点。故本系统设计选用方案二。该方案的优点是：技术成熟，外围元器件少，保护功能较完善，调试简单，便于扩功等。 2电路的设计2.1 直流稳压电源电路本方案选用了12V的电压。电路图如下图所示(1) 整流部分：采用单相桥式整流电路，可选用四个1N4007二极管或桥堆，最大整流电流1A即可。桥式整流电路如图所示，其中图（a）、（b）、（c）是它的三种不同画法。它是由电源变压器、四

13、只整流二极管D14 和负载电阻RL组成。四只整流二极管接成电桥形式，故称桥式整流。桥式整流电路的工作原理如图Z0706所示。在u2的正半周，D1、D3导通，D2、D4截止，电流由TR次级上端经D1 RLD3回到TR 次级下端，在负载RL上得到一半波整流电压。在u2的负半周，D1、D3截止，D2、D4导通，电流由Tr次级的下端经D2 RLD4 回到Tr次级上端，在负载RL 上得到另一半波整流电压。（2）滤波部分：在本设计中，选用最简单易行的电容滤波电路。在如图所示的电源电路图中，电容C1到C8都为滤波电容。其中小电容C3，C4，C7，C8一方面能消除PCB导线感抗对电源的影响，防止自激震荡；另一方面也能滤去电压中的高频部分。直流输出电压：(3-9)直流输出电流：(3-10)是变压器副边电流的有效值。RLC(为负载阻值)越大，电容器放电越慢，输出电压平均值越大。一般可选放电时间常数RLC大于C的充电周期(35)倍。对桥式整流来说,C 的充电周期等于交流电网周期的一半，即 (3-11)，设计选取(3-12)式3-12中，T为电容的充电周期，RL为负载电阻， (3-13) (3-14)由于采用电解电容，考虑到电网电压的波动范围为10%，电容的耐压值应大于。结合上面的数