音响功放的设计

音响放大器的设计与制作摘要本文介绍了音响的构成、功能、及工作原理，它由TDA2030芯片所组成的功放电路，LM324四运放大器为前置放大和音调放大构成，本身具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点。而TDA2030一款输出功率大，最大功率到达35W左右，静态电流小，负载能力强，动态电流大既可带动4-16Ω的扬声器，电路简洁，制作方便、性能可靠的高保真功放，并具有内部保护电路。本设计的功能是将输入音频信号进行放大，是一种可普遍用于家庭音响系统、立体声唱机等电子系统中，便于携带，适用性强。关键词：TDA2030、OTL、输出功率、LM324河南质量工程职业学院毕业设计（论文）IIAbstractThisarticledescribesthesoundofthecomposition,function,andprinciple,itisformedbytheTDA2030chippoweramplifiercircuit,LM324quadopampasthepreampandtonetoenlargeconstituteitselfwithsupplyvoltagerange,thestaticpowerconsumptioncanbeasinglepoweruseandlowcostadvantages.TheTDA2030ahighoutputpower,maximumpowerreaches35Worso,thestaticcurrent,loadcapacity,dynamiccurrentcandrivelarge4-16Ωspeaker,circuitsimplicity,makingconvenientandreliablehigh-fidelitypoweramplifier,andaninternalprotectioncircuit.Thisdesignfeatureistheinputaudiosignalamplification,Isgenerallyavailableforhomeaudiosystems,stereoplayerandotherelectronicsystem,portableapplicability.Keywords:TDA2030、OTL、Outputpower、LM324河南质量工程职业学院毕业设计（论文）III目录摘要................................................................IAbstract.............................................................II1、概述..............................................................11.1音响的介绍及音响的历史............................................11.2音响功放的作用意义................................................11.3音响功放的技术指标................................................22、总体电路框图.......................................................42.1框图分部介绍.....................................................43、电路的整体结构....................................................53.1直流稳压电源电路的设计............................................53.2LM324的介绍......................................................53.3话音放大器与混合前置放大器的设计..................................73.4音调控制器的设计..................................................83.5功率放大电路的设计...............................................113.6TDA2030的介绍...................................................113.7总电路...........................................................134、PCB的制作........................................................144.1原理图的绘制.....................................................144.2PCB设计中应注意的问题...........................................144.3焊盘应注意的常见问题.............................................15致谢.................................................................16参考文献.............................................................17附件1：电路原理图...................................................18附件2：PCB图........................................................19河南质量工程职业学院毕业设计（论文）11、概述1.1音响的介绍及音响的历史音响技术的发展经历了电子管、晶体管、场效应管的历史时期，在不同的历史时期都各有其特点。通过音响放大器设计，使我们认识到一个简单的模拟电路系统，应当包括信号源、输入级、中间级、输出级和执行机构。信号源的作用是提供待放大的电信号，如果信号是非电量，还须把非电量转换为电信号，然后进入输入级，中间级进行电流或电压放大，再进入输出级进行功率放大，最后去推动执行机构做某项工作。经过改革开放30年来的高速发展，我国电子音响行业取得了长足的发展，从单一的收音机到现在CD、VCD、DVD、多媒体音响、GPS、车载多媒体终端等百花齐放，涌现出了一批优秀企业。即便是在经历了自然灾害、人民币升值、原材料大幅涨价等不利因素，我们仍有一大批企业以加强自主创新、优化产品结构、开拓新市场、加强经营管理为手段，面对困难，保持了较高的发展速度。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，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。上世纪50年代，电子管放大器的发展达到了一个高潮时期，各种电子管放大器层出不穷。由于电子管放大器音色甜美、圆润，至今仍为发烧友所偏爱。上世纪60年代晶体管的出现，使广大音响爱好者进入了一个更为广阔的音响天地。晶体管放大器具有细腻动人的音色、较低的失真、较宽的频响及动态范围等特点。上世纪60年代初，美国首先推出音响技术中的新成员——集成电路，到了70年代初，集成电路以其质优价廉、体积小、功能多等特点，逐步被音响界所认识。发展至今，厚膜音响集成电路、运算放大集成电路被广泛用于音响电路。上世纪70年代中期，日本生产出第一只场效应功率管。由于场效应功率管同时具有电子管纯厚、甜美的音色以及动态范围达90dB、THD＜0.01％（100kHz时）的特点，很快在音响界流行。现今的许多放大器中都采用了场效应管作为末级输出。1.2音响功放的作用意义细心观察我的身边，现在音响可以说是无处不在，做为一个现代人，我们已经离不开音响。它的出现与使用，丰富了我们的生活，而在实际生活中，它更是不可取代。娱乐、工作、学习……生活的方方面面都有它的身影。音响将我们的生活带入了一个全新河南质量工程职业学院毕业设计（论文）2的世界。音响功放作为一种功率放大器，然而功放俗称“扩音机”他的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大，推动音箱防声。一套良好的音响系统功放的作用功不可没。对于功放将输入给它的小信号经过一层层的放大器和调解器输出与原信号一样的放大信号。与源信号没有多大的区别，就是声音的分贝比源信号大多了，听起来更响亮，更好听些。一般在大型娱乐场所（广场、教室、会议、厅堂、演出等）都会用得到。这主要是作为大空间的声音放大，为大众获得更清晰的声音效果提供了莫大的作用。音响放大器是将电信号还原成声音信号的一种装置，还原真实性将作为评价音箱性能的重要标准。现在很多的家庭都拥有这样的音响功放器，在家中放些音乐或者看影视，效果会更完美舒适。尤其是现在很多的3D电子影视设备都步入千家万户，3D立体显示效果再配上完美的音响功放设备，那效果可以想象是多么的美好和舒坦啊！完全满足我们家庭的需要，现在社会压力生活压力都很大，所以家里需要更能释放压力，怡情养性的Hi-Fi器材，在你工作很累的时候利用音响设备放些优质音乐，陶冶下情操，缓解压力，为明天的工作提供好的心情。所以Hi-Fi和家庭影院会是一种很好的娱乐方式。1.3音响功放的技术指标音响系统整体技术指标性能的优劣，取决于每一个单元自身性能的好坏，如果系统中的每一个单元的技术指标都较高，那么系统整体的技术指标则很好。其技术指标主要有六项：频率响应、信噪比、动态范围、失真度、瞬态响应。频率响应：所谓频率响应是指音响设备重放时的频率范围以及声波的幅度随频率的变化关系。一般检测此项指标以1000Hz的频率幅度为参考，并用对数以分贝(dB)为单位表示频率的幅度。音响系统的总体频率响应理论上要求为20~20000Hz。在实际使用中由于电路结构、元件的质量等原因，往往不能够达到该要求，但一般至少要达到32~18000Hz。信噪比：所谓信噪比是指音响系统对音源软件的重放声与整个系统产生的新的噪声的比值，其噪声主要有热噪声、交流噪声、机械噪声等等。一般检测此项指标以重放信号的额定输出功率与无信号输入时系统噪声输出功率的对数比值分贝(dB)来表示。一般音响系统的信噪比需在85dB以上。动态范围：动态范围是指音响系统重放时最大不失真输出功率与静态时系统噪声输出功率之比的对数值，单位为分贝(dB)。一般性能较好的音响系统的动态范围在100(dB)河南质量工程职业学院毕业设计（论文）3以上。失真：失真是指音响系统对音源信号进行重放后，使原音源信号的某些部分（波形、频率等等）发生了变化。音响系统的失真主要有以下几种：a．谐波失真：所谓谐波失真是指音响系统重放后的声音比原有信号源多出许多额外的谐波成分。此额外的谐波成分信号是信号源频率的倍频或分频，它是由负反馈网络或放大器的非线性特性引起的。高保真音响系统的谐波失真应小于1%。b．互调失真：互调失真也是一种非线性失真，它是两个以上的频率分量按一定比例混合，各个频率信号之间互相调制，通过放音设备后产生新增加的非线性信号，该信号包括各个信号之间的和及差的信号。c．瞬态失真：瞬态失真又称瞬态响应，它的产生主要是当较大的瞬态信号突然加到放大器时由于放大器的反映较慢，从而使信号产生失真。一般以输入方波信号通过放音设备后，观察放大器输出信号的包络波形是否输入的方波波形相似来表达放大器对瞬态信号的跟随能力。河南质量工程职业学院毕业设计（论文）42、总体电路框图为了能够更清楚的解说音响功率放大器的设计情况，本设计的总体电路框图如下所示：