有源音箱的设计

题目DTA2030A有源音箱的制作班级09材成（2）班学号200910340209姓名尧鑫指导江老师时间2011.06.20景德镇陶瓷学院电工电子技术课程设计任务书姓名尧鑫班级09材成（2）班指导老师江老师设计课题：DTA2030A有源音箱的制作设计任务与要求在用电脑的过程中，应为喜欢听音乐，希望自己的音箱好一点，对音箱产生了一定的兴趣，特此对音箱做一定的研究，根据应用电路的功能，确定设计题目为DTA2030A有源音箱的制作：1.设计要求：对有源音箱做出必要的分析，画出分析图，以及电路图，从中分析，并写出心得。2.分析电路：电路分2部分，一部分是稳压电源电路，另一部分是功放电路；在设计中已对其做出了必要的分析。3.画出总体电路图，并对其进行分析。4.对设计进行总结，列出不足和需要改进的地方。5.写出心得和设计体会。设计步骤1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；4、列出标准的元件清单；5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。设计说明书字数不得少于3000字。参考文献[1]童建华.音箱设备技术[M].北京:电子工业出版社,2004.[2]陈晓文.电子线路课程设计[M].北京:电子工业出版社,2004.[3]沈任元,吴勇.常用电子元器件简明手册[M].北京:机械工业出版社,2006.[4]王士南,周晓伟.培养学生的综合职业能力[J].机械职业教育,2007，(2).[5]杨晓林.有源音箱的制作[J].家电检修技术,2000，(3).[6]刘明清,陈淑华.敞开式音箱的制作[J].中小企业科技,2000，(2).目录1、总体方案与原理说明...............................12、压电源电路.............................................23、功放电路.......................................34、分频器........................................45、总体电路原理相关说明..................................56、总体电路原理图.....................................67、元件清单；..........................................78、参考文献........................................89、设计心得体会.....................................911、总体方案与原理说明有源音箱：是指将功放做在音箱内部,可直接与音源连接并正常工作的音箱，从信号源得到信号经运放推动到后级放大推动扬声器。DTA2030A有源音箱的制作方案就是采用TDA2030这种性能十分优良的功率放大集成电路和一个稳压电源、功放放大器、LC分频器和扬声器的合理连接。功率放大器LC分频器高音扬声器低音扬声器稳压电源前置放大器节目信号图1有源音箱原理框图如图1所示，接收到信号后，由稳压电源提供电源的功放放大器可以对音乐信号进行放大并实现各种操作功能，然后传到分频器根据频率将信号分别分配给高音单元和低音单元再对应的推动扬声器。22、稳压电源电路图2稳压电源电路此部分是由降压、整流、滤波、稳压环节组成的+12V直流稳压电源电路，此部分有电阻，二极管，电容，变压器，整流器，为音箱提供了一个稳定的电源。33、功放电路图3功放电路功率放大器是有源音箱重要部分,它可以由分立元器件构成,如变压器耦合、OTL电路、OCL电路、BTL电路;也可由集成芯片组成,如LM1875/76,TDA1521,TDA2003,TDA2030A等.用分立元件制作的功放,因需要安装扬声器保护电路,而其中的继电器因受扬声器的发声振动会导致误动作,影响性能,一般在大功率情况下不宜采用.集成功放芯片TDA2030A,电源电压为±6～±18V,额定功率为18W,输出电流大,谐波失真和交越失真小(±14V/4Ω,THD=0.5%).它接法简单,价格实惠,电气性能稳定、可靠,内部具有过载保护和热切断保护电路,若输出过载或输出短路,均能起保护作用,不会损坏器件,完全满足有源音箱功放要求.44、分频器图4分频器选用扬声器时,要注意额定功率和阻抗匹配.扬声器是功率放大器的负载,两者的功率要互相适应,音箱的额定功率过小,易使扬声器烧毁,过大则会因信号的激励不足而造成音轻和非线性失真.一般来说,音箱额定功率比放大器的额定功率小1/4左右比较合适.因TDA2030A的额定功率是18W,所以扬声器的额定功率分别选5W,10W;而且,为了保持最高效率和功率转换,扬声器的阻抗要与所连接的功率放大器输出阻抗匹配.图2中功率放大器的输出阻抗是4Ω,所以应该并联配接额定阻抗是8Ω的扬声器.分频器的作用是将全频带声频信号分为不同的频段,使各个扬声器均能得到合适的频带的激励信号.按结构可分为电子分频器和无源频器两大类.无源分频器由绕成空心的电感线圈和无极性电解电容组成.其制作较简单,成本较低,适应性强.分频器按分频的频段数不同,可分为二分频器和三分频器.设计选择无源并联式一阶二分频网络.其原理是:电感与低音扬声器串联构成低通滤波器,电容与高音扬声器串联构成高通滤波器.合理选择L,C的大小可得到合适的分频点,分频点根据所用扬声器的大小来确定.55、总体电路原理相关说明上半部分是由降压、整流、滤波、稳压环节组成的+12V直流稳压电源电路;下半部分电路中Rw是音量调节电位器,C4是输入耦合电容,R3,R4是TDA2030A同相输入端偏置电阻.R5,R6决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益.该电路闭环增益为(R5+R6)/R5=(4.7+100)/4.7=22.3倍,C6起隔直流作用,以使电路直流为100%负反馈.静态工作点稳定性好.C5为电源高频旁路电容,防止电路产生自激振荡.L,C9是分频电路.R7,C8称为扬声器补偿网路,用以在电路接有感性负载扬声器时,保证高频稳定性.D5,D6是保护二极管,防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030A.TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，输出功率大于10W，频率响应为10~1400Hz，输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级，且有短路保护和过热保护，可确保电路工作安全可靠。TDA2030使用方便、外围所需元器少，一般不需要调试即可成功。66、总体电路原理图77、元件清单表115W有源音箱元器件清单序号名称代号型号数量备注1电阻器R12K11/4W,碳膜1电阻器R2-R4,R6100K41/4W,碳膜1电阻器R54.7K11/4W,碳膜1电阻器R7111/4W,碳膜2电位器Rw47K,1/4W1精密型，立式3电容器C1,C72200uF,25V2电解电容3电容器C4,C622uF,25V2电解电容3电容器C31000uF,25V1电解电容3电容器C522uF,25V1电解电容3电容器C20.22uF1独立电容3电容器C920uF1独立电容3电容器C80.1uF1独立电容4三端集成稳压器IC1CW78121配较小散热器4集成功放IC2TDA2030A1配较大散热器5散热片26变压器T220V,17V,20W17熔断器FR1.5A1立式8发光二极管LED51绿色，带有套管8普通二极管1N400448普通二极管1N400129低音RL18欧1电动式9高音RL28欧1电动式10分频器13mH,20uF1成品表2装配附件清单序号名称型号数量备注1电位器旋钮1和电位器配套使用2玻璃熔断管1.5A1和熔断器配套3音频转换头1黄色4音频插头单声道15音频插座板式固定26电源线双芯多股11.5M以上，带插头7电源开关18自攻线8mm4平头8参考文献[1]童建华.音箱设备技术[M].北京:电子工业出版社,2004.[2]陈晓文.电子线路课程设计[M].北京:电子工业出版社,2004.[3]沈任元,吴勇.常用电子元器件简明手册[M].北京:机械工业出版社,2006.[4]王士南,周晓伟.培养学生的综合职业能力[J].机械职业教育,2007,(2).[5]杨晓林.有源音箱的制作[J].家电检修技术,2000,(3).[6]刘明清,陈淑华.敞开式音箱的制作[J].中小企业科技,2000,(2).9设计心得体会为期一个星期的课程设计，我从中学到了很多东西，我的设计课题“DAT2030A有源音箱制作”是根据自己的现有知识，结合网络，图书等资源完成的，经过这一个星期的训练，我弄懂了音箱的一些构造，电路的一些原理，以及用画图工具画出电路图。在设计的过程中，一开始总是碰到这样那样的问题，有时候即使一个小小的原件问题，也会因为这个瓶颈而使思路受阻，然而只有经过不断的摸索和实践，才从里面慢慢体会到快乐，感觉学到了很多东西，这些东西是从书本上学不到的，比如这个音箱，以前只知道它能给人一种震撼的声音和感觉，很刺激，可是却不知道里面包含了多少知识和技术。我从中知道再小的东西也有它的大用处，做事情不能马虎，当然我们这只是设计，不是用在生产中去，这样的话就不能更好的检验出我们自己设计的器件的可行性。学无止境，设计已经做完了，我们不能只满足于这一次小小的尝试，这只是一次小小的设计，路还很长，我们必定要用更多的精力去迎接后面的挑战，这就是我从这次设计中得到的体会。