带电平显示的音频功率放大器Word文档下载推荐.docx

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输出功率为2x0.2W的音频立体声功率放大器。

（1）．带3——4级输出音频电平LED指示灯，用LED指示灯指示电压的大小。

（2）．负载电阻10Ω，供电电压小于10V，输入信号电压50mV有效值。

（3）．满功率输出效率不低于45％.

二．方案选择及电路的工作原理

方案一：

音频功放模块用集成芯片TDA2822M。

TDA2822集成电路具有静态电流小、交叉失真小，电路简单、音质好、电压范围宽等特点，可组成双声道BTL电路。

电平显示模块用LM324可以实现，LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。

与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。

该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。

方案二：

音频功放模块通过LM386实现。

LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。

静态功耗低，约为4mA，可用于电池供电。

工作电压范围宽，4-12Vor5-18V。

外围元件少。

电压增益可调，20-200。

低失真度。

电平显示模块同方案一。

方案确定：

音频功放必须为双通道，由于使用LM386会使电路中元器件更多（主要是耦合电容，滤波电容，以及电阻数量的相对增加）,而TDA2822可以实现双通道功放，所以音频功放模块使用一片TDA2822m芯片（用LM386需要两片，所以放弃，原因前面已经介绍）。

电平显示模块则通过使用LM324设计成比较器，通过功放输出信号与原先设置好的不同参考电压进行比较（即通过运放同向与反向输入端电压比较），运放输出端则连接发光二极管，如果功放输出比设置的电压大，则功放输出驱动发光二极管点亮。

因为设置的电压为四个不同的值，所以四个运放的输出也不同。

由点亮的LED个数则可判断功放输入信号的大小。

二.单元电路设计与元器件的选择

1.功率放大器：

主要采用8脚封装的TDA2822M小功率放大电路，双声道放大。

9V供电时，去负载8Ohm扬声器做负载，理论功率为1W，实验使用两个8欧姆扬声器做左右声道。

功率放大器采用集成，把前置放大电路输出的信号进一步放大，以驱动负载扬声器工作，使其发出声响。

左扬声器

功率放大

TDA2822M

结构框图：

MP3音源输入L

MP3音源输入R

右扬声器

拟定电路图：

2.电平显示电路：

用运算放大器LM324（做比较器用）来实现实验要求，即通过基准电平对电压进行分配，然后再通过放大比较器对输入交流信号进行判断，当达到所需电压时各灯一次亮，这种方法结构简单，容易理解，误差较小。

结构框图：

三.设计的具体实现

1.系统概述

系统总体框图如下：

输入

1）功率放大器：

主要采用8脚封装的TDA2822M小功率放大电路，双声道放大。

6V供电时，去负载8Ohm扬声器做负载，理论功率为1W，实验使用两个8欧姆扬声器做左右声道。

功率放大器采用集成芯片TDA2822进一步放大，以驱动负载扬声器工作，使其发出声响。

2）电平显示电路：

用运算放大器LM324（做比较器用）来实现实验要求，即通过基准电平对电压进行分配，然后再通过放大比较器对输入交流信号进行判断，当达到所需电压时各灯一次亮，这种方法结构简单，容易理解，误差较小。

通过功放输出信号与原先设置好的不同参考电压进行比较（即通过运放同向与反向输入端电压比较），运放输出端则连接发光二极管，如果功放输出比设置的电压大，则功放输出驱动发光二极管点亮。

2． 

单电路设计、仿真与分析

（一）、功率放大器：

（1）电路原理分析：

A、功率放大电路部分采用集成IC功率放大器TDA2822M。

负载使用两个8欧姆扬声器，每个最大输出功率为1W。

B、左右声道两信号通过输入端输入，10K滑动变阻器调节音量平衡，另外两个小电阻缓解声音变化。

从1脚和3脚输出。

5脚和8脚为反馈端，确定响应频率的下限。

输出端1微法电容和4.7欧姆电阻串联，作用是输出滤波，防止自激，提高音质。

C、单个输出端功率：

效率：

（2）TDA2822M引脚特征

（3）TDA2822M原理图

（4）TDA2822M参数表

由表中可知，当供电电压为9V，负载为8Ohm时候，输出功率为1W，所以实验采正负9V直流供电，双声道输出，额定功率为2W。

（二）电平显示电路：

1）电路原理分析

每一组运算放大器有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。

两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；

Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

根据lm324原理将实验器材连接成上面拟定的电路原理图，根据调节输入信号

的大小，改变电路中各个节点的电位，由于电路为分压电路，即改变

使4个LED分别在1.2v2.4v3.6v4.8v启亮。

（输出端串接电阻为保护电阻）达到控制电路的目的。

2）LM324引脚特征：

3）电路原理图

3．电路的安装与调试

将电路中各个元器件焊接后，接上电源进行调试。

音频功放部分输入正弦信号，通过示波器读取输出信号波形，无失真且有放大作用。

电平显示模块通过接入一个6V电压源接着，串联5个1K欧的电阻，如图将串连结点中的4个以分压试的接法分别接入LM324的4个负极输入端。

再在4个输出端口分别接4个0.5K欧的保护电阻，并分别在保护电阻后分别接入4个LED，再将4个LED接地。

接6V电压，

GND接地。

最后将lm324的4个正极输入端全部用导线连起来接一个Ui作为控制信号。

通过调解Ui的大小使4个LED分别在1.2V2.4v3.6v和4.8v分别亮起（也就是说当Ui达到1.2V时亮一个，2.4v时再亮一个的同时前面的LED不会熄灭，以此类推直到4个LED在4.8V时全部亮起）。

当输入音频信号的Vpp为15mv时，功放输出约为1.4，一个LED亮；

当输入音频信号的Vpp为26mv时，功放输出约为2.6V，两个LED亮；

当输入音频信号的Vpp为约为39mv时，功放输出约为4.2V，三个LED亮；

当输入音频信号的Vpp为55mv时，功放输出约为5.6V，四个LED亮。

制作过程中遇到的问题主要为一些焊接上的工作没做好，经过多次调试问题都一个个解决了。

五．心得体会及建议

经过这次的实验，我们感触颇深，比如在整个电路设计的过程中，我们遇到了很多困难：

首先是自己找资料，通过书籍网络的帮助，设计一个原理完全正确的电路。

再者就是protel软件的学习，通过书籍以及视频，我们很快就掌握了电路原理图以及PCB的制作。

制板由于有老师以及实验室同学的指导、帮组，很快就完成了。

而调试是设计中非常重要的环节，需要耐心的检查以及分析。

一个个设计上的关卡，通过自己的学习，一个个突破，制作过程中的乐趣非常深刻。

通过这次电子设计我们认识到了自己的不足。

平时只有在课堂上听老师讲解相关的知识，学到的东西大概就局限在作业以及考试中的题目。

在学习电子系统设计这门课程之前我们的动手能力还很欠缺，但是通过这一次带电平显示的音频功率放大器的制作，我们亲身体会到了实践的重要性。

而作品的制作为两个人一组，这意味着是对我们的团队能力的培养。

总而言之，电子系统设计让我们的能力得到很好的提升！

六．附录

电路电子元件清单

报告题目

实验工具

电路板一块、电铬铁一个、松香、导线若干（用于接电源）、学生电源，插针若干。

电

路

元

件

品名

数量

性能参数

电容

3

0.1uF

470.0uF

2

100uF

电阻

10K

4

1KΩ

510Ω

LED

TDA2822m

1

LM324

七．参考文献

[1]茅于海：

漫谈音频D类放大器[J].电子技术应用，2006（5）。

[2]童诗白：

华成英:

模拟电子技术基础[M].北京：

高等教育出版社.2001。

[3]姚福安：

音频功率放大器设计，山东大学学报，2003年06期。

[4]牟小令：

高效率音频功率放大器，西南师范大学学报，2003年01期。

[5]张平：

关于音频功率放大器的应用，安阳大学学报，2002年02期。

[6]曾广兴：

现代音响技术应用，广东科技出版社，1997年3月。

[7]方佩敏：

音频功率放大器，电子世界，2003年08期。