高保真功放——畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)作品題目：高保真功放姓名：專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)班級(jí)：學(xué)號(hào)：校內(nèi)指導(dǎo)老師：校外指導(dǎo)老師：填表日期：湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處制湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)作品二級(jí)學(xué)院醫(yī)管學(xué)院專業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)校內(nèi)指導(dǎo)老師畢業(yè)設(shè)計(jì)名稱高保真功放校外指導(dǎo)老師畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間本設(shè)計(jì)主要介紹采用TDA1521芯片設(shè)計(jì)的功率放大器高保真功放ICTDA1521采用九腳單列直插式塑料封裝，是飛利浦2×15W單片功放集成電路,外圍元件極少,使用方便,具有短路保護(hù)和靜噪功能,電源內(nèi)阻要小于4歐,以確保負(fù)載短路保護(hù)功能可靠動(dòng)作。電器特性參數(shù):(Vcc=±16VRL=8Ωf=1KHzTa

2、=25℃)1、電源電壓：Vcc=±7.5--±20V推薦值：±15V2、輸出功率：Po=2×12W(THD=0.5%)BTL形式時(shí)Po=30W3、電壓增益：Gv=30dB4、通道隔離度:CT=70dB5、輸出噪聲電壓：Vno=70uV（Rg=2KΩ）有輸出功率大、兩聲道增益差小、有過(guò)熱過(guò)載短路保護(hù)等特點(diǎn)。雙電源供電時(shí)，省去兩個(gè)音頻輸出電容高低音音質(zhì)更佳。單電源供電時(shí)，電源濾波電容應(yīng)盡量靠近集成電路的電源端，以免電路內(nèi)部自激。1設(shè)計(jì)方案及比較方案I：功率放大輸出級(jí)采用分立元件構(gòu)成的OCL電路，驅(qū)動(dòng)級(jí)采用集成芯片，整個(gè)功放級(jí)采用大環(huán)電壓負(fù)反饋。這種方案的

3、優(yōu)點(diǎn)是：由于反饋深度容易控制，故放大倍數(shù)容易控制。且失真度可以做到很小，使音質(zhì)很純凈。但外圍元器件較多，調(diào)試要困難一些。方案II：采用專用的功放集成芯片。TDA1521是一款功率放大集成塊，體積小巧，外圍電路簡(jiǎn)單，且輸出功率較大。該集成電路內(nèi)部設(shè)有過(guò)載過(guò)熱及感性負(fù)載反向電勢(shì)安全工作保護(hù)。根據(jù)題目設(shè)計(jì)要求，可供選擇的功率放大器可由分立元件組成，也可由集成電路完成。由分立元件組成的功放，如果電路選擇得好，參數(shù)恰當(dāng)，元件性能優(yōu)越，且制作和調(diào)試得好，則性能很可能高過(guò)較好的集成功放。許多優(yōu)質(zhì)功放均是分立功放。但其中只要有一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題或者搭配不當(dāng)，則性能很可能低于一般

4、集成功放，為了不至于因過(guò)載、過(guò)流、過(guò)熱等損壞還得加復(fù)雜的保護(hù)電路?，F(xiàn)在市場(chǎng)上有許多性能優(yōu)異的集成功放芯片，如TDA1521，TDA2040A、LM1875、TDA1514等。集成功放具有工作可靠，外圍電路簡(jiǎn)單，保護(hù)功能較完善，易制作調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)，雖不及頂級(jí)功放的性能，但滿足并超過(guò)本設(shè)計(jì)的要求是沒(méi)有問(wèn)題的。另外集成運(yùn)放還有性價(jià)比高的特點(diǎn)。故本系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用方案二。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：技術(shù)成熟，外圍元器件少，保護(hù)功能較完善，調(diào)試簡(jiǎn)單，便于擴(kuò)功等。2電路的設(shè)計(jì)2.1直流穩(wěn)壓電源電路本方案選用了±12V的電壓。電路圖如下圖所示(1)整流部分：采用單相橋式整流電路，可選用四個(gè)1

5、N4007二極管或橋堆，最大整流電流1A即可。橋式整流電路如圖所示，其中圖（a）、（b）、（c）是它的三種不同畫(huà)法。它是由電源變壓器、四只整流二極管D1~4和負(fù)載電阻RL組成。四只整流二極管接成電橋形式，故稱橋式整流。橋式整流電路的工作原理如圖Z0706所示。在u2的正半周，D1、D3導(dǎo)通，D2、D4截止，電流由TR次級(jí)上端經(jīng)D1→RL→D3回到TR次級(jí)下端，在負(fù)載RL上得到一半波整流電壓。在u2的負(fù)半周，D1、D3截止，D2、D4導(dǎo)通，電流由Tr次級(jí)的下端經(jīng)D2→RL→D4回到Tr次級(jí)上端，在負(fù)載RL上得到另一半波整流電壓。（2）濾波部分：在本設(shè)計(jì)中，選用最

6、簡(jiǎn)單易行的電容濾波電路。在如圖所示的電源電路圖中，電容C1到C8都為濾波電容。其中小電容C3，C4，C7，C8一方面能消除PCB導(dǎo)線感抗對(duì)電源的影響，防止自激震蕩；另一方面也能濾去電壓中的高頻部分。直流輸出電壓：(3-9)直流輸出電流：(3-10)是變壓器副邊電流的有效值。RLC(為負(fù)載阻值)越大，電容器放電越慢，輸出電壓平均值越大。一般可選放電時(shí)間常數(shù)RLC大于C的充電周期(3~5)倍。對(duì)橋式整流來(lái)說(shuō),C的充電周期等于交流電網(wǎng)周期的一半，即(3-11)，設(shè)計(jì)選取(3-12)式3-12中，T為電容的充電周期，RL為負(fù)載電阻，(3-13)(3-14)由于采用電解

7、電容，考慮到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)范圍為10%，電容的耐壓值應(yīng)大于。結(jié)合上面的數(shù)據(jù)，本次設(shè)計(jì)選取了電解電容C1，C2，C5，C6，耐壓值25V，C1，C5為容值為1000uF；C3，C7為100uF；C2，C4，C6，C8為陶瓷電容，容值0.1uF。（3）穩(wěn)壓部分：雖然整流濾波電路能將正弦電流電壓轉(zhuǎn)化為較為平滑的直流電壓，但是，一方面，由于輸出電壓平均值取決于變壓器副邊電壓有效值，所以當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，輸出電壓平均值將隨之波動(dòng)；另一方面，由于整流濾波電路內(nèi)阻的存在，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，內(nèi)阻的電壓隨之改變，于是輸出電壓平均值也就隨之產(chǎn)生相反的變化。所以，為了得到輸出穩(wěn)定的直流

8、電壓，經(jīng)整流濾波后的直流電壓必須采取一