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文檔簡介
1、<p> 本科綜合課程設(shè)計報告</p><p> 題 目:數(shù)控音量調(diào)節(jié)集成音頻功率放大器 </p><p> 學(xué)院(系): 信息肯學(xué)與工程學(xué)院 </p><p> 專 業(yè) : 自動化 </p><p>
2、 年級班級 : 11自動化1班 </p><p> 學(xué) 號 : </p><p> 學(xué)生姓名 : </p><p> 指導(dǎo)教師 :
3、 </p><p><b> 1 前言3</b></p><p><b> 2 原理3</b></p><p><b> 3 電路設(shè)計5</b></p><p> 3.1 技術(shù)指標(biāo)5</p><p&
4、gt; 3.2 方案論證5</p><p> 3.2.1 芯片選擇5</p><p> 3.3工作方式選擇6</p><p> 3.3.1.功率放大器的設(shè)計與計算7</p><p> 3.3.2單電源供電OTL音頻功率放大器工作原理7</p><p> 3.3.3雙電源供電BTL音頻功率放大器工
5、作原理8</p><p><b> 4、硬件設(shè)計9</b></p><p> 4.1功率放大器9</p><p> 4.2數(shù)控音量調(diào)節(jié)電路10</p><p> 4.2.1 CD4051八路模擬開關(guān)設(shè)計11</p><p> 4.2.2 CD4516八進(jìn)制設(shè)計14</p
6、><p> 4.2.3計數(shù)脈沖16</p><p> 4.2.4計數(shù)脈沖與CD4516相連18</p><p> 4.3電源設(shè)計18</p><p> 4.3.1 功放電源19</p><p> 4.3.2 數(shù)控電源20</p><p> 4.4 散熱設(shè)計21</p&g
7、t;<p> 5、電路制作與調(diào)試21</p><p> 5.1電路元件的選取21</p><p> 5.2電路的焊接21</p><p> 5.3調(diào)試與參數(shù)設(shè)置24</p><p> 5.4 數(shù)控音量集成音頻功率放大器的測試基本內(nèi)容:26</p><p> 5.5數(shù)據(jù)紀(jì)錄與處理27
8、</p><p><b> 6、心得體會29</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn):30</b></p><p> 數(shù)控音量調(diào)節(jié)集成音頻功率放大器</p><p><b> 1、前言:</b></p><p> 本設(shè)計采用TDA203
9、0作為功放芯片,采用OCL電路供電,用按鈕開關(guān)作為CD4516的計數(shù)脈沖,作為計數(shù)器的輸入,然后計數(shù)器的低三位輸出控制八路模擬開關(guān)CD4051,選擇不同的衰減倍數(shù),達(dá)到對電平的控制,將音頻信號經(jīng)過八個電阻組成的衰減網(wǎng)絡(luò),輸入給TDA2030功放芯片,實(shí)現(xiàn)音頻信號的放大,通過一個阻抗為8.3Ω的喇叭表現(xiàn)出來。</p><p> 關(guān)鍵詞:TDA2030功放芯片、衰減式音調(diào)、電壓增益、功率增益。</p>
10、<p><b> 2、原理:</b></p><p> 我們熟悉的集成功放有TDA2030A、LM1875、TDA1514等,其中TDA1514外圍電路較復(fù)雜,且容易自激。LM1875外圍電路簡單,電路成熟,低頻特性好,保護(hù)功能齊全,但是高頻特性較差(BW≤70KHz)。</p><p> TDA2030A上升速率高、瞬態(tài)互調(diào)失真??;輸出功率大,而保
11、護(hù)性能以較完善;外圍電路簡單,使用方便;</p><p> 頻帶寬BW(10~140KHz),缺點(diǎn)是低頻特性欠缺。綜合題目要求,選用TDA2030A 作功放。 </p><p> 本設(shè)計功率放大器選用集成功放TDA2030A,采用雙電源OCL電路,原理圖如圖1所示。</p><p> C1 為信號耦合電容,R3為輸入接地電阻,防止輸入開路時引入感應(yīng)噪聲。 &l
12、t;/p><p> R1、R2組成反饋網(wǎng)絡(luò),C2為直流負(fù)反饋電容,以使電路直流為100%負(fù)反饋。靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定性好。 </p><p> D1、D2為保護(hù)二極管。 </p><p> R4和C3 組成輸出退耦電路,防止功放產(chǎn)生高頻自激。 </p><p> C4、C5、C6、C7是電源退耦電容。 </p><p>
13、 4個 1N4004組成全橋整理電路,防止正負(fù)電源誤接。</p><p> RW電位器可以實(shí)現(xiàn)輸入衰減,可作音量調(diào)節(jié)用。</p><p> 圖2數(shù)控音量調(diào)節(jié)集成音頻功率放大器原理圖框</p><p><b> 3、電路設(shè)計</b></p><p><b> 3.1技術(shù)指標(biāo)</b></
14、p><p> 1、在音頻信號處輸入正弦波輸入電壓幅度≥800mV,等效負(fù)載電阻 RL</p><p><b> 滿足: </b></p><p> ?。?)額定功率輸出功率:POR≥10W; </p><p> (2)頻率響應(yīng):BW≥20Hz ~ 100kHz(≤3dB) </p><p>
15、(3)在 POR 和BW內(nèi)非線性失真系數(shù):≤1% (10W,30Hz~20kHz); </p><p> ?。?)在 POR 下的效率≥55%; </p><p> 2、數(shù)控音量調(diào)節(jié)部分盡量能多檔位。 </p><p> 3、電源穩(wěn)壓部分不要自制,但要求必須有整流濾波電路。 </p><p><b> 3.2方案論證</
16、b></p><p><b> 3.2.1芯片選擇</b></p><p> 我們熟悉的集成功放有TDA2030A、LM1875、TDA1514等,其中TDA1514外圍電路較復(fù)雜,且容易自激。LM1875外圍電路簡單,電路成熟,低頻特性好,保護(hù)功能齊全,但是高頻特性較差(BW≤70KHz)。TDA2030A上升速率高、瞬態(tài)互調(diào)失真?。惠敵龉β蚀?,而保護(hù)性能
17、以較完善;外圍電路簡單,使用方便;頻帶寬BW(10~140KHz),缺點(diǎn)是低頻特性欠缺。綜合題目要求,選用TDA2030A作功放。</p><p> TDA 2030 是一塊性能十分優(yōu)良的功率放大集成電路,其主要特點(diǎn)是上升速率高、瞬態(tài)互調(diào)失真小,在目前流行的數(shù)十種功率放大集成電路中,規(guī)定瞬態(tài)互調(diào)失真指標(biāo)的僅有包括TDA 2030 在內(nèi)的幾種。我們知道,瞬態(tài)互調(diào)失真是決定放大器品質(zhì)的重要因素,該集成功放的一個重要
18、優(yōu)點(diǎn)。</p><p> TDA2030 集成電路的另一特點(diǎn)是輸出功率大,而保護(hù)性能以較完善。根據(jù)掌握的資料,在各國生產(chǎn)的單片集成電路中,輸出功率最大的不過20W,而TDA 2030的輸出功率卻能達(dá)18W,若使用兩塊電路組成BTL電路,輸出功率可增至35W。另一方面,大功率集成塊由于所用電源電壓高、輸出電流大,在使用中稍有不慎往往致使損壞。然而在TDA 2030集成電路中,設(shè)計了較為完善的保護(hù)電路,一旦輸出電流
19、過大或管殼過熱,集成塊能自動地減流或截止,使自己得到保護(hù)(當(dāng)然這保護(hù)是有條件的,我們決不能因?yàn)橛斜Wo(hù)功能而不適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行使用)。</p><p> TDA2030 集成電路的第三個特點(diǎn)是外圍電路簡單,使用方便。在現(xiàn)有的各種功率集成電路中,它的管腳屬于最少的一類,總共才5端,外型如同塑封大功率管,這就給使用帶來不少方便。</p><p> TDA2030 在電源電壓±14V,負(fù)載
20、電阻為4Ω時輸出14瓦功率(失真度≤0.5%);在電源電壓 ±16V,負(fù)載電阻為4Ω時輸出18瓦功率(失真度≤0.5%)。該電路由于價廉質(zhì)優(yōu),使用方便,并正在越來越廣泛地應(yīng)用于各種款式收錄機(jī)和高保真立體聲設(shè)備中。</p><p><b> 3.3工作方式選擇</b></p><p> 3.3.1功率放大器的設(shè)計與計算</p><p&g
21、t; 本設(shè)計功率放大器選用集成功放TDA2030A,采用雙電源OCL電路,原理圖如圖1所示。</p><p> TDA2030A開環(huán)增益為90dB,即放大倍數(shù)A=32000。</p><p> 因?yàn)橐筝敵龅?Ω電阻負(fù)載上的功率POR≥10W,而</p><p> 加上功率管管壓降2V,則</p><p> V= +2=12.65+
22、2=14.65V</p><p> 取電源電壓為±15V。</p><p><b> 所以計算效率為</b></p><p> 輸出最大不失真電壓=12.65V,故</p><p><b> =32</b></p><p> 則功率電壓增益取≈30dB&l
23、t;/p><p> 優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是省去體積較大的輸出電容,頻率特性好,缺點(diǎn)是需要雙電源供電,對電源的要求稍高。</p><p> 3.3.2單電源供電OTL音頻功率放大器工作原理</p><p><b> 電路圖</b></p><p> 優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是可以使用單電源供電,是電池供電的首選電路。缺點(diǎn)是需要通過體積較大
24、電解電容作為輸出耦合。</p><p> 3.3.3雙電源供電BTL音頻功率放大器工作原理</p><p> 用兩塊TDA2030 組成如圖3所示的BTL功放電路,TDA 2030(1)為同相放大器,輸入信號Vin通過交流耦合電容C1饋入同相輸入端①腳,交流閉環(huán)增益為KVC①=1+R3 / R2≈R3 / R2≈30dB。R3 同時又使電路構(gòu)成直流全閉環(huán)組態(tài),確保電路直流工作點(diǎn)穩(wěn)定。T
25、DA2030(2)為反相放大器,它的輸入信號是由TDA 2030(1)輸出端的U01 經(jīng)R5、R7分壓器衰減后取得的,并經(jīng)電容C6后饋給反相輸入端②腳,它的交流閉環(huán)增益KVC②=R9 / R7//R5≈R9/R7≈30dB。由R9=R5,所以TDA 2030(1)與TDA 2030(2)的兩個輸出信號U01 和U02 應(yīng)該是幅度相等相位相反的,即: U01≈Uin·R3 / R2 U02≈-U01·R
26、9 / R5 </p><p> ∵ =R5 ∴ U02 =-U01 </p><p> 因此在揚(yáng)聲器上得到的交流電壓應(yīng)為: </p><p> Vo= U01 -(-U02)= 2U01 = 2U02</p><p><b> 原理圖:</b></p><p>
27、; 優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是無論使用單電源還是雙電源供電都不需要輸出電容,理想輸出功率是單個OCL電路的4倍。優(yōu)點(diǎn)是功率做得更大,缺點(diǎn)是電路比較復(fù)雜。</p><p><b> 4、硬件設(shè)計</b></p><p><b> 4.1功率放大器</b></p><p> TDA2030是德律風(fēng)根生產(chǎn)的音頻功放電路,采用V型5
28、腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。如圖6所示,按引腳的形狀引可分為H型和V型。該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備,具有體積小、輸出功率大、失真小等特點(diǎn)。并具有內(nèi)部保護(hù)電路。意大利SGS公司、美國RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同類產(chǎn)品生產(chǎn),雖然其內(nèi)部電路略有差異,但引出腳位置及功能均相同,可以互換。</p><p> 圖6 TDA2030芯片的引腳圖</p><p&g
29、t; 4.2數(shù)控音量調(diào)節(jié)電路</p><p> 本電路采用可利用一按鈕開關(guān)產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖,作為計數(shù)器CD4516的輸入。CD4516 (CD4510)為一單時鐘可逆十六進(jìn)制(十進(jìn)制)計數(shù)器,計數(shù)器的低三位輸出控制八路模擬開關(guān)CD4051,選擇不同的衰減倍數(shù),達(dá)到對信號電平的控制。同時計數(shù)器輸出經(jīng)74LS248譯碼后直接驅(qū)動共陰數(shù)碼管做音量檔位顯示。</p><p> 4.2.1、CD
30、4051八路模擬開關(guān)</p><p> 芯片簡介:如圖8,CD4051是單8通道數(shù)字控制模擬電子開關(guān),有A、B和C三個二進(jìn)制控制輸入端以及INH共4個輸入,具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流。幅值為4.5~20V的數(shù)字信號可控制峰值至20V的模擬信號。例如,若VDD=+5V,VSS=0,VEE=-13.5V,則0~5V的數(shù)字信號可控制-13.5~4.5V的模擬信號。這些開關(guān)電路在整個VDD-VSS和VDD-VEE
31、電源范圍內(nèi)具有極低的靜態(tài)功耗,與控制信號的邏輯狀態(tài)無關(guān)。當(dāng)INH輸入端=“1”時,所有的通道截止。只有當(dāng)INH=0時,三位二進(jìn)制信號才可以選通8通道中的一個通道,連接該輸入端至輸出。其中VEE可以接負(fù)電壓,也可以接地。當(dāng)輸入電壓有負(fù)值時,VEE必須接負(fù)電壓,其他時候可以接地。 </p><p> 圖8 CD4051芯片引腳圖</p><p> 控制端輸入不同的電位,對應(yīng)的通道不同,從而
32、實(shí)現(xiàn)八路模擬開關(guān)的功能,如圖9是每個通道對應(yīng)的輸入狀態(tài)。如圖9是由電阻和芯片組成的衰減網(wǎng)絡(luò),左邊八個電阻起到分壓作用,在相同的輸入電壓狀況下,前置電阻越大,分壓越大,從而衰減越多,從而實(shí)現(xiàn)音頻檔位的控制。如表1,是每個檔位對應(yīng)的音量大小。</p><p> 圖9 CD4051控制端輸入狀態(tài)對應(yīng)的接通通道圖</p><p> 圖10 電阻衰減網(wǎng)絡(luò)</p><p&g
33、t; CBA=000, Vo1=R10/(R1+R10)Vi </p><p> CBA=001, Vo1=R10/(R2+R10)Vi</p><p><b> ……</b></p><p> 表1 衰減網(wǎng)絡(luò)中每個電阻對應(yīng)的檔位</p><p> 選擇合適的電阻衰減網(wǎng)絡(luò),使音量變化明顯。</p>
34、;<p> 4.2.2、CD4516計數(shù)</p><p> CD4516是一個十六進(jìn)制的計數(shù)器,工作電壓+5V。在本次設(shè)計中,芯片16腳VDD接+5V,8腳VSS接地。由于我們只需要利用到八進(jìn)制的計數(shù)器功能,所以,把計數(shù)器的2腳(Q3)懸空,相當(dāng)于只取后三位(八進(jìn)制),如圖12,按照Q3Q2Q1Q0順序排的主循環(huán)狀態(tài)圖,我么不看Q3,只看Q2Q1Q0,就是一個八進(jìn)制的循環(huán)狀態(tài)圖。</p&g
35、t;<p> 圖11 CD4516引腳圖</p><p> 如圖13 芯片狀態(tài)圖,P0、P1、P2、P3預(yù)置輸入端,在PE上升沿有效。U/D加減設(shè)置端,1位加,0位減。CLK時鐘端,上升沿有效;RST復(fù)位端,高電平復(fù)位 ;Q0、Q1、Q2、Q3十六進(jìn)制輸出端;CIN低端進(jìn)位;COUT加減到輸出端。</p><p> 圖13 CD4516狀態(tài)圖</p>
36、;<p> P0、P1、P2、P3 預(yù)置輸入端,在PE 上升沿有效。U/D 加減設(shè)置端,1位加,0位減。CLK時鐘端,上升沿有效;RST 復(fù)位端,高電平復(fù)位 ;Q0、Q1、Q2、Q3 十六進(jìn)制輸出端;CIN 低端進(jìn)位;COUT 加減到輸出端;</p><p> 按功能表,預(yù)置功能沒有使用,P0P1P2P3P4 懸空、接高低電平都可,計數(shù)情況下 PE 要接高電平,CI接低電平,CLK輸入脈沖。&l
37、t;/p><p> JP4 跳帽接到U/D,用來設(shè)置音量遞增或遞減調(diào)節(jié)方向。</p><p> CD4051 模擬開關(guān)有八路開關(guān),CD4516 要設(shè)置成八進(jìn)制(需要提供 000-111 或 111-000 的計數(shù)),只需要連接輸出Q2Q1Q0低三位到CD4051的CBA即可(不必反饋清零,RST直接接0)。</p><p> 4.2.3、計數(shù)脈沖</p>
38、;<p> CD4516的CLK在上升沿計數(shù),CLK計數(shù)脈沖由按鍵上拉電阻產(chǎn)生,如圖12所示。</p><p> 通常的按鍵所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān),當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開、閉合時,電壓信號模型如圖 13。由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用,一個按鍵開關(guān)在閉合時不會馬上穩(wěn)定地接通,在斷開時也不會一下子斷開。因而在閉合及斷開</p><p> 的瞬間均伴隨有一連串的抖動。抖動時間的長短由按鍵的
39、機(jī)械特性決定,一般為5ms~10ms。這是一個很重要的時間參數(shù),在很多場合都要用到。 </p><p> 按鍵穩(wěn)定閉合時間的長短則是由操作人員的按鍵動作決定的,一般為零點(diǎn)幾秒至數(shù)秒。 鍵抖動會引起一次按鍵被誤讀多次。為確保 CPU 對鍵的一次閉合僅作一次處理,必須去除鍵抖動。在鍵閉合穩(wěn)定時讀取鍵的狀態(tài),并且必須判別到鍵釋放穩(wěn)定后再作處理。按鍵的抖動,可用硬件或軟件兩種方法。</p><p
40、> 硬件消抖:在鍵數(shù)較少時可用硬件方法消除鍵抖動。下圖所示的RS觸發(fā)器為常用的硬件去抖。 圖 13中兩個“與非”門構(gòu)成一個RS 觸發(fā)器。當(dāng)按鍵未按下時,輸出為1;當(dāng)鍵按下時,輸出為0。 </p><p> 此時即使用按鍵的機(jī)械性能,使按鍵因彈性抖動而產(chǎn)生瞬時斷開(抖動跳開 B),中要按鍵不返回原始狀態(tài)A,雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不改變,輸出保持為0,不會產(chǎn)生抖動的波形。也就是說,即使B點(diǎn)的電壓波形是抖動的,但經(jīng)
41、雙穩(wěn)態(tài)電路之后,其輸出為正規(guī)的矩形波。這一點(diǎn)通過分析RS 觸發(fā)器的工作過程很容易得到驗(yàn)證。</p><p> 另一種硬件消抖的方法利用電容的放電延時,采用并聯(lián)電容法,也可以實(shí)現(xiàn)硬件消抖,如圖14所示。</p><p> 4.2.4、計數(shù)脈沖與CD4516相連</p><p><b> 4.3、電源設(shè)計</b></p><
42、;p> 4.3.1 功放電源</p><p> 功放部分電源由220V 經(jīng)雙12V變壓器降壓,過整流橋整流,電容濾波,輸出±Vcc≈±15V。</p><p> 理論上,整流橋出來的負(fù)載電壓VL應(yīng)滿足15V以上,才能保證芯片正常工作。故變壓器變壓后的有效電壓應(yīng)該是: </p><p><b> 直流電流為<
43、/b></p><p><b> 輸出功率:</b></p><p> 整流橋中四個二極管,兩兩輪流導(dǎo)通,所以流經(jīng)每個二極管的平均電流是</p><p> 整流橋內(nèi)的二極管承受的最大反向電壓為:</p><p> 但是,實(shí)際上,經(jīng)過電容濾波電路后,</p><p><b>
44、 所以,負(fù)載上的電壓</b></p><p><b> 負(fù)載上的電流</b></p><p><b> 負(fù)載上的功率:</b></p><p> 整流橋上的二極管的平均電流是:</p><p> 整流橋內(nèi)的二極管承受的最大反向電壓為:</p><p>
45、 整流橋的內(nèi)部二極管的擊穿電壓要高于17.67V,最好是20V以上,比如IN4007和IN4001。</p><p> 在濾波電容的選擇上,我們選擇一個較大的2200uF的電解電容和一個0.1uF的104瓷片電容,可以分別濾掉不同頻率的交流信號。</p><p> 考慮到功率要足夠,實(shí)際生活中,變壓器輸出電壓都比額定輸出電壓高一點(diǎn),TDA2030用的是雙電源OCL供電。所以我們選擇的變
46、壓器是雙12V40W的變壓器。 </p><p><b> 數(shù)控電源</b></p><p> 音量調(diào)節(jié)采用5V直流穩(wěn)壓電源,用三端穩(wěn)壓集成塊7805。7805的穩(wěn)壓集成塊的極限輸入電壓是36V,最低輸入電壓為輸出電壓的3-4V以上。引腳如圖16,1腳輸入,2腳接地,3腳輸出。在電路中的放置如圖17,由于穩(wěn)壓芯片遠(yuǎn)離整流橋的濾波電容,所以為了避免會有交流電出現(xiàn),
47、加上兩個電容C1和C9,去除交流成分。C10和C11是為了防止電路的瞬態(tài)響應(yīng),改善電路的穩(wěn)定性。LED燈顯示穩(wěn)壓芯片是否開始工作。</p><p><b> 4.4 散熱設(shè)計</b></p><p> TDA功放芯片工作時候會產(chǎn)生大量的熱量,所以必須得安裝散熱片,本設(shè)計中是利用散熱效果較好的鋁合金散熱片,7.5*2*4.5cm的規(guī)格。</p>&l
48、t;p> 由于數(shù)控模塊電路功率不大,7805穩(wěn)壓芯片工作時候不會產(chǎn)生太大的熱量,可以考慮不安裝散熱片,鑒于安全性,本設(shè)計安裝了一個小型的散熱片。</p><p><b> 5、電路制作與調(diào)試</b></p><p> 5.1 電路元件的選取</p><p> 本電路采用TDA2030、CD4516、CD4051、7805等芯片,
49、采用橋堆、電阻、電容、開關(guān)等普通品。電路板用銅板制作。</p><p><b> 電路的焊接</b></p><p> 用PROTEL畫原理圖,再按照原理圖PCB板并制作PCB板,再按PCB圖焊接元件。</p><p><b> 功放PCB</b></p><p><b> 數(shù)控P
50、CB</b></p><p><b> 調(diào)試與參數(shù)設(shè)置</b></p><p><b> 調(diào)試:</b></p><p> 1、對照原理圖,檢查各個元器件的引腳是否接對了,不對的修改好。</p><p> 2、測量變壓器輸出電壓是否低于14V,高于14V會造成2030工作狀態(tài)不穩(wěn)
51、定。</p><p> 3、通電時,用手摸住TDA2030,觀察TDA2030,如芯片迅速發(fā)燙則立即關(guān)斷電源,排除故障。</p><p> 4、功放模塊不發(fā)燙狀況下,測量整流橋出來的正負(fù)電壓是否正常,偏低或偏高都要斷電檢查,到底是變壓器不合格還是電路的問題。</p><p> 5、連接音箱前先測量下TDA2030輸出端的直流電壓,正常應(yīng)該很?。ń咏?);如直流
52、電壓輸出很大則不要接入音箱,排除故障后才能接。為了以防萬一,我們可以在音箱的線路上串聯(lián)一個大電容,把直流成分濾掉。</p><p> 6、正負(fù)電源千萬不能接反;</p><p> 7、TDA2030芯片引腳很容易斷,安裝時請注意。</p><p> 8、功放模塊正常工作后,拔掉數(shù)控模塊的4516和4051芯片,給數(shù)控模塊供電,通電時候用手摸住7805,如果快速
53、發(fā)燙,馬上斷電排除故障。</p><p> 9、故障排除后,用萬用表測量7805輸出電壓是否是5V,或者接近5V。測量4516和4051芯片的16腳和8腳,看電壓是否是5V。如果不是,檢查電路,排除故障。</p><p><b> PCB參數(shù)設(shè)置</b></p><p> 數(shù)控音量調(diào)節(jié)電路部分和集成功放部分要求分別做到 2 塊獨(dú)立的 PC
54、B 板(大小為 10cm*10cm)上,注意留出它們之間的連接頭。</p><p> 2、變壓器的封裝是大3P插頭。 </p><p> 3、集成功放部分請注意: </p><p> ①散熱問題設(shè)計,PCB 注意留出散熱片安裝位置; </p><p> ②TDA2030的反面是和負(fù)電壓連通的,可以不加絕緣片,但要注意不要碰到了“地”。
55、 </p><p> ③此部分電流較大,請適當(dāng)加粗銅線; </p><p> ?、芾容敵?、音頻信號輸入、變壓器電源輸入不要靠得太近。 </p><p> 4、為了制作和焊接時候方便,一般要求焊盤直徑≥2.5mm,銅線≥1.5mm。 (能大就盡量大,以免斷線打飛)直徑可以≥3mm </p><p> 5、制作PCB 時請注意元件封裝要跟
56、實(shí)際元器件相符合。 </p><p><b> 6、接口安排</b></p><p> 數(shù)控音量調(diào)節(jié)集成音頻功率放大器的測試基本內(nèi)容</p><p> 注意:直流電源電壓15V,負(fù)載電阻為8.2Ω。將數(shù)控音量調(diào)節(jié)調(diào)到最大輸入的情況。 </p><p> 只測試功放板,數(shù)控板不接。</p><p
57、> 1、直流檔測量TDA2030A的3、5腳電源電壓</p><p> Vcc= Vdd= Vo= </p><p> 2、測量輸出電壓放大倍數(shù)Au,測試條件:</p><p> 接入負(fù)載電阻8Ω,調(diào)節(jié)輸入信號1KH,用示波器觀察輸出信號,幅度最大不失真輸出,交流檔測量并紀(jì)錄輸入電壓(1uF電容左邊)、輸出電壓,計算放
58、大倍數(shù)。</p><p> Vi= Vo= Au=</p><p> 3、測量上、下限頻率fh和fL,測試條件:</p><p> 步驟2基礎(chǔ)上,輸入信號幅度不變,示波器觀察輸出信號,增大加大輸入信號頻率,當(dāng)輸出信號峰值下降到步驟2峰值的0.707倍時(步驟2輸出電壓0.707Vo),此時的頻率即為上限頻率fh;減小輸入信號頻
59、率,同樣當(dāng)輸出信號下降到步驟2峰值的0.707倍時(步驟2輸出電壓0.707Vo),此時的頻率即為下限頻率fL。 </p><p> fh= fL=</p><p><b> 4、效率計算</b></p><p> 由步驟1、2,計算效率。</p><p><b> 數(shù)據(jù)記錄與處理&
60、lt;/b></p><p> 負(fù)載電阻為8.3Ω。將數(shù)控音量調(diào)節(jié)調(diào)到最大輸入的情況。</p><p> 1.測量輸出電壓放大倍數(shù)Au。</p><p> 測試條件:調(diào)節(jié)輸入信號1KH,幅度最大不失真輸出,記錄錄輸入電壓、輸出電壓,填入表2,計算放大倍數(shù)。</p><p> 公式:放大倍數(shù)Au=Vom / |Vi|</p&
61、gt;<p> 電壓增益Av=20lg|Au|dB</p><p> 表2 測量輸出電壓倍數(shù) </p><p> 把測量值經(jīng)過計算得出,電壓增益Av為28dB,基本達(dá)到預(yù)期,滿足實(shí)驗(yàn)要求,數(shù)據(jù)屬于正常。</p><p> 2.測量上、下限頻率fH和fL。</p><p> 測試條件:步驟1:輸入信號幅度不變,加大輸
62、入信號頻率,當(dāng)輸出信號下降到步驟1輸出電壓的0.707時,此時的頻率即為上限頻率fH;減小輸入信號頻率,當(dāng)輸出信號下降到步驟1輸出電壓的0.707時,此時的頻率即為下限頻率fH。并將數(shù)據(jù)填入表3。</p><p> 公式:通頻帶BW=fH-fL</p><p> 表3 測量上、下限頻率</p><p> 經(jīng)過測量,通頻帶為2.0Hz~9.5KHz,在誤差允許范
63、圍內(nèi),基本滿足任務(wù)要求。</p><p><b> 3.效率測試</b></p><p> 測量TDA2030直流電源電壓,計算效率。如表4</p><p><b> 表4 效率測試</b></p><p><b> 計算:</b></p><p&g
64、t; 要求輸出到8.3Ω電阻負(fù)載上的功率POR≥10W,</p><p> 測量得電源電壓為±18.06V。</p><p><b> 計算效率為</b></p><p> 滿足任務(wù)要求的55%。 </p><p><b> 6、心得體會</b></p>
65、<p> 本次課程設(shè)計是上大學(xué)的第一次課程設(shè)計,在設(shè)計過程中的每一步的成功都有無法言語的激動,為了檢查電路我們可以廢寢忘食的留在實(shí)驗(yàn)室,彼此幫助相互學(xué)習(xí)。</p><p> 本次課程設(shè)計過程前期比較輕松,后期做PCB圖時候出現(xiàn)不少問題,不合理的安排極容易產(chǎn)生飛線。功放模塊中芯片2030,我們給它1腳接一個接地電阻,防止開路時候引入感應(yīng)噪聲。4腳接個電阻和電容組成退耦電路,可以有效避免高頻自激。&l
66、t;/p><p> 在把整流橋接入電路時候,需要用萬用表測量,確定后正負(fù)后才能接入電路,不能只看元器件上標(biāo)志的“+”號,不少“+”都是標(biāo)歪掉的,很難區(qū)分。</p><p> 變壓器電壓不能超過14V,否則,經(jīng)過整流后,電壓會增加到2030不能正常工作的地步。</p><p> 在制作PCB圖時候,要盡量避免90度以及低于90度的拐角,以免引起尖端放電。</p
67、><p> 經(jīng)過這次課程設(shè)計,理解了一個電子產(chǎn)品從構(gòu)思到做出來的基本流程。并且鞏固了模電,數(shù)電,protel制圖的知識,學(xué)會了焊接的技巧,調(diào)試技巧,以及做板的基本方法。</p><p> 通過這次課程設(shè)計是我明白了動手能力的重要性,以及自己思考問題的重要性,自己可以親手做出來一個數(shù)控功放挺有成就感的。</p><p> 同時,非常感謝老師對我們的耐心及細(xì)心指導(dǎo)。&
68、lt;/p><p><b> 7、參考文獻(xiàn)</b></p><p> 1、集成音頻功率放大器電路原理圖</p><p> 2、集成音頻功率放大器電路PCB圖</p><p> 3、數(shù)控音量調(diào)節(jié)電路原理圖</p><p> 4、數(shù)控音量調(diào)節(jié)電路PCB圖</p><p>
69、 5、TDA2030資料http://baike.baidu.com/view/140332.htm</p><p> 6、7805芯片資料http://baike.baidu.com/view/1015514.htm</p><p> 7、CD4051芯片資料http://baike.baidu.com/view/3506218.htm</p><p>
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