小功率音频集成电路功率放大电路

小功率音频集成电路功率放大电路 课程(大作业) 课程名称: 模拟电子技术 设计题目:小功率音频集成电路功率放大电路 院 系: 信 息 技 术 学 院 班 级:2012级计算机科学与技术2 班设 计 者: 学 号: 指导教师: 设计时间: 2013.07.01~2013.07.05 昆明学院 昆明学院课程设计(大作业)任务书 姓 名: 院(系):信息技术学院 专 业:计算机科学与技术 学 号: 任务起止日期:2013.07.01~2013.07.05 课程设计题目: 小功率音频集成电路功率放大电路 课程设计要求: 使用TDA2822集成电路设计一个立体声音频功率放大器。 提示:TDA2822是意法半导体(ST)公司开发的双通道单片功率放大集成电路，属于低电压、宽电压范围的一块小功率音频放大电路 要求:查阅TDA2822集成电路资料，根据资料进行设计，确定输出功率、电源电压、外围电路元器件的参数等。理论设计完成后，使用面包板搭建实物电路进行调试、验证。最后，按格式要求完成课程设计报告。 工作及安排: 1、 布置任务、讲授设计0.5天 2、 查阅资料、总体设计2天 3、 安装电路0.5天 4、 调试、故障排除1天 5、 书写设计报告0.5天 6、 验收、考核0.5天 指导教师签字 年 月 日 1 课程设计(大作业)成绩 学号: 姓名: 指导教师: 课程设计题目: 小功率音频集成电路功率放大电路 总结: 通过本次课程设计，不但加深巩固了我的模电知识，还再次提升了我自己动手的能力。从一开始的网上查资料，到后来自己画出电路图，最后做出实验成果——小音箱成功的播放音乐，这一过程很有感触。一开始，对于电阻元件的识别还有些模糊，通过这次实验让我对识别电阻元件不再畏惧;还有，对于电容的正负极的判断，这次不再粗心，以前总会把电容的正负极接反，导致电路烧坏，这次接的很认真，没有再犯同样的错误:最后，就是安装好电路后的实验操作，一开始的声音是沙哑的，后来通过检查，更换电阻 、插紧线路，小音箱终于能正常播放音乐，这就是一种成功。 在这次设计中，我们确实遇了很多难以解决的问题，同时也学到了很多知识。掌握了功率放大器电路的设计与制作，掌握了TDA2822等集成电路的原理与作用以及晶体管极性的判断，如何去检查电路中的错误与线路是否导通。最后能学到的一点就是，团队的力量。只有每个人都在出力，才能更好的掌握平衡。最后，感谢老师的指导，让我们能更好的完成这次课程设计～ 指导教师评语: 成绩: 填表时间: 指导教师签名: 2 一、设计任务与要求 查阅TDA2822集成电路资料，根据资料进行设计，确定输出功率、电源电压、外围电路元器件的参数等。理论设计完成后，使用面包板搭建实物电路进行验证。 要求: 1(选择芯片，耦合电容，耦合电阻等组成音频放大器; 2(运用所学理论知识完成课程设计; 3.熟悉常用电子器件的类型和特征，并掌握合理选用原则。 4.查阅手册和上网查看文献资料，提高独立分析和解决实际问题的能力; 一、设计 1.设计要求的总体分析 封装形式的单片集成电路，主要应用,,,,,,,是一款采用,，,, 于便携式录音机和收音机作双声道音频功率放大器。它分别由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四部分组成稳压电源，由,DA,,,,，耦合电容，电阻组成功放电路。 基本逻辑框图如下: 滤波电路稳压电路 变压器 ,C220v?? ?? ?? ?? 路 ? ? 扬声器 功放电路 ?? ?? 6V 功率放大电路通常作为多级放大电路的输出级。功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。在很多电子设备中，要求放大电路的输出级能够带 3 动某种负载，例如驱动仪表，使指针偏转;驱动扬声器，使之发声;或驱动自动控制系统中的执行机构等。也就是把输入的模拟信号经被放大后,去推动一个实际的负载工作，所以要求放大电路有足够大的输出功率，这样的放大电路统称为功率放大电路。而音频功率放大器的作用就是给音响放大器的负载RL(扬声器)提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线形失真尽可能地小，效率尽可能的高。随着半导体工艺,技术的不断发展,输出功率几十瓦以上的集成放大器已经得到了广泛的应用。功率VMOS管的出现,也给功率放大器的发展带来了新的生机。总之，功率放大器的主要任务是向负载提供较大的信号功率,故功率放大器应具有以下几个主要特点: 1?. 输出功率要足够大，工作在大信号状态下，输出电压和输出电流都很大.要求在允许的失真条件下，尽可能提高输出功率。 2?. 效率要高功率放大器实质上是一个能量转换器，它是将电源供给的直流能量转换成交流信号的能量输送给负载，因此，要求转换效率高。在直流电源提供相同直流功率的条件下，输出信号功率愈大，电路的效率愈高。 3?. 非线性失真要小功率放大器是在大信号状态下工作，电压，电流摆动幅度很大，而且由于三极管是非线性器件，在大信号工作状态下，器件本身的非线性问题十分突出。因此，输出信号不可避免地会产生一定的非线性失真，在实际应用中，要采取减少失真，使之满足负载要求。 2.设计系统方案 (1)、收集TDA2822集成电路资料 TDA2822是小功率集成功放，其特点是:工作电压低，低于2V时仍能正常工作，集成度高，外围元件少，音质好。TDA2822广泛应用于收音机、随身听、耳机放大器等小功率功放电路中。 (2)、TDA2882M基本信息 工作温度范围:-40?C to +150?C 针脚数: 8 封装类型:DIP 功率, 有效值:2W 器件标号:2822 器件标记:TDA2822M 工作温度最低:-40?C 工作温度最高:150?C 带宽:0.12MHz 放大器数目:2 放大器类型:功率 电源电压 最大:15V 4 电源电压 最小:1.8V 芯片标号:2822 输出功率: 1.7W 表面安装器件:通孔安装 负载阻抗, 最小:8ohm 输出功率:1W 运放特点:音频 逻辑功能号:2822 输出信号类型:差分,单路 额定电源电压:12V 输入信号类型:单 输出类型:单通道单声道,双通道立体声 TDA2822产品种类: 音频功率放大器(Audio Power Amplifier) 产品类型: Class-AB(AB类音频功率放大器) 输出类型: 1-Channel Mono or 2-Channel Stereo(桥接单声道或立体声双声道) (3)、TDA2882M基本特点 1 ?.电源电压降到1.8V时仍能正常工作。 2 ?.交越失真小，静态电流小。 3可作桥式或立体声式功放应用。 ?. 4 ?.外围元件少。 5 ?.通道分离度高。 6 ?.开机关机无冲击噪声。 3、实施方案(用集成器件实现) 集成功率放大器是在集成运算放大电路的基础之上发展起来的，其内部的电路和原理与集成运算放大电路基本类似。但是它又和集成运放有很大的不同，这在于它的安全性，高效性，低失真上优于集成运放，并且输出功率大。电路内部多施加深度负反馈。集成功率放大器广泛应用于各种各样的电器中，输出功率由几百毫瓦到几十瓦。除了单片集成功放电路外，还有集成功率驱动器，它与外配的大功率管及少量阻容元件构成大功率放大电路，有的集成电路本身包含两个功率放大器，称为双声道功放。集成功率放大器不仅具有体积小，重量轻，成本低，外围元件少，安装调试简单，使用方便等优点;而且在性能上也优于分立元件，例如温度稳定性好，功耗小，失真小，特别是集成功 5 率放大器内部还设置有过热，过电流，过电压等自动保护功能的电路对电路自行进行保护。 三、电路原理分析 如图所示为TDA2822用于立体声功放的典型应用电路。图中，R1，R2是输入偏置电阻，C1，C2是负反馈 端的接地电容气，C6，C7是输出耦合电容，R3，C4和R4，C5是高次谐波抑制电路，用于防止电路振荡。如图所示为TDA2822用于立体声耳机的应用电路。 它的内部结构和外部引脚功能分别如下图(a)、(b)所示。若工作在双通道OTL状态，两通道信号分别从?、?脚之间和?、?脚之间输入，经内部放大，分别从?脚与?脚之间和?脚与?脚之间输出(各输出端应接耦合电容)，如果工作在单通道BTL状态，则信号从?、?脚之间输入，经内部放大，从?、?脚之间输出，无需输出耦合电容。 6 四 、安装与调试 1、使用的主要仪器、元件 TDA2822功率放大器，100uF电容3只，10kΩ电阻2只， 470uF电容2只，4.7Ω电阻2只， 2(电路安装完毕后，必须在不通电的情况下，对电路板进行认真细致的检查，以便纠正安装错误。检查应特别注意: (1)、电源的正负、负极性有没有接反，正、负极之间有没有短路现象，电源线、地线是否接触良好。 (2)二极管有电解电容极性有没有接反，三极管、集成器件引脚有没有接错，集成电路的型号及安插方向对不对，引脚连接处有无接触不良等。在安装的时候我们严格按照测量晶体管的步骤和要求进行，用万用表分别判断出二极管的阳、阴极;小功率三极管的类型、B极、C极、E极。 3.接通6V电源后打开播放器，比较小音箱音频是否异常，若有异常及时断开电源并进行电路检查，检查后再操作，知道音频播放正常为止。 7 4.安装实物如下: 五、结论与心得 通过本次课程设计，加深了对模电知识的理解，增强了动手能力，理解了一些电路的连接，也明白了一些电路有电路图转换为实际图的操作。设计过程中，每一元件都需精心计算，电路图的设计也需精心琢磨。所有这一切培养了做学问严谨和科学精神;本次设计为今后学习甚至工作积累了经验，在连接电路过程中多多少少遇到了一些问题，需要我们细心耐心解决。因为搞设计的如果没有耐心和严谨的话不可能有所成就，养成这样的习惯对以后的道路很有帮助。 在这次设计中，让我们确实遇了很多难以解决的问题，同时也学到了很多知识。掌握了功率放大器电路的设计与制作，掌握了TDA2822 等集成电路的原理与作用以及晶体管极性的判断，如何去检查电路中的错误与线路是否导通， 更让我明白团体精神的重要性。更懂得做好一件事情的不容易。接触到了与自 8 己相关专业的具体的知识，感觉到所学的东西还是很有用的，通过实践不但巩固了学过的知识，而且其他的对所学知识进行实践论证，及时的发现了存在的许多不足。 在本次实验中我们有所得，也明白了一些自己的弱点。作为一个计算机专业的学子，我们对于计算机的了解很匮乏，对电子设计类软件和集成电子产品不了解。很多关于计算机的基本知识，我们都很不懂。通过这次试验，我们明白了一些以前不知道的的知识，受益颇多。针对自身的不足，查缺补漏，在以后的学习中要多查电子类学习资料，以丰富自己的理论知识，务实理论基础。作为当代大学生仅仅掌握理论知识是远远不够的，还需大量的实践，加强素质，成为一名合格的大学生。 六、参考文献 [1] 余道衡，徐承和. 电子电路手册[M]. 北京:北京大学出版社， 1996. 【2】模拟电子技术基本教程 华成英 主编 清华大学出版社 9