音频功率放大电路的设计

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1、..音频功率放大电路的设计王##(安庆师范大学物理与电气工程学院安徽安庆246011)指导老师：祝祖送摘要：本文的内容是音频功率放大电路的设计，其有操控简单、音质好等特点。本设计电路使用的是TDA2030为音频功率放大器，其工作电压为+15V。它将输入电路的电流放大，之后再将扬声器驱动工作。采用LF353对输入的音频信号前级放大，采用DAC0832对前级放大进行控制，采用STC89C52单片机控制电路的放大倍数，最后由液晶显示器显示出放大倍数。关键词：功率放大器，前级放大，保护电路1引言对音频功率放大电路进行研究，其意义是目前在该领域有很好的发展前景，在我们的实际生活中的应用也是十分广泛的。

2、小至我们经常使用的音乐MP4，大到城市报警系统。该设计的研究分别为硬件及软件两部分。扬声器输入电路、功率放大电路、前级放大电路、以及单片机电路构成本设计的硬件电路；液晶显示、键盘扫描、单片机控制等构成本设计的软件部分。音频功率放大电路设计过程中困难的是选择各部分硬件电路，由于功率放大器的技术要求比较详细，电路各部分的数据选择及硬件的选择会更加复杂，为达到相应的技术指标，需要多次对电路进行调试。熟练使用C语言，加强分层设计编程能力和程序编写程序的可读性，不断修改程序，以达到设计目的。2总体方案2.1设计思路概述2.1.1设计要求及目的(1)学习电路的设计及C语言编程。(2)了解功率放大电路的工

3、作原理，绘制相应的功率放大电路。(3)完成硬件电路的制作，完成软件程序的编辑。(4)完成论文。2.1.2技术指标(1)由麦克风输入音频信号，音频功率的范围是10Hz-10KHz。(2)失真度为0.4%-1%。(3)输入电压范围为150mV-5V。(4)输出负载能力为7Ω/3Ω。2.2总体设计方案方案一：音频功率放大器使用模电设计，硬件原理图见图1。主要设计电源和功放两部分，稳压电源由稳压电路、整流电路、滤波电路等部分组成；功放电路由TDA2030、耦合电容等部分组成。电源电压可以根据电路需要来改变电压值，而不同的电压值对应的放大器的承载能力是不同的。由扬声器提供信号源，通过功放管进行功率放大

4、，从而达到目的，最后结果由示波器显示出来。优点：电路中设计了电源部分，所以在连接电源的的时候方便快捷。缺点：由于元器件较多，在选择时就比较困难，在焊接时难度较大。word教育资料..图1硬件原理图方案二：使用键盘输入放大倍数并且由液晶显示器显示出来，由单片机对音频输入信号进行前级放大，再进行功率放大，由扬声器输出声音。硬件原理图如图2所示。图2硬件原理图优点：由于是单片机控制，使得硬件电路变得简单了，也可以更快的达到设计标准，同时也方便了后期调试。通过按键输入放大倍数，使操作更加简单。这样也使得成果更加人性化[1]。缺点：由于功放和单片机不是同一电压源供电，所以电源部分连接较为复杂。3硬件电

5、路的设计3.1总体硬件电路设计液晶显示电路、单片机外围电路、前级放大电路、麦克风输入电路和功率放大电路等部分组成音频功率放大电路[2]。硬件部分，音频信号输入电路进行前级放大，由单片机控制放大倍数，再通过功率放大电路进行功率放大，最后通过扬声器输出音频信号。硬件电路总体框图见图3。word教育资料..图3硬件电路总体框图3.2音频输入电路电路图如图4所示，因为电路中使用的是驻极体话筒，而这种话筒的缺点是得到的信号十分微弱，所以需要先对此信号进行放大后再通过麦克风输入[3]。图4音频输入电路图3.3前级放大电路模块设计3.3.1前级放大模块的比较以及选定(1)继电器控制前级放大电路图如图5所示

6、，用继电器控制K1和K2的工作状态，对不同阻值大小的电阻进行选择进而控制不同的放大倍数。word教育资料..图5继电器控制前级放大电路图（2）模拟开关控制前级放大电路电路图如图6所示，HEF4066BP是四双向模拟开关，高电平导通，a,b,c,d为四个控制端，通过a,b,c,d来控制前级放大倍数。图6模拟开关控制前级放大图word教育资料..3.4单片机时钟电路设计STC89C52等单片机内部都有可控制的反相放大器，如图7所示。其输入端和输出端分别为XTAL1、XTAL2，振荡器就是在XTAL1、XTAL2端口上外接晶振管组成的。电容C1、C2的常用规格是40pF10pF(陶瓷谐振器)或30

7、pF10pF(晶振)。晶振（或陶瓷谐振器）的频率大小决定了振荡器的频率大小，而振荡器频率必须小于器件能承载的最高频率。PCON.1控制振荡器，复位以后PD=0，振荡器工作，由软件置PD=1，使振荡器停止振荡，单片机停止工作，以达到省电的目的。同时CMOS型单片机也可从外部输入时钟[4]。图7单片机时钟电路图3.5功率放大模块设计3.5.1数字语音回放系统包含两个部分（1）数模信号的转换。（2）在数字信号转换为