功放喇叭保护电路 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
功放喇叭保护电路 大功率的家用功放的主声道均采用了OCL电路作功率放大。这种电路出现故障时，其输出端的直流电位常常会偏离零电平，出现较高的正或负的直流电压。输出的直流电流流过扬声器的音圈时，轻者会产生固定磁场，使音圈移位，难以恢复，重者会将其烧毁。另外。在部分特大功率功放中，由于输出功率非常大，在用户操作不当时，可能会持续输出数安培甚至十几安培的峰值电流，使该声道的最大输出功率远远超过功放的额定输出功率，致使扬声器烧毁。本文以奇声AV-713功放的扬声器保护电路为例介绍其工作原理。功放扬声器保护电路原理框图如图1所示，图中含有了三种保护方式。 (1)直流保护： 当功率放大电路发生故障，其输出端出现的直流电压的绝对值超过设计限度时，保护电路中的直流检测电路即把它检测出来，变成控制信号。控制信号经放大后控制触发器翻转，驱动保护继电器动作，断开功率输出电路，使扬声器得到保护。同时，控制信号还启动指示电路工作，使保护指示灯闪烁报警。(2)过载保护： 当输出电流超过额定输出电流的1倍左右时，过载检测电路输出保护控制信号，控制输出电路断开，保护扬声器及功放。
(3)开机延时接通保护： 通过开机延时电路控制继电器驱动电路的工作状态，使继电器在开机时延时1—4秒钟接通扬声器，以避免开机过程中产生的浪涌电流冲击扬声器。使其音圈移位。具体电路如图2所示。该电路以 Q4、Q5为中心，组成了直流电压取样检测电路。图中的Q1、Q2等系右声道功率输出电路(左声道功率输出电路图中未画出)。右声道的直流电压取样信号经由R6(左声道取样信号经由R21)衰减、隔离，C2、C3滤波，送往Q4、Q5、R7组成的互补式直流检测电路进行监测。当右(或左)声道的功率输出电路出现正极性的较大的直流失调电压时，电流经R6(或R21)、Q4的be结到地，Q4导通，其集电极输出控制电平，经R8、D2送Q7放大后，输往R-S触发器。同样。功率输出电路中出现负的直流失调电压时，电流经地、Q5的be 结、R6(或R21)、OCL电路中点。Q5导通，也输出控制电平。这种取样检测方式为互补方式。 R1、R2、R3、R4、Q3等组成了过载检测电路(左声道的过载检测电路未画出)。R1、R2分别用来对输出级上、下臂功率管的过载情况
功放电路集锦 一、双30W功放 图1是2×30W双声道音频功率放大器，其核心器件ICl采用高保真音响功放集成电路STK465，该电路内包含两个性能指标完全相同的功率放大器，分别用作左、右声道的功放，可保证两个声道放大器指标的一致性。电路输入阻抗30k，输入灵敏度150mV，电压增益40dB，频率响应：10Hz～100kHz，谐波失真≤0．08％，电源电压范围±(25～35)V。制作时应注意，正、负电源退耦滤波电容C5、C14的位置应尽量分别靠近sTK465的正、负电源输入端。如电路有自激现象，则增大C5和C14的容量。该功放输出功率适中，制作容易，可用作一般家庭的组合音响、卡拉OK设备或VCD机的声音播放。由于该功放电压增益高达40dB，输入灵敏度高，可省去前置放大器，而直接与卡拉OK机、VCD机等信号源连接。该功放也可用作家庭影院系统的环绕声功放。
二、40W功放 图2为采用高保真音响专用功放集成电路TDAl514构成的40W功率放大器，具有快速切断保护和延时静噪功能。电路输入阻抗20k，输入灵敏度600mV，电压增益30dB，信噪比80dB。制作两套该功放，分别用于左、右声道，即可构成2×40W立体声功率放大器。 三、50W功放 图3是50W高保真功率放大器，采用LM3886音频功放集成电路构成。电路输入阻抗20k，输入灵敏
度1000mV，电压增益26dB，信噪比110dB，输出连续平均功率50W，峰值功率可达135W，总静态电流50mA，电源电压范围±(30～40)V。Ll用φ1．2mm漆包线在10Ω／5W金属膜电阻(R7)上平绕10匝后与该电阻并联即可。LM3886还具有静音功能，其第8脚为静音控制端，当第8脚开路(或接地)时为静音状态；第8脚通过30k电阻接-35V时则无静音。调试时，如发现总静态电流过大，则是电路自激，可适当调节负反馈回路中的C3、R4或移相网络中的C4。 四、60W功放 图4是采用LM3875T构成的60W高保真功率放大器，具有外围电路简单、易于制作的特点。电路输入阻抗≥20k，输入灵敏度1100mV，电压增益26dB，频响范围5Hz～lOOkHz，总失真≤O．05％，信噪比114dB，电源电压范围±(20～40)v。L1绕制方法同图3电路。 五、70W功放 图5为采用STK4040X1构成的音频功率放大器，额定输出功率70W，最大谐波失真O．008％，频响范围20Hz-20kHz(-3dB)，电路输入阻抗30k，输入灵敏度1000mV，电压增益27dB。L1可用φ1．2mm 漆包线在φ10mm骨架上平绕15圈后脱胎而成。
功放喇叭保护电路 大功率的家用功放的主声道均米用了 OCL电路作功率放大。这种电路出现故障时，其输出端的直流电位常常会偏离零电平，出现较高的正或负的直流电压。输出的直流电流流过扬声器的音圈时，轻者会产生固定磁场，使音圈移位，难以恢复，重者会将其烧毁。另外。 在部分特大功率功放中，由于输出功率非常大，在用户操作不当时，可能会持续输出数安培甚至十几安培的峰值电流，使该声道的最大输出功率远远超过功放的额定输出功率，致使扬声器烧毁。本文以奇声AV-713功放的扬声器保护电路为例介绍其工作原理。功放扬声器保护电路原理框图如图1所示，图中含有了三种保护方式。 (1)直流保护： 当功率放大电路发生故障，其输出端出现的直流电压的绝对值超过设计限度时，保护电路中的直流检测电路即把它检测出来，变成控制信号。控制信号经放大后控制触发器翻转，驱动保护继电器动作，断开功率输出电路，使扬声器得到保护。同时，控制信号还启动指示电路工作，使保护指示灯闪烁报警。(2)过载保护： 当输出电流超过额定输出电流的1倍左右时，过载检测电路输出保护控制信号，控制输出电路断开，保护扬声器及功放。 (3)开机延时接通保护:
通过开机延时电路控制继电器驱动电路的工作状态， 使继电器在开机时延时1—4秒钟接通 扬声器，以避免开机过程中产生的浪涌电流冲击扬声器。使其音圈移位。 具体电路如图2 所示。该电路以Q4、Q5为中心，组成了直流电压取样检测电路。图中的 Q1、Q2等系右 声道功率输出电路（左声道功率输出电路图中未画出 ）。右声道的直流电压取样信号经由 R6（左声道取样信号经由R21）衰减、隔离，C2、C3滤波，送往Q4、Q5、R7组成的互补式 直流检测电路进行监测。当右（或左）声道的功率输出电路出现正极性的较大的直流失调电压 时，电流经R6（或 R21） Q4的be 结到地，Q4导通，其集电极输出控制电平，经 R8、D2 送Q7放大后，输往R-S 触发器。同样。功率输出电路中出现负的直流失调电压时，电流经 地、Q5的be 结、R6（或 R21）、OCL 电路中点。Q5导通，也输出控制电平。这种取样检测 方式为互补方式。 R1、R2、R3 R4、Q3等组成了过载检测电路（左声道的过载检测电路未画出）。R1、R2分 别用来对输出级上、下臂功率管的过载情况进行取样。 Q3对输出电路进行过载状态监测。 R1两端的电压与功率管 Q1的发射极电流成正比，该电压经过 R3、R4、R2衰减分压，成 为Q1发射结的正向偏压。调整 R3、R4的阻值，可使此电压在额定输出状态下不能使 Q3 导通。当功放工作异常致使 Q1严重过载时，流过R1的电流大增。从而产生足以使 Q3导 通的正向偏压，使 Q3 导通，输出监控信号，经 Q7 放大后送到触发器，使触发器输出状态 卜 ■ ----------------- ■ ----------------- 一亠 y _ --------------- - ” ----- ----------- ■ ------------------------------------------------------ ... J" — iuin 厂 N 1 0 签￡3弼 5M1 4001- HL 355J LFD 1N4I4A o oiOl- A IS+14U 17 IN4OQ2 H8 10k E 4003-
DIY一部超薄100W扩音机 一、综述介绍 你能想象到一部输出功率达到100W的扩音机能小到咋个程度？今天我给大家展示一部随身听般体积的大功率扩音机。 100W是什么概念？我给大家做一个比较。一般随声听的音频输出功率只有零点几瓦，大妈们跳广场舞用的那种大箱子喇叭，真正的平均功率也就是几瓦到十几瓦的功率，那么在舞台上和会议室使用的扩音机在50-数百瓦以上，与使用环境和场地大小有关。这部微型扩音机可是整整的一百瓦功率！硕大的音频功率输出，却可以做到和手机一样小、一样薄！这部扩音机体积大小只有12.8*7.4*0.9厘米的大小。比一部超薄的6寸手机还小，可以轻松装在衬衣口袋里。 别看它小，麻雀虽小，五脏俱全，绝不是一个简单的功放，却是一部专业的大功率扩音机！里面包含了音源播放系统、音频前置放大器、100瓦音频功率放大器、蓝牙接收、调频立体声广播接收等功能；甚至还有LED电平指示。可以自主播放TF卡上存储的音乐，可以通过蓝牙和手机无线连接，播放网络音乐和手机下载的音乐。另外还可以连接电视机、调音盘等专业设备送来的音频信号，本扩音机设有两路话筒接口，音量各自独立控制，可以连接两只话筒进行声音直播。它输出的音频功率可以带动两只大型的舞台音箱，或者四只号筒式高音喇叭，发出的声音非常巨大震撼！适合单位广播系统与野外、广场、会议厅、舞台及舞厅等各种需要大功率音频播放的地方使用。
本机特点： 1、立体声双声道输出，最大功率达50W+50W(失真度小于10%)； 2、使用宽范围7-26V直流电源以适应各种应用场合； 3、内置MP3播放系统、FM调频立体声广播接收单元、蓝牙音乐接收模块。可以插入TF微型存储卡，播放卡内储存的数字声频、音乐文件；可以接收调频广播信号播出；也可以通过蓝牙与手机等具有蓝牙通信功能的声频设备连接后播放其它设备传输的音频信号。 4、内置高灵敏度音频前置放大，输入灵敏度为5mv，可适应动圈式话筒。无需通过外接话筒前置放大器就可以直接连接两路外接话筒直播声音。另外机器已内置话筒，当插入外接话筒后，机内话筒自动断开。 5、具有线路输入接口，输入灵敏度为150MV。可将电视机、调音台等音频设备信号引入后放大播出。 6、整机体积超小、超薄，只有12.8*7.4*0.9厘米体积，尤其是厚度很薄，只有区区9毫米。 二、超薄扩音机的制作 1、音频功率放大部分 在制作时，要做到体积小，重量轻，超薄的效果，音频功率放大单元的选取是关键。一般来说，一部扩音机，体积和重量最大的部分就是功率放大单元，最大的热量耗散也是在功率放大部分。如果功率放大电路效率低，在输出较大的音频功率时，自身耗散功率也非常可观，在很小的体积、空间下根本行不通，因此音频功率放大器一定要选用体积小、效率高的器件和电路，这是制作微型大功率扩音机成败的关键。模拟线性功率放大器效率较低，体积重量也大。只有采用集成数字式D类放大器才有条件做到小体积、高效率。 在制作过程中，单元电路尽量利用适合的现有的模块加以改造利用，这样可以降低手工制作难度，简化制作流程。 经过多方对比和选择，功放板选取一种采用瑞士意法半导体公司TDA7492芯片的板子，该芯片是D类立体声放大电路，芯片体积小，效率高，比传统的A/B类电路尺寸更小，音频功率更大。输出功率最大可达每声道50W。具有极高的能效，需要的外部元器件较少。TDA7492的失真度（THD+N）低于0.01%。 之所以选用这块模块，除过因为该板使用的TDA7492芯片高效率、高性能、大功率能达到预想值外，很重要的一点是，这块板子面积较小，大部分元器件是贴片安装，具有很大 的减低厚度改造潜力。
大功率功率放大器电路设计 大功率功率放大器电路设计 一. 设计理念及实现方式 (1)能推4Ω、2Ω等双低音的“大食”音箱以及专业类大粗音圈的各类专业箱。 (2)要省电、噪声小，发热量小。 (3)音质要好，能适合家居使用和专业使用。 第一点的实现就是要有大的推动功率。由于目前居室客厅面积有不断扩大的趋势，100W ×2以下功放已显得有些“力不从心”，所以本功放设计为4ΩQ 时360W ×2，2Ω时720W ×2。 第二点的实现就是电路工作在静态时的乙类小电流，靠大水塘级电容和电阻进行滤波降噪，使功放级噪声极小。而电路的工作状态又决定了电路元件的发热量很小，与一般乙类电路相当。配备的大型散热系统是为了应付连续大功率、低阻抗输出时的安全、可靠。 第三点的实现是本功放板的主要目标。目前公认的是：甲类、MOS、电子管音质好，所以本功放要达到甲类、MOS、电子管的音质。 二.大功率输出的实现 要实现大功率，首先是电源容量要大。本功放配置的电源是在截面积为35mm ×60mm的环形铁心上绕制的环牛。一次侧为1.0mm线绕484圈，二次侧为1.5mm双线并绕100圈。 整流为两只40A全桥做双桥整流，滤波为4只47000 uF电容 2只2.7kΩ电阻并接在正负电源上，使电压稳定在±62V。如电压过高可减小电阻到2.2kΩ，过低可加大电阻到3kΩ，功率用3W以上的。 除电源外，要实现大功率输出，特别是驱动“大食”音箱，要求功放输出电流能力要强，本功放每声道选用6对2SD1037管做准互补输出，可驱动直流电阻低达0.5Ω的“大食”音箱。所以4Ω时360W×2、2Ω时720W×2是有保障的。 三. 甲类、MOS、电子管音质的实现 目前人们公认的甲类、MOS、电子管的音质最好，所以本功放电路设计动态时工作于甲类的最佳状态，偏流随信号大小而同步增减，所以音质是有技术保障的。而在此工作状态下，即使更换几只一般的MOS管，对音质的提高也不明显。下面给出其原理图，如图1所示。从图1上可见到本原理图相当简洁，比一般乙类或甲乙类准互补电路还节省元件。而通过在电路板上改变一只电阻的接法就可方便地在本电路与准互补乙类或甲乙类之间变换。 四.绿色环保概念的实现 对本功放来说，实现低耗电、低噪声污染、低热辐射污染是通过以下措施实现的： (1)本功放空载时只有小电流级工作，而功率管基极电压只有0.45V，基本上是截止的，所以比一般乙类耗电少，属节电型功放。
专业功放电路图 贝拉利BEILARLY PM-700专业功放 根据贝拉利PM-700功放的实物绘制的一个声道的主功放电路图。Q1、Q2两只2SC2383构成差分输入级，R8、ZD1、C3组成差分放大器的恒流源。Q1的基极增加了R3、R4、RP1、D1、D2辅助电路，一是对输入端进行直流钳位，通过调整RP1可对输出中点进行调整；二是对输入的交流信号进行限幅，使输入信号峰峰值被限制在±0.7V以内，防止输入信号过强。电压放大级Q3、Q4组成第二级差分放大器，Q5、Q6构成集电极负载。恒压偏置管Q7、Q8两管并联使用，Q8由引线连接安装在散热片上，起到温度补偿作用。 该机每个声道的最大输出功率接近1000W，为保证足够的推动电流，电路设置了两级电流放大。第一级Q9、Q10使用一对中功率管，两只中功率管b、c极间设有吸收电容C11、Cl2，进行高频相位补偿防止高频自激。第二级Q11、Q12 则使用一对大功率管。Q11、Q12发射极之间R25、D3将后边七对功率管偏置钳位在很低的水平，上下对管b-e结偏置电压只有±0.3V左右。实际测量功率管的b-e结电压只有±0.1V，Q11、Q12的b-e结电压只有±0.5V。这就是该机的电
路设计独特之处，末端的低偏置使整机的静态功耗降到最低点。不追求理论上的高保真，力求使用中不失真的大功率输出和强负荷的经久耐用。这样的电路设计更适合商业性宣传演出。 一般功放保护电路中只在末级一对功率菅发射极各设置一 只取样电阻，可以说是抽选取样。而该机在每个功率管发射极都设有取样电阻{即R54～R67），任何一只功率管出现过流异常都会使Q27导通，经D8、R70使保护电路启控断开继电器。上下取样信号分别加在Q27的基极和发射极。NPN 管一侧有过流现象时发射极电阻压降增加，升高后正电压经过取样电阻加到Q27基极使其导通。PNP管一侧有过流发生时，将会有负电压加到Q27发射极，也等于抬高其基极电压而导通。D6、D7将Q27基极和发射极对地直流电压钳位，当输出中点发生偏移时Q27也将导通启动保护电路。韵沁专业音响设备制造有限公司 是香港贝拉利专业音响有限公司在中国大陆投资兴建的全 资有限责任公司，面向中国大陆代理制造销售BEIPI厅堂场馆扩声系列、娱乐场所建声系列，电影立体声还音系列BEIPI 功率放大器，HS与ALPHA电影立体声处理器等产品；组装、生产各类中高档专业扬声器系统，舞台机械设备和电气配套
TDA7294/TDA7293电流/电压动态负反馈功放电路 （最新更新于2004/10/13） TDA7294是ST意法公司一款新型DMOS大功率音频功放集成电路，它具有较宽范围的工作电压，（VCC+VEE）=80V；较高的输出功率（高达100W的音乐输出功率），并且具有静音待机功能，很小的噪声和失真以及过热、短路保护功能，有关电气参数如下： 电压范围：|VCC|+|VEE|=20V-80V 静态电流：30MA 输出功率：|VCC|=|VEE|=35V ，RL=8欧时为70W 总谐波失真（THD）：0.01%(典型值) 转换速率(SR): 10V/us 开环增益:80dB 典型推荐应用电路如下： PCB图如下
BTL接法如下
TDA7294的封装参数如下图 以下是笔者参照有关推荐电路设计的TDA7294X2 前后级电路图，以及用PROTEL99设计的PCB电路板图。
上图为前级放大部分，为了获得较好的效果，电源用运放和外围元件构成松下伺服电源，以拓宽电源的响应速度，该电路只有在输出电压和输入电压差值大于5V的情况下才能发挥作用，由于采用前后级共用一组电源，后级功放电源的电压较高，本机用正负32V 供电 ，用Rx ,RY作限流后完全能达到上述条件。线性放大部分采用发烧级运算放大集成电路AD827，或更好的AD812等，或者用大S的NE5532，设置放大倍数为10，其中R4为阻抗匹配电阻，同时能有效的减少干挠，反馈回路中省去电容，以拓宽频率范围，对电路的稳定没有影响，下图是后级功放部分，采用典型的推荐电路，只不过为了后级扬声器的保护功能，还有应用直流伺服电路，以减少相位失真和拓宽频率响应范围，最大限度的发挥该IC的优良性能。其中IC的9，10脚外围元件构成静噪和防电流冲击保护电路。扬声器保护电路有很多种，下面的电路简单而且比较稳定可靠，也可用其它电路，该电路中的继电器的选取很重要，本电路选用日本的OMRON透明银触点继电器。至于音量电位器，一般的国产电位器在用不到一年的时间，大都会出现接触不良的毛病，在使用时出现令人心烦的噪声，这是发烧友很难接受的，这里选取MALAYSIA进口的ALPS 八脚步进电位器，从而克服了以上的毛病。
几款功放芯片与效果器芯片简介 TDA1521/TDA1514A TDA1521/TDA1514A是荷兰飞利浦公司专门为数字音响在播放时的低失真度及高稳度而设计推出的两款芯片。所以用来接驳CD机直接输出的音质特别好。其中的参数为：TDA1521在电压为±16V、阻抗为8Ω时，输出功率为2×15W，此时的失真仅为0.5％。TDA1514A的工作电压为±9V~±30V,在电压为±25V、RL=8Ω时，输出功率达到50 W，总谐波失真为0.08％。输入阻抗20KΩ, 输入灵敏度600mV,信嘈比达到85dB。其电路设有等待、静嘈状态，具有过热保护，低失调电压高纹波抑制，而且热阻极低，具有极佳的高频解析力和低频力度。其音色通透纯正，低音力度丰满厚实，高音清亮明快，很有电子管的韵味。以上两款功放的外围零件都比较少，是"傻瓜"型的功放芯片，非常适合初级发烧友组装，只要按照电路图，不需调试就可获得很好的效果。由于该芯片的输入电平比较低，我们在制作是不需前置放大器，只要直接接到我们的电脑声卡、光驱、随身听上即可。著名的电脑多媒体音箱漫步者也是采用这两种芯片。 LM3886 LM38863TF是美国NS公司（美国国家半导体公司）于90年代初推出的一款大功率音频功放芯片。该芯片的主要参数：工作电压为±9V~±40V(推荐±25V~±35V )RL=8Ω时的连续输出功率达到68W（峰值135 W）。如果接成BLT时的输出功率可以达到100W，而它的失真小于0.03％，其内部设计有非常完善的过耗保护电路。本人也在使用使芯片，它的音色非常甜美，音质醇厚，颇有电子管的韵味，适合播放比较柔和的音乐。 NS公司还有LM1875、LM1876、LM4766等大家都熟悉的芯片，其中LM4766是最新的，为双声道设计，内含过压、欠压、过载、超温等保护电路。其输出功率不小于2×40W.低音深沉而有弹性，颇具胆机的风格。 TDA7294 TDA7294是欧洲著名的SGS-THOMSON意法微电子公司于90年代向中国大陆摧出的一款颇有新意的DMOS大功率的集成功放电路。它一扫以往线性集成功放和厚膜集成的生、冷、硬的音色，广泛应用于HI-FI领域：如家庭影院、有源音箱等。该芯片的设计以音色为重点，兼有双极信号处理电路和功率MOS的优点。具有耐高压、低噪音、低失真度、重放音色极具亲和力等特色；短路电流及过热保护功能使其性能更完善。TDA7294的主要参数：Vs(电源电压)=±10~±40V;Io(输出电流峰值)为10安培；Po（RMS连续输出功率）在 Vs=±35V、8Ω时为70W，Vs=±27V、4Ω时为70W；音乐功率（有效值）Vs=±38V、8Ω 时为100W,Vs=±29V、4Ω时为100W。总谐波失真极低，仅为0.005％。另外，SGS-THOMSON 意法微电子公司还有几种代表作的功放芯片，如：TDA7295 TDA7296 TDA7264、TDA2030A(我们常用的麦蓝低音炮就是采用此芯片)等。 LM4610N LM4610是美国国家半导体公司的高品质直流控制音响电路。它是一块利用直流电压控制音调、音量和声道平衡的立体声集成电路，并且具有3D音场处理、等响度补偿功能。该电路控制平滑流畅，音质自然流畅，高频清晰、解析力佳，其产生的3D环绕声场具有
初级音响爱好者制作功放必备知识 一、常见Hi-Fi集成功放 而今市面上常见的Hi-Fi集成功放，主要是以下三家公司的产品： 1．美国国家半导体公司（NSC），代表产品有LM1875、LM1876、LM3876、LM3886、LM4766等。 2．荷兰飞利浦公司（ＰＨＩＬＩＰS），代表产品是TDA15××系列，比较著名的是TDA1514及TDA1521。 3．意法微电子公司（SGS），比较著名的是TDA20××系列及ＤＭＯS管的TDA7294、TDA7295、TDA7296。 NSC公司与SGS公司的产品音色中性偏暖，飞利浦公司的产品则较为明亮。 二、功放输出功率的选取 爱好者可按通常使用功率的两倍来确定，不要盲目追求大功率。功率过大，不仅成本上升（变压器、散热器、滤波电容，甚至机壳都得加大），而且散热设计、抗干扰、布局等也变得困难。费的功夫多，却造成不必要的浪费。 集成功放的自带散热片有绝缘与非绝缘两类。绝缘类，比如LM系列后缀为ＴＦ的品种，采用整体塑封工艺，只需将集成块与散热器直接固定即可。金属散热片外露的大部分集成功放属非绝缘类，其散热片一般与负电源相通，使用中切勿将其与功放其他部分接触（尤其是机壳与地线），否则集成块会马上损坏。非绝缘类功放块由于热阻较低，输出功率要稍大。 三、功放电路形式的选择 厂家推荐的电路以电压反馈型居多，且给出的指标也是在此基础上测试出来的，既然推荐，该电路应该能比较好地发挥集成块的性能，实际上也是如此。电流反馈与直流伺服是对集成功放应用的有益尝试，但结果不应作过分夸大。用LM1875分别制作两种反馈形式的功放，主观听感并无多少差别。直流化是必要的，对于低失调电压的品种（如LM1875），可以直接取消反向输入端对地电容实现直流化。直流伺服电路使线路复杂化，没有必要采用。 直流电压不宜取得过高，否则不仅集成块发热严重，而且音质劣化，还可能引发过压保护电路的误动作。应优先使用厂家推荐电压，若没有，可用极限电压×85％得到直流电压，再以直流电压除以1.25得交流电压。 功放无需使用稳压电源，但电源的功率容量一定要足够。变压器的功率可取总输出功率的两倍，并作好屏蔽。整流管要选低内阻的，且在每个管子两端
课程设计任务书 学生姓名：专业班级：电子1003班 指导教师：葛华工作单位：信息工程学院 题目: 功率放大器的设计 初始条件： 计算机、Proteus软件、Cadence软件 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：2周 2、技术要求： （1）学习Proteus软件和Cadence软件。 （2）设计一个功率放大器电路。 （3）利用Cadence软件对该电路设计原理图并进行PCB制版，用Proteus软件对该电路进行仿真。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 2013.11.11做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。 2013.11.11-11.16学习Proteus软件和Cadence软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。 2013.11.17-11.21对功率放大器进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。 2013.11.22 提交课程设计报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要........................................................................ I Abstract ................................................................... II 1 功放的工作原理及分类 (1) 1.1功放的工作原理 (1) 1.2功放的分类 (1) 2 软件介绍 (2) 2.1 Proteus (2) 2.1.1 Proteus简介 (2) 2.1.2工作界面 (2) 2.1.3 对象的放置和编辑 (3) 2.1.4 连线 (4) 2.2Cadence软件 (4) 2.2.1 Cadence简介 (4) 2.2.2 Cadence软件的特点 (4) 2.2.3电路PCB的设计步骤 (4) 3 设计方案 (6) 3.1 运算放大电路的设计 (6) 3.2 功率放大电路的设计 (7) 3.3 音频功率放大电路 (9) 3.4方案总结及仿真 (10) 4 Candence软件操作 (11) 4.1 Cadence画电路原理图 (11) 4.2 布线及PCB图 (11) 4.2.1布线注意事项 (11) 4.2.2 PCB制作 (12) 5.心得体会 (14) 6.参考文献 (15)
各端脚作用如下 : ①脚为待机端； ②脚为反相输入端； ③脚为正相输入端； ④脚接地； ⑤、⑾、⑿脚为空脚； ⑥脚为自举端； ⑦脚为+Vs(信号处理部分）； ⑧脚为-Vs(信号处理部分)； ⑨脚为待机脚； ⑩脚为静音脚； ⒀脚为+Vs(末级）; ⒁脚为输出端； ⒂脚为-Vs(末级）。 主要特点: TDA7294主要参数为： TDA7294应用电路 待机和关机过程均在静音状态下进行，保证了放大器开关机无噪声。由于业余自装分立元件功放常因测试条件不具备、元件配对差而出现音色粗糙、自激等问题，而TDA7294性能优良、外围元件少安装简单、价格低廉、较其它集成功放更具音色上的优势，十分适合电子爱好者自装家庭影院功放及Hi-Fi功放。 TDA7294标准应用电路如图2所示,图2电路闭环增益为30dB，增大R3或减小R2可以提高放大器增益,反之增益下降；R4、C4决定待机时间常数，取值大时增加等待开/关时间，反之缩短时间；R5、R6C3决定静音时间常数，取值大时静音时间延长，反之缩短；当控制端接低电位时为待机或静音状态。当控制端接Vs时，因（R5+R6）〉R4，⑩脚比⑨脚后升到高电位，而关机时先变为低电位，这就音、低失真度、重放音色极具亲和力等特色；短路电流及过热保护功能使其性能更加完善。Vs（电源电压）为±10V～±40V； Vs=±29V、4Ω时为100W。 I0（输出电流峰值）为10A； P0（RMS连续输出功率）在Vs=±35V、8Ω时为70W，Vs=±27V、4Ω时为70W； 音乐功率（有效值）Vs=±38V、8Ω时为100W； 欧洲著名 SGS-THOMSON 意法微电子公司向中国大陆推出一款音色颇有新意的DMOS大功率集成功放TDA7294,一扫以往线性集成功放和厚膜集成功放生、冷、硬的音色, 广泛用于Hi-Fi领域,如家庭影院、有源音箱。该器件为15脚封装,外形如图1所示。 TDA7294内部线路设计以音色为重点，兼有双极信号处理电路和功率MOS的特点，具有耐压高、低噪
一、TDA2030简介： TDA2030是许多音频功放产品所采用的Hi-Fi 功放集成块。它接法简单，价格实惠，使用方便，在现有的各种功率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总共才5个引脚，外型如同塑封大功率管，给使用带来不少方便。 TDA2030 在电源电压±14V ，负载电阻为4Ω时输出14瓦功率（失真度≤0．5％）；在电源电压 ±16V ，负载电阻为4Ω时输出18瓦功率（失真度≤0．5％）。电源电压为±6～±18V 。输出电流大，谐波失真和交越失真小（ ±14V/4欧姆，THD=0.5%）。具有优良的短路和过热保护电路。其接法分单电源和双电源两种，如图3－3－2所示。 TDA2030集成音频功率放大器组装与维修
二、集成音频功率放大器组装 （一）电路组成与工作原理 电路原理如图3-3-3，该电路由左右两个声道组成，其中W101为音量调节电位器，W102低音调节电位器，W103为高音调节电位器。输入的音频信号经音量和音调调节后由C106、C206送到TDA2030集成音频功率放大器进行功率放大。该电路工作于双电源（OCL ）状态，音频信号由TDA2030的1脚（同向输入端）输入，经功率放大后的信号从4脚输出，其中R108、C107、R109组成负反馈电路，它可以让电路工作稳定，R108和R109的比值决定了TDA2030的交流放大倍数，R110、C108和R210、C208组成高频移相消振电路，以抑制可能出现的高频自激振荡。图3-3-4为电源电路，为功放电路提供15-18V 的正负对称电源。 图3－3－2 TDA2030应用电路图
图3－3－3TDA2030集成音频功放电路原理图 (二)电路元器件选择（套件：https://www.doczj.com/doc/764615722.html,/item.htm?id=5641928561） TDA2030为功率元件，使用过程中将会产生大量热量，要求安装到足够大的散热片上。信号输入插座采用双孔莲花插座，功放输出插座和电源连接采用便于接线的接线端子。其余元件的选择可以参见表3-3-2。 表3-3-2 集成音频功放电路元件清单
D类功放的原理 在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地。认为A类功放声音最为清新透明，具有很高的保真度。但是，A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。B类功放虽然效率提高很多，但实际效率仅为50%左右，在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合，仍感效率偏低不能令人满意。所以，效率极高的D类功放，因其符合绿色革命 的潮流正受着各方面的重视。 由于集成电路技术的发展，原来用分立元件制作的很复杂的调制电路，现在无论在技术上还是在价格上均已不成问题。而且近年来数字音响技术的发展，人们发现D类功放与数字音响有很多相 通之处，进一步显示出D类功放的发展优势。 D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。这种耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合。在理想情况下，D类功放的效率为100% ，B类功放的效率为78.5% ，A类功放的效率才50%或25% （按负载方式而定）。 D类功放实际上只具有开关功能，早期仅用于继电器和电机等执行元件的开关控制电路中。然而，开关功能（也就是产生数字信号的功能）随着数字音频技术研究的不断深入，用与Hi-Fi音频放大的道路却日益畅通。20世纪60年代，设计人员开始研究D类功放用于音频的放大技术，70年代Bose公司就开始生产D类汽车功放。一方面汽车用蓄电池供电需要更高的效率，另一方面空间小无法放入有大散热板结构的功放，两者都希望有D类这样高效的放大器来放大音频信号。其中关 键的一步就是对音频信号的调制。 图1是D类功放的基本结构，可分为三个部分： 图1 D类功放基本结构
TDA7294 200W 2.1低音炮电路图 SGS-THOMSON意法微电子公司向中国大陆推出一款音色颇有新意的DMOS大功率集成功放TDA7294,一扫以往线性集成功放和厚膜集成功放生、冷、硬的音色,广泛用于Hi-Fi领域,如家庭影院、有源音箱。该器件为15脚封装,外形如图所示。各端脚作用如下:①脚为待机端；②脚为反相输入端；③脚为正相输入端；④脚接地；⑤、⑾、⑿脚为空脚；⑥脚为自举端；⑦脚为+Vs(信号处理部分）；⑧脚为-Vs(信号处理部分)；⑨脚为待机脚；⑩脚为静音脚；⒀脚为+Vs(末级）;⒁脚为输出端；⒂脚为-Vs(末级）。 欧洲著名TDA7294内部线路设计以音色为重点，兼有双极信号处理电路和功率MOS的特点，具有耐压高、低噪音、低失真度、重放音色极具亲和力等特色；短路电流及过热保护功能使其性能更加完善。 TDA7294主要参数为：Vs（电源电压）为±10V ~±40V；I0（输出电流峰值）为10A； TDA7294标准应用电路闭环增益为30dB，增大R3或减小R2可以提高放大器增益,反之增益下降；R4、C4决定待机时间常数，取值大时增加等待开/关时间，反之缩短时间；R5、R6、C3决定静音时间常数，取值大时静音时间延长，反之缩短；当控制端接低电位时为待机或静音状态。当控制端接Vs时，因（R5+R6）〉R4，⑩脚比⑨脚后升到高电位，而关机时先变为低电位，这就使待机和关机过程均在静音状态下进行，保证了放大器开关机无噪声。 【元器件选择与安装】 （1）安装：自装之前应备齐器件,元件选用优质正品。滤波电解电容容量应达到6800μF（最好10000UF）,耐压50V；电阻采用金属模型；整流管电流应为5A以上；电源变压器可采用环形，也可以采用EI型以降低成本，但容量应该足够大，最好400-500W，这样才能保证放大器低频特性优良。元件备齐后，须用万用表逐一检查，避免把开路、短路或变质元件装入电路板，给下一步通电调试带来麻烦。焊接应采用中性松香焊锡丝，切忌用氯化锌等酸性焊剂，以免导致印制板铜箔漏电或锈蚀印刷板。散热器使用专业梳齿型铝散热器，尺寸为160mm X45mm X80mm，以上又两个固定孔，用自攻螺钉紧固在印刷板少。TDA7294外壳为-Vs端，与散热器间应装绝缘导热片。一般用云母片加硅脂。 （2）通电：焊接安装完毕，检查无误后，用万用表电阻挡测±Vs端对应无短路才能通电。如果有调压器，第一通电可先调低电压再接入。为防止意外情况损坏扬声器，第一通电不接扬声器。通电后，先测±Vs是否正常及对称，再测TDA7294⒁脚输出端应无直流电压，若一切正常，即可接入扬声器试音。输入CD机、VCD机或卡座插放的音乐信号，即可品味劳动成果带来的欢喜，一般说来，只要具备电子技术和焊装基础知识，就有能力安装成功，注意：该管在不加散热器空载无信号时10多秒会发烫，加散热器后不加信号处于温热状态。无散热器时禁止通信号加负载。本图低音用的是BTL电路（桥接），功率比例是R:LOW:L为1：2：1，有超劲的低音感受，你也可以给低音加一个电位器来调节低音大小，左右声道4欧负载，桥接低音输出一个8欧负载，电路中有个D4的4148二极管一定要贴在散热器上是风机调速部分。散热器越热风机转的越快。
自制高品质音调电路 功放系统中无论是低档还是高档机，除了音量控制外都有音调控制电路，在一些低档机厂家为节省成本，其音调部分仅采用阻容式，当音调调节时往往使得高低音相互干扰，而且缺乏力度和清晰感，听起来非常浑浊杂乱，听久了令人烦燥不安，这些机子弃之又觉浪费，但 功放系统中无论是低档还是高档机，除了音量控制外都有音调控制电路，在一些低档机厂家为节省成本，其音调部分仅采用阻容式，当音调调节时往往使得高低音相互干扰，而且缺乏力度和清晰感，听起来非常浑浊杂乱，听久了令人烦燥不安，这些机子弃之又觉浪费，但用之又不满意，如果有动手能力的话，很有必要花几十元对其动动手术（摩机）-----制作一款高品质的音调板来替换原机音调部分。下面就向广大发烧友介绍几款品质极佳的音调电路供爱好者选择。其中以LM4610N、LM1036N最佳，LM4610N是在LM1036N的基础上增加了3D音场效果处理功能的新一代发烧精品，笔者建议首选LM4610N。 图1是由2块NE5532N组成的高中低音音调及音量控制电路（图中仅画一声道，另一声道完全一样），原理为：信号经IC1（作缓冲放大及隔离作用，避免负载与信号源之间的影响）进入由电阻电容组成的三个频率均衡网络，即高音、中音、低音的频率，当调节RP1---RP3相应的低中高频就会相应地进入由IC2及其反馈电路组成的反相放大器电路，调节RP1---RP3就是提升或衰减了高中低音，从而实现了音频调节作用。需要说明一点是所采用的NE5532N必须是正宗品，如美国大S的、飞利浦的，这样才使行本电路的信噪比、动态范围、瞬态响应和控制效果均达到相当高水准。（欲获更高的水准NE5532N可换为NE5535N、OP275、AD827JN等精品运放，当然价格就高一点了）。 图2是采用二阶RC有源二分频电路，该电路由2块NE5532N构成（图中仅画一声道，另一声
功率放大器功率放大器电路图 功率放大器 中文名称： 功率放大器 英文名称： power amplifier 定义： 在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载(例如扬声器)的放大器。 所属学科： 通信科技（一级学科）；通信原理与基本技术（二级学科） 功率放大器，简称“功放”。很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务，这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口，而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。 功率放大器简介 利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。 功率放大器种类 传统的数字语音回放系统包含两个主要过程： （1）数字语音数据到模拟语音信号的变换(利用高精度数模转换器DAC)实现； （2）利用模拟功率放大器进行模拟信号放大，如A类、B类和AB类放大器。从1980年代早期，许多研究者致力于开发不同类型的数字放大器，这种放大器直接从数字语音数据实现功率放大而不需要进行模拟转换，这样的放大器通常称作数字功率放大器或者D类放大器。 1、A类放大器 A类放大器的主要特点是：放大器的工作点Q设定在负载线的中点附近,晶体管在输入信号的整个周期内均导通。放大器可单管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲线的线性范围内，所以瞬态失真和交替失真较小。电路简单，调试方便。但效率较低，晶体管功耗大，功率的理论最大值仅有25％，且有较大的非线性失真。由于效率比较低现在设计基本上不在再使用。 2、B类放大器 B类放大器的主要特点是：放大器的静态点在(VCC，0)处，当没有信号输入时，输出端几乎不消耗功率。在Vi的正半周期内，Q1导通Q2截止，输出端正半周正弦波；同理，当Vi为负半波正弦波(如图虚线部分所示)，所以必须用两管推挽工作。其特点是效率较高(78%)，但是因放大器有一段工作在非线性区域内，故其缺点是"交越失真"较大。即当信号在-0.6V~ 0.6V之间时， Q1 Q2都无法导通而引起的。所以这类放大器也逐渐被设计师摒弃。 3、T类放大器 T类功率放大器的功率输出电路和脉宽调制D类功率放大器相同，功率晶体管也是工作在开关状态，效率和D类功率放大器相当。但它和普通D类功率放大器不同的是：1、它不是使用脉冲调宽的方法，Tripath公司发明了一种称作数码功率放大器处理器“Digital Power Processing （DPP）”的数字功率技术，它是T类功率放大器的核心。它把通信技术中处理小信号的适应算法及预测算法用到这里。输入的音频信号和进入扬声器的电流经过DPP数字处理后，用于控制功率晶体管的导通关闭。从而使音质达到高保真线性放大。2、它的功率晶体管的切换频率不是固定的，无用分量的功率谱并不是集中在载频两侧狭窄的频带内，而是散布在很宽的频
TDA7293大功率高保真功放集成电路 TDA7293大功率高保真功放集成电路 TDA7293是ST（SGS－THOMSON）公司出品的一款大功率高电压（比TDA7294高±10V）DMOS高保真功放集成电路，额定输出功率为100W。最大工作电压为120V。其主要参数如下 电源电压（双电源）最小＝±12典型＝±50最大＝±60 V 输出功率Vs＝±45V R=8Ω140 ｗ 输出功率8?Ω±40V 谐波失真10% 100W 总谐波失真5W 0.005% 开环电压增盖80 ｄB 转折速率15 ｖ／μS 输出电流 6.5 A 输入阻抗100 120 150 KΩ TDA7293和TDA7294的内部结构基本一样，分为三级：差分输入级由双极型晶体管组成，推动级和功率输出级采用场效应管，这种结构可以综合双极型晶体管低噪音和功率场效应管在线性、温度系数、音色上的优势。音色优美，兼顾了
双极信号处理电路和MOS功率管的优点，具有低失真、低噪音、高耐压以及开关机静音、过热保护、短路保护等优点。 TDA7293外观大小和TDA7294一样，也是15脚封装，各引脚的功能与TDA7294大致相同，只有几个脚稍有出入。TDA7293各脚的作用如下：①脚是待机地；②脚是反相输人端；③脚是正相输人端；④脚是地；⑤脚是短路电流检测端，通常作为悬空；⑥脚是自举端；⑦脚是正电源输入端（信号处理部分）；⑧脚是负电源输入端（信号处理部分）；⑨脚是待机端；⑩脚是静音端；(11)是缓冲驱动输出端（桥接时使用）；(12)脚是反馈输人端；(13)脚是正电源输人端（功率输出级部分）；(14)脚是功率输出端；(15)脚是负电源输入端（功率输出级部分）。 TDA7293的⑨脚为静音为控制端，当该脚低于2.5V时，TDA7293执行静音操作，输出端无信号输出；⑩脚为待机模式控制端，当该脚低于2.4V时，TDA7293工作在待机模式，内部电路停止工作。 VD1、VT1、VT2构成输出中点直流电位检测电路，当 TDA7293工作异常或者意外损坏而导致输出中点直流电位 超过2V时，VT1导通VT2截止，继电器K失电，常开触点断开，将扬声器与功放输出端之间的连接断开，可以有效地保护昂贵的扬声器系统不致于损坏。电容C11一方面可以防