耳机功率放大课程设计
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lm386音频功率放大器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解lm386音频功率放大器的基本工作原理,掌握其电路组成和功能。
2. 学生能掌握lm386音频功率放大器的关键参数,如放大倍数、输入阻抗、输出阻抗等。
3. 学生能了解音频信号处理的基本概念,如音频信号的幅度、频率、失真等。
技能目标:1. 学生能够独立完成lm386音频功率放大器的电路搭建,并进行调试。
2. 学生能够运用所学知识,分析并解决电路中可能出现的问题,如噪声、失真等。
3. 学生能够利用测量工具,对lm386音频功率放大器的性能进行评估。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术的兴趣,提高学习积极性,树立科技创新意识。
2. 学生通过实践活动,培养动手能力、团队协作能力和解决问题的能力。
3. 学生能够关注电子技术的发展,了解其在实际生活中的应用,增强社会责任感。
本课程针对高年级电子技术相关专业学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,明确以上课程目标。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,以便于后续的教学设计和评估。
通过本课程的学习,使学生不仅掌握lm386音频功率放大器的相关知识,还能提高实践操作能力和科技创新意识,为培养电子技术领域的人才奠定基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. lm386音频功率放大器原理- 介绍lm386芯片的基本结构、工作原理及特点。
- 分析lm386电路的组成,包括输入级、放大级和输出级。
2. lm386音频功率放大器电路设计与搭建- 讲解电路设计原理,包括放大倍数的计算、外围元件的选择等。
- 引导学生根据设计要求,动手搭建lm386音频功率放大器电路。
- 教材章节:第三章第三节“音频功率放大器的设计与制作”。
3. lm386音频功率放大器性能测试与优化- 介绍性能测试方法,如放大倍数、频率响应、失真等。
- 指导学生运用测量工具进行性能测试,分析测试数据。
- 讨论优化电路性能的方法,如滤波、阻抗匹配等。
高保真音频功率放大器课程设计一、设计任务音频放大器的目的是以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实、高效和低失真的输入音频信号。
音频频率范围约为20 Hz~20 kHz,因此放大器必须在此频率范围内具有良好的频率响应。
音频功率放大器的主要作用是向负载提供功率,要求输出功率尽可能大,效率尽可能高。
非线性失真尽可能小。
音频功率放大器的特点:1. 输出功率足够大;为获得足够大的输出功率,功放管的电压和电流变化范围应很大。
2. 效率要高;功率放大器的效率是指负载上得到的信号功率与电源供给的直流功率之比。
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,极易超出管子特性曲线的线性范围而进入非线性区,造成输出波形的非线性失真,因此,功率放大器比小信号的电压放大器的非线性失真问题严重。
根据框图设计出高保真音频功率放大器。
高保真音频功率放大器设计框图二、设计要求A要求了解集成功率放大器内部电路工作原理,掌握其外围电路的设计与主要性能参数的测试方法。
B要求掌握音频功率放大器的设计方法与小型电子线路系统的装调技术。
三、主要技术指标根据技术指标和已知条件,选择合适的功放电路,如:OCL、OTL、BTL电路。
完成对高保真音频功率放大器的设计、装配与调试。
A输出功率10W频率响应20-20KHZ效率>60失真度<0.5%B选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图,阐述基本原理。
(用PSPICE、EWB软件完成仿真)C安装调试并按规定格式完成课程设计报告书D自制电源。
梧州学院课程设计论文课程名称模拟电子技术 .论文题目音频功率放大器设计.系别电子信息工程系 .专业电子信息工程 .班级电本一班 . 学号 201301902100 .学生姓名聪明的小强 .指导教师 xxxx .完成时间 2014 年 12 月目录第一章、系统原理分析与设计任务 (3)1.1功率放大器的基本原理 (3)1.2设计任务 (3)第二章、设计方案分析 (4)2.1 TDA2030简介 (5)2.2 主要单元电路 (6)2.3 所需元器件 (6)第三章、制作、调试过程与测量数据分析 (7)3.1制作、调试过程与测量数据分析 (8)3.2 作品展示 (9)3.3小结 (10)3.4参考文献 (10)第一章系统原理分析与设计任务1.1 功率放大器的基本原理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,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。
1.2 设计任务设计一个音频功率放大器,声音信号可直接由话筒或线路输入。
设计指标:(1). 最大不失真输出功率:Po≥8W。
(2). 额定负载电阻:R L=8Ω或4Ω。
(3). 频带宽度:50HZ~20KHZ。
(4). 非线性失真度:小于5%。
(5). 具有音调控制功能第二章设计方案分析2.1 TDA2030简介TDA2030是德律风根生产的音频功放电路,采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。
电子课程设计课程设计名称 : 电子课程设计课程设计题目 : 音频放大器设计学院名称:工学院班级:11级通信工程学号:201101030119姓名:陶媛指导教师:朱家兴2013年 8 月 25摘要进入21世纪以后,各种便携式的电子设备成为了电子设备的一种重要的发展趋势。
从作为通信工具的手机,到作为娱乐设备的MP3播放器,已经成为差不多人人具备的便携式电子设备。
在一些电子设备中,常常要求放大电路的输出级能够带动较重负载,因而要求放大电路具有较高的效率,能够根据负载的要求提供足够的输出功率。
本系统是基于三极管元件设计而成的一种音频放大器,由前置放大电路、带通滤波电路、混频电路、电源电路四部分构成。
前置放大电路主要由差分放大电路构成,外加恒流源提供偏置,抑制电路的温漂,提高共模增益比。
然后通过由一个二阶压控电压源高通滤波器和一个二阶压控电压源低通滤波器构成的带通滤波器,再接入一个混频电路(可加入背景音乐),最后通过电容耦合到功率放大电路中除去了直流对后级放大电路的影响。
混频电路由一个简单的加法器构成。
本次课程设计整个过程涉及到理论计算,电路板布局,焊接技术,电子仪器的使用等一系列知识要点。
本方案使用MIC驻级体话筒收集人说话的微弱信号,并由话筒变成电信号,经过音频放大电路的多级放大,最后由耳机插座X2输出,输出的信号由外接的耳机或扬声器发出声音关键字:电子设备声音信号电信号放大目录前言 (1)一、设计内容及要求 (2)二、系统组成及工作原理2.1 系统组成 (3)2.2 工作原理 (4)三、功率放大电路设计3.1 功率放大电路 (5)3.2 模块组成及工作原理 (5)四、系统调试4.1 实验与调试 (7)4.2 测试结果与分析 (7)结论 (8)参考文献 (9)前言科学技术是第一生产力。
以前的三次工业革命就使我们的社会发生了翻天覆地的变化,使我们由手工时代进入了现代的电器时代。
同时科技在国家的国防事业中发挥了重要的作用,只有科技发展了才能使一个国家变得强大,才能使一个名族变得富强。
课程设计课程设计任务书学生姓名:专业班级:电子科学与技术0703指导教师:工作单位:信息工程学院题目: 高保真音频功率放大器的设计一、设计目的①根据设计要求,完成对高保真音频功率放大器的设计。
②进一步加强对Protel软件的应用和对模拟电子技术知识的理解。
二、设计内容和要求根据技术指标和已知条件,选择合适的功放电路,如:OCL、OTL或BTL电路。
完成对高保真音频功率放大器的设计、装配与调试。
① 输出功率10W/8Ω;频率响应20~20KHz;效率>60﹪;失真小。
选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图,阐述基本原理。
(选做:用PSPICE或EWB软件完成仿真)安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
三、初始条件可选元件:集成功放LA4100或LA4102;集成功放4430;集成功放TD2030;集成功放TDA2004、2009;集成功放TA7240AP(集成功放的选择应满足技术指标)。
电容、电阻、电位器若干;或自备元器件。
直流电源±12V,或自备电源。
可用仪器:示波器,万用表,毫伏表四、时间安排1、2009年1月4日集中,作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
2、2009年1月12日至2009年1月13日,查阅相关资料,学习电路的工作原理。
3、2009年1月13日至2009年1月14日,电路装配与调试。
4、2009年1月15日撰写课程设计报告书。
5、2009年1月16日课程设计成果及报告,同时进行答辩。
课设答疑地点:鉴主13楼电子科学与技术实验室。
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 (1)1设计内容及要求 (2)1.1 设计目的及主要任务 (2)1.1.1 设计目的 (2)1.1.2 设计任务及主要技术指标 (2)1.2 设计思想 (2)2 方案论证及整体电路工作原理 (3)2.1方案确定与论证 (3)2.2整体电路工作原理 (3)3电路单元模块设计 (4)3.1 电源电路的设计 (4)3.2 音频输入的设计 (4)3.3 集成功放的设计 (4)3.3.1 TEA2025B的OTL电路 (4)4器件选择及参数计算 (5)4.3 输入电容的选取 (5)4.3自举电容的选取 (5)4.3反馈电阻电容的选取 (5)4.4输出电容的计算 (6)4.5音频输出器的选取 (6)5电路安装与调试 (6)5.1 电路的安装 (6)5.2 电路的调试与数据测定 (6)5.2.1 输出电压的测定 (7)5.2.2 输出功率的计算 (7)5.2.3 电源供电功率的测定 (7)5.2.4 效率的计算 (7)5.2.5 输出电压波形图 (7)6 电路主要参数测定 (8)6.1 极限使用条件 (8)6.2典型工作点主要电参数 (8)6.3 波形参数 (9)7设计电路的特点及改进意见 (10)7.1 设计电路的特点 (10)7.2 电路改进意见 (10)8 元件列表 (10)9 心得体会 (11)参考文献 (11)摘要本文介绍了采用集成功放芯片TEA2025设计高保真音频功率放大器的原理与方法,阐述了集成芯片的比较选取,重点分析了TEA2025功放电路的结构,记录了其各项性能指标。
实现高品质音频放大的耳机功放设计随着音乐发烧友对音质的追求,耳机功放的设计变得愈发重要。
耳机功放是一种能够放大音频信号的设备,它可以提供更高的功率和更清晰的音质,使得耳机发挥出更好的声音表现。
本文将从设计角度出发,分享如何实现高品质音频放大的耳机功放。
首先,设计一个高品质音频放大的耳机功放,需要考虑信号传输的纯净性。
即使有最好的耳机,如果信号传输过程中受到干扰,音质也会受到影响。
因此,在功放设计中,应采用高质量的音频元件,并确保各个电路间的信号隔离,以避免干扰的发生。
同时,优化电路布局和接地设计,减少信号干扰和噪音的引入,保证音频信号传输的纯净性。
接下来,为了实现高品质的音频放大,功放设计需要具备足够的功率和动态范围。
耳机功放的功率决定了它能够推动的耳机阻抗范围和音量大小。
为了保证对不同阻抗的耳机都能够提供足够的功率,功放设计要能够在不同负载下工作稳定,并根据不同耳机的阻抗做出相应的调整。
同时,功放的动态范围决定了音频信号的清晰度和细节表现能力,因此在设计中需要保证动态范围的最大化,减少失真和噪音的产生。
另外,为了实现高品质音频放大,还需要考虑功放的频率响应和失真特性。
频率响应指的是电路对不同频率的信号的放大程度,需要保证在整个音频频率范围内的信号放大是均匀的,不出现明显的失真。
为了达到更好的频率响应,设计中可以采用高性能的音频放大芯片、优质的电容和电感,以及合适的负载匹配电路。
此外,失真特性是影响音质的重要因素。
功放设计需要考虑从输入到输出信号的失真程度,包括谐波失真、交叉失真等。
通过选择合适的电路拓扑和音频元件,并进行精确的电路参数调整,可以最小化失真程度,提高音质。
另一方面,功放设计还需要注重对耳机的保护。
耳机作为最终音频输出装置,需要得到恰当的功率推动,同时要避免过高的功率引起的损坏。
因此,在功放设计中,应加入过流保护、过压保护、过热保护等电路保护机制,保证耳机的正常工作,并提升整个系统的可靠性和稳定性。
1 概述在介绍音频功率放大器的文章中,有时会看到“THD+N”,THD+N是英文Total Hormonic Distortion +Noise 的缩写,译成中文是“总谐波失真加噪声”。
它是音频功率放大器的一个主要性能指标,也是音频功率放大器的额定输出功率的一个条件。
THD+N性能指标THD+N表示失真+噪声,因此THD+N自然越小越好。
但这个指标是在一定条件下测试的。
同一个音频功率放大器,若改变其条件,其THD+N的值会有很大的变动。
这里指的条件是,一定的工作电压VCC(或VDD)、一定的负载电阻RL、一定的输入频率FIN(一般常用1KHZ)、一定的输出功率Po下进行测试。
若改变了其中的条件,其THD+N值是不同的。
例如,某一音频功率放大器,在VDD=3V、FIN=1kHz、RL=32Ω、Po=25mW条件下测试,其TDH+N=0.003%,若将RL改成16欧,使Po增加到50mW,VDD及FIN不变,所测的TDH+N=0.005%。
一般说,输出功率小(如几十mW)的高质量音频功率放大器(如用于MP3播放机),它的THD+N指标可达10-5,具有较高的保真度。
输出几百mW的音频功率放大器,要用扬声器放音,其THD+N一般为10-4;输出功率在1~2W,其THD+N更大些,一般为0.1~0.5%.THD+N这一指标大小与音频功率放大器的结构类别有关(如A类功放、D类功放),例如D类功放的噪声较大,则THD+N的值也较A类大。
这里特别要指出的是资料中给出的THD+N这个指标是在FIN=1kHz下给出的,在实际上音频范围是20Hz~20kHz,则在20Hz~20kHz范围测试时,其THD+N要大得多。
例如,某音频功率放大器在1kHz时测试,其TDH+N=0.08%。
若FIN改成20Hz-20kHz,,其他条件不变,其THD+N变为小于0.5%。
输出额定功率的条件过去有用“不失真输出功率是多少”这种说法来说明其输出功率大小。
电子技术课程设计---音频功率放大器的设计电子技术课程设计报告——音频功率放大器的设计上海大学机自学院自动化系自动化专业姓名:方言言学号:09122216指导老师:徐美华2011年6月26日一﹑课程设计名称:音频功率放大器的设计二﹑用途:供家庭音乐中心装置中作主放大器用三﹑课程设计的目的:(一)巩固和加深对本课程基本知识的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力。
(二)培养根据课题需要选学参考书籍,查阅手册和文献资料的能力。
(三)学会对实际电路方案进行分析比较﹑计算﹑选取元件﹑屏幕调试等环节的实施方法。
(四)学会运用仪器设备寻找故障,从中分析解决办法,以使测试电路装置达到技术指标。
(五)学会按设计任务书的要求,编写设计说明书。
四、主要技术指标:1. 正弦波不失真输出功率Po>5W (f=1kHz,RL=8Ω)2. 电源消耗功率PE<10W ( Po>5W )3. 输入信号幅度VS=200~400mV (f=1kHz,RL=8Ω,Po>5W )4. 输入电阻 Ri>10k ( f=1kHz )5. 频率响应 BW=50Hz~15kHz ( RL=8Ω,Po>5W)五、设计步骤:(一)选择OTL电路形式:OTL功率放大器通常由功率输出级﹑推动级和输入级三部分组成。
功率输出级有互补对称电路和复合管准互补对称电路之分,前者电路简单易行,但由于大功率管β不大,故推动级要求有一定功率,复合管准互补对称电路优点是大功率管可用同一型号,复合后β较大,推动级只要小功率管就可以了,但复合管饱和压降增大,故电源电压要相应高一些,晶体管数目要多一些。
推动级通常是甲类放大,其工作电流应大于功率管基极推动电流,故有一定功率要求。
由于推动级电压幅度与输出级相同,通常采用自举电路来达到,一般推动级都是共射极放大电路,具有一定的电压增益,输入级的目的是为增大开环增益,以便引入深度负反馈,改进电路的各项指标,输入级与推动级之间有阻容耦合和直接耦合多种形式。
1 设计任务描述1.1设计题目:耳机功率放大电路1.2 设计要求1.2.1 设计目的(1)掌握低频功放的构成、原理与设计方法;(2)熟悉模拟元件的选择、使用方法。
1.2.2 基本要求(1)最大输出功率>50mW,能驱动32-200Ω的耳机(2)在20-20000Hz频率范围内音质优秀,信号失真度THD<1%;(3)电压放大信号3-5。
1.2.3 发挥部分(1)输出功率可调节;(2)220V交流电源供电。
2 设计思路根据此次课程设计的要求,通过自上而下的设计思路,我设计的功放基本电路由两个部分组成,分别是直流稳压电源、功率放大器放大倍数可调。
由不同型号的功率放大器、稳压器、电容、电阻、以及滑动变阻器组成。
根据基本要求内容,(1)首先为了最大输出功率>50mW能驱动32-200Ω的耳机,所以直流电压选择12V:(2)因为放大倍数在三到五倍所以采用运算放大器来达到要求。
另外,发挥部分设计的两个内容。
(1)为了将220V交流电压转换成12V直流电压,设计了整流电路。
首先采用变压器,把220V的电压降低,再次通过整流电路把交流电压变成直流电压,滤波电路把电压稳定,最后通过整流把电压稳定在12V;(2)为了使输出功率可调,所以在运算放大器使其放大倍数可调,所以使用了一个滑动变阻气使其放大倍数可调。
3 设计方框图×4 各部分电路设计及参数计算4.1各部分电路设计4.1.1直流稳压电源图4.1.1直流稳压电源电路直流稳压电源电路设计方法图中V1为电源变压器,它的作用是将交流电压变成整流电路要求的的交流电压,四只整流二极管接成电桥的形式,故有桥式整流电路之称。
电容C1周而复始的进行充放电,达到滤波的作用。
电路中C3,C4用来实现频率补偿,防止稳压器产生自激振荡和抑制电路引入的高频干扰,C5是电解电容,以减小稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰。
4.1.2集成运算放大电路图4.1.3设计方法:输入信号电压加到运放的同向输入端,输出电压通过R4,R15,R3的分压作用,作用于反相输入端“-”。
一、设计题目:音频功率放大电路二、设计的任务和要求1、主要要求:设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路,负载为扬声器,阻抗8Ω。
2、性能指标:频带宽50HZ ~20kHZ,输出波形基本不失真;电路输出功率大于8W;输入灵敏度为100mV,输入阻抗不低于47KΩ。
三、原理电路和程序设计3.1、方案的确定及论证1、OTA互补对称功率放大器OTL 电路通常由两个对称的异型管构成,因此又称为互补对称电路,图 3-1 为单电源 OTL 互补对称功率放大电路。
电路中 T1 是推动级(电压放大,也叫激励级),其中Rb1、Rb2是 T1 的基极偏置电阻,Re为 T1发射极电阻,Rb为 T1集电极负载电阻,它们共同构成 T1 的稳定静态工作点;T2、T3 组成互补对称功率放大电路的输出级,且 T2、T3工作在乙类状态;C2 为输出耦合电容。
功率放大器采用射极输出器,提高了输入电阻和带负载的能力。
性能分析:乙类互补推挽功放(OTL)的输出功率的计算公式如下:输出功率:Po =UoIo=Uo2/RL输出最大功率:Pom =UoIo=Uo2/RL=Uom2/2RL=VCC2/8RL显然P与电源电压及负载有关om2/8R当输入功率为8w,阻抗8w时,有Pom=VCCV=8*8*8≈22.6v 则电路所需的电源为22.6v。
CC2、用集成器件实现Tda2030简介:TDA2030是德律风根生产的音频功放电路,采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。
该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备,具有体积小、输出功率大、失真小等特点。
并具有内部保护电路。
电路特点:[1].外接元件非常少。
(基本应用电路图3-2)[2].输出功率大,Po=18W(RL=4Ω)。
[3].采用超小型封装(TO-220),可提高组装密度。
[4].开机冲击极小。
[5].内含各种保护电路,因此工作安全可靠。
主要保护电路有:短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接(Vsmax=12V)以及负载泄放电压反冲等。
学号:课程设计题目OTL音频功率放大器的设计与制作学院信息工程学院专业通信工程班级通信1302姓名指导教师2014 年 1 月23 日课程设计任务书题目:OTL音频功率放大器的设计与制作初始条件:元件:集成功放TDA2030A、集成稳压器LM7812、电阻、电容、电位计若干。
仪器:万用表、示波器、交流毫伏表、函数信号发生器、学生电源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:1周。
2、技术要求:①要求设计制作一个音频功率放大器频率响应20~20KHZ,效率>60﹪,失真小。
完成对音频功率放大器的设计、仿真、装配与调试,并自制直流稳压电源。
②确定设计方案以及电路原理图并用multisim进行电路仿真。
时间安排:序号设计内容所用时间1 布置任务及调研1天2 方案确定0.5天3 制作与调试 1.5天4 撰写设计报告书1天5 答辩1天合计1周指导教师签名:系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (1)Abstract (2)音频功率放大器的设计与制作 (3)1. 设计原理及参数 (3)1.1音频功放电路的设计 (3)1.1.1设计原理 (3)1.1.2 参数计算 (5)1.2直流稳压电源的设计 (6)1.2.1设计原理 (6)1.2.2参数计算 (8)2.仿真结果及分析 (8)2.1音频功率放大电路 (8)2.1.1仿真原理图 (8)2.1.2仿真效果图 (9)2.2直流稳压电源电路 (11)2.2.1电路原理图仿真 (11)2.2.2仿真效果图 (11)3.实物制作与性能测试 (12)3.1音频功放实物制作 (12)3.2性能测试 (13)3.2.1功率性能测试 (13)3.2.2频率响应测试 (14)3.3直流稳压电源制作 (15)3.4直流稳压电源的测试 (15)4.收获以及体会 (16)5.元器件清单 (18)6. 主要参考文献资料 (19)本科生课程设计成绩评定表 (19)摘要本课程设计是在学完《模拟电路基础》、《模拟电路基础实验》之后,通过复杂程度较高,综合性较强大型设计课题的实做训练。
西安电子科技大学长安学院数字电路课程设计题目:基于NE5532的耳机功率放大器专业:生物医学班级:07221姓名:张君芳学号:07221004指导教师:时间:2009年11月基于NE5532的耳机功率放大器一、引言“耳放”即耳机放大器。
耳放主要功用就是在前端提供充足的放大功率。
帮耳机推出足够音量,尤其是遭遇上高阻抗、低灵敏度的专业耳机时,耳放更是扮演着不可或缺的重要角色。
当然它的作用不仅止于放大功率,依据电路设计,使用的放大组件等,都会对各频段的音色产生不同的影响。
例如使用真空管作为放大组件的胆机具有音染较明显的特色,虽然略微失真但声音却更温暖悦耳。
因此耳放其实也具有调音的效果。
随着现代生活品质的上升,用耳机欣赏音乐的人群日趋增加,但大多数还是停留在直接用耳机连接随身听、音乐手机等小型音源的方式为主。
可是这类音源通常受限于产品体积、成本等各方面因素,仅能容纳简单的电路设计,难免会有输出功率不足,无法推动耳机,音质还原效果不佳的疑虑存在。
所以在耳机系统中,在音源与耳机之间加入一个耳机放大器的环节,可以改善音质、调整系统的音色走向,这已经在耳机发烧友中形成共识。
但是耳机放大器的市场售价普遍偏高,机型偏少,而且所采用的进口货中最便宜的也不低于2000元,如英国“音乐传真”的X-CANS、GRAHAM的SOLO和美国RADORA1,贵的可达数万元人民币,如美国HEADROOM的新旗舰售价为3333美元。
国内产品中目前已经实现商品化生产的国产耳机放大器有北京清华大学吴刚设计制作的A1SE(晶体管)及T2A(电子管)、北京欧博的Cyber 20。
在平时的生活中通常以下几类人对音响有着发烧级的要求:①音响发烧友,这类人群对于音响有很深的认识,对器材非常的了解,以“玩音响”听音乐为人生乐趣。
②对音质有较高要求的人群,在听音乐的同时会去在乎整个音响系统的音色取向,是市场最大的潜在人群。
③追求高生活品质,有着高收入的人群,他们不在乎东西的好坏,只注重物质追求和独特的的个人品味。
蓝牙教学功率放大器设计概述蓝牙技术在现代无线通信中扮演着重要的角色。
为了扩大蓝牙信号的范围和提高音频输出的音质,设计一个高效的蓝牙教学功率放大器是至关重要的。
本文将介绍该设计的原理、必要的材料和步骤。
第一部分:原理1.1 蓝牙技术的基本原理蓝牙技术是一种无线通信技术,可通过低功率短距离通信连接不同设备。
它通过2.4 GHz的ISM频段发送和接收数据。
这种技术具有低功耗、较高的数据传输速率和广泛的应用。
1.2 蓝牙教学功率放大器的原理蓝牙教学功率放大器的主要原理是将蓝牙音频信号放大到适当的功率级别,以便能够在更大的范围内传播音频信号。
这通常涉及到放大器电路、功率放大器模块和音频输入接口的设计。
第二部分:材料2.1 电路板选择一个合适的电路板作为蓝牙教学功率放大器的基础。
电路板应具有良好的导电性能和适当的尺寸,以容纳需要的电子元件和连接线。
2.2 放大器模块选择一个高效的功率放大器模块。
这个模块应能够适应蓝牙音频信号的放大需求,并具有低功耗和低噪音特性。
2.3 音频输入接口选择一个合适的音频输入接口,它可以兼容蓝牙设备并接收音频输入信号。
这个接口应具有高质量的音频传输能力,以确保音质的质量。
第三部分:设计步骤3.1 准备电路板在电路板上标记出所需要的组件和连接线的位置。
确保电路板上的连线和插槽与所选电子元件和放大器模块相匹配。
3.2 连接电子元件将所选电子元件按照电路图中的要求连接到电路板上。
注意正确连接每个元件的正负极性,以避免短路或其他电路故障。
3.3 连接放大器模块使用适当的连接线连接放大器模块到电路板上。
确保连接线的质量和长度适当,以避免信号传输丢失或噪音干扰。
3.4 连接音频输入接口使用适当的连接线将音频输入接口连接到电路板上。
确保连接线的质量和长度适当,以确保音频信号的高质量传输。
3.5 测试和调试将设计好的蓝牙教学功率放大器连接到蓝牙设备,并进行测试和调试。
测试整个系统的音质和功率放大性能,对需要调整的参数进行适当的调节。
音频功率放大电路设计报告一、设计题目题目:音频功率放大电路二、设计任务目的与要求要求:设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路,负载为扬声器,阻抗8Ω。
指标:频带宽50H Z~20kH Z,输出波形基本不失真;电路输出功率大于8W;输入灵敏度为100mV,输入阻抗不低于47KΩ。
三、原理电路设计从电路结构来看,集成功放是由集成运放发展而来的,和集成运算放大器相似,包括前置级、驱动级和功率输出级,以及偏置电路、稳压、过流过压保护等附属电路。
除此以外,基于功率放大器输出功率大的特点,在内部电路的设计上还要满足一些特殊的要求。
1、方案比较与确定:方案一、用分立元件实现分立元件是电子电路的基础元件,长久以来都是在它的基础之上分析和设计电路的。
但由于近年来科技的发展,集成器件的出现,使分立元件的使用越来越少。
不过在一些小型的电路中,分立元件还是有比较大的优势。
分立元件的散热快,元件便宜,在设计时也相对自由。
方案二、用集成器件实现集成功率放大器是在集成运放基础上发展起来的,其内部电路与集成运放相似。
但是,由于其安全、高效、大功率和低失真的要求,使得它与集成运放又有很大的不同。
电路内部多施加深度负反馈。
集成功率放大器由于不仅具有体积小、重量轻、成本低、外围元件少、安装调试简单、使用方便的优点;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。
考虑到设计的任务和要求及设计者自身知识的条件的限制,决定用集成电路的形式来设计电路。
通过图书馆和网络等资源,我们找到了以下几种集成芯片(1)利用运放芯片LM317和各元器件组成音频功率放大电路,有保护电路,电源分别接+30V-30V,并且电源功率至少要50W,输出功率30W;(2)YT8227是一块双通道音频功放电路,内含热保护电路和电源开关,外围电路简单;(3)TDA2030是许多电脑有源音箱所采用的Hi-Fi功放集成块。
本科生毕业论文毕业论文题目用于耳机音质评价的功率放大器学生姓名王晓鸾专业及班级电科1201指导教师于光辉完成日期2016年 5 月13日用于耳机音质评价的功率放大器摘要对于耳机品质的评价没有特定的设备,只能根据不同的需求选取不同的设备进行评定。
本设计根据耳机品质不同,选取了不同的功率放大相关设备用于评测。
对功放设备本身的相关参数测量后选择最优符合耳机要求的设备再对耳机品质做出评价。
本设计对耳机品质测量时,根据耳机阻抗的不同,采用两种测量手段。
测试用同种功率放大模块,相同的音源,测量环境,针对耳机对单音和不同种类的音乐的反应程度以及结合个人观感进行较为客观评价。
关键词:耳机功率放大器耳机音质测评Power amplifier for headphone sound quality evaluationAbstractNo special equipment is used to evaluate the quality of the headset, that can only be assessed according to the different needs of different devices.According to headphone quality,this design choose a different power-related equipment for evaluation.Measuring amplifier device parameters, thenchoose the best and most qualified equipment to evaluation headphones sound.When measuring of the headset quality, according to the different headphone impedance, the design usingtwo measurements. Same power amplifier module, audio source and environmentfor testing. Conduct a more objective evaluation of the extent of the headset according to the reaction of tones and different kinds of music as well as a combination of personal perception Keyword:Headphone power amplifier、Headphone sound quality evaluation目录第一章引言 (6)第二章耳机功率放大器 (7)第一节耳机功率放大器指标 (7)一.过载音源电动势 (7)二.有效频率范围 (7)三.总谐波失真 (7)四.输出功率 (7)五.输出阻抗 (8)六.信噪比 (8)第二节耳机功率放大器基本结构 (8)一.前置放大器 (8)二.功率放大器 (8)第三章耳机设备 (10)第一节耳机概念 (10)第二节耳机分类 (10)一.驱动器分类 (10)二.佩戴方式分类 (11)第三节耳机衡量指标 (11)一.频率响应 (11)二.阻抗11三.灵敏度 (11)四.总谐波失真 (11)五.功率储备 (12)第四节测试用耳机 (12)一.魔声钻石之泪 (12)二.铁三角A TH-ES700 (12)三.铁三角IM-70 (13)四.索尼XBA-C10 (13)五.普通耳机 (13)第四章功率放大设备及测试 (14)第一节XH-M164前级调音板 (14)一.基本构成及参数 (14)二.测试情况 (14)第二节LM386功率放大模块 (17)一.LM386芯片 (17)二.LM386功放模块 (17)第三节TDA7297功率放大模块 (19)一.TDA7297芯片 (19)二.TDA7297功放模块 (19)第五章耳机音质综合评价 (21)一.评价方式 (21)二.评价结果 (22)致谢 (25)参考文献 (26)第一章引言通常所说的功率放大器与耳机功放的原理上是基本相同的,都是将声音信号进行放大。
1 设计任务描述1.1设计题目:耳机功率放大电路1.2 设计要求1.2.1 设计目的(1)掌握低频功放的构成、原理与设计方法;(2)熟悉模拟元件的选择、使用方法。
1.2.2 基本要求(1)最大输出功率>50mW,能驱动32-200Ω的耳机(2)在20-20000Hz频率范围内音质优秀,信号失真度THD<1%;(3)电压放大信号3-5。
1.2.3 发挥部分(1)输出功率可调节;(2)220V交流电源供电。
2 设计思路根据此次课程设计的要求,通过自上而下的设计思路,我设计的功放基本电路由两个部分组成,分别是直流稳压电源、功率放大器放大倍数可调。
由不同型号的功率放大器、稳压器、电容、电阻、以及滑动变阻器组成。
根据基本要求内容,(1)首先为了最大输出功率>50mW能驱动32-200Ω的耳机,所以直流电压选择12V:(2)因为放大倍数在三到五倍所以采用运算放大器来达到要求。
另外,发挥部分设计的两个内容。
(1)为了将220V交流电压转换成12V直流电压,设计了整流电路。
首先采用变压器,把220V的电压降低,再次通过整流电路把交流电压变成直流电压,滤波电路把电压稳定,最后通过整流把电压稳定在12V;(2)为了使输出功率可调,所以在运算放大器使其放大倍数可调,所以使用了一个滑动变阻气使其放大倍数可调。
3 设计方框图×4 各部分电路设计及参数计算4.1各部分电路设计4.1.1直流稳压电源图4.1.1直流稳压电源电路直流稳压电源电路设计方法图中V1为电源变压器,它的作用是将交流电压变成整流电路要求的的交流电压,四只整流二极管接成电桥的形式,故有桥式整流电路之称。
电容C1周而复始的进行充放电,达到滤波的作用。
电路中C3,C4用来实现频率补偿,防止稳压器产生自激振荡和抑制电路引入的高频干扰,C5是电解电容,以减小稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰。
4.1.2集成运算放大电路图4.1.3设计方法:输入信号电压加到运放的同向输入端,输出电压通过R4,R15,R3的分压作用,作用于反相输入端“-”。
由于要求放大倍数可调,所以在此加一个滑动变阻器,来满足题目的要求;同时通过滑动变阻器可调,从而改变了输出端的功率,功率的大小直接影响了耳机放出的音量的大小,这样就满足了发挥部分的要求。
4.2各部分参数计算4.2.1直流稳压源的参数计算最大输出功率为:又因为mW P om 50≥所以选择V V CC 12=4.2.2运算放大器的参数计算运算放大器的放大增益为:513234≤++=≤R R R A fl omR Vcc P 281*=5 工作过程分析5.1直流稳压的产生电路中采用的是理想变压器,桥式整流二极管,LM7812KC 稳压器。
变压器的作用是将交流电压变成整流电路要求的交流电压,通过LM7812KC 稳压,到达实验所需的电压。
为了使输出电压能到达要求,通过2)5~3(T C R l 来确定滤波电容的大小,电路中靠近引脚处接入电容3C ,4C 用来实现频率补偿,防止稳压器产生高频自激振荡和抑制电路引入的高频干扰,是电解电容,以减小稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰。
为了检验是否达到所需要的直流电压,利用Multism 仿真软件进行测试,经反复测试调节,最终选取3C ,4C ,5C 的电容值为330nF,100nF,10000nF 。
经示波器和万用表测量输入信号输出信号波形和输出电压如图所示:图5.1直流稳压输入和输出波形5C图5.2直流电源电压5.2功率放大电路电路中选用的是LM324系列集成块,LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装。
它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。
由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,也可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。
由于题目要求输出功率可调,所以在反馈环中除了一个阻值不变的固定电阻以外,有加了一个阻值可调的滑动变阻器,一满足输出功率可调。
根据题目要求,经过多次反复仿真,最终选择2R ,3R 阻值为1K,2K 。
滑动变阻器的最大阻值为2K,用示波器可测得图形如下由于放大倍数的衰减,所以在输出与功率输入处加一个负反馈,以满足放大倍数的需要。
为了检验其功率放大是否能达到要求,利用Multism 软件多次进行仿真,进行参数的调试,最终选择1R ,2R 的阻值为。
用功率表和示波器测量如图所图5.3功率放大输出与输入信号图5.4输出功率图5.5信号失真度6 元器件清单数量描述参考标识1 AC_POWER, 220 Vrms 50 Hz 0°V21 CAPACITOR, 4.7uF C11 CAPACITOR, 330nF C31 CAPACITOR, 100nF C41 CAPACITOR, 10uF C51 VOLTAGE_CONTROLLED_VOLTAGE_SOURCE, 1V/VV11 POWER_SOURCES, GROUND 01 AC_POWER, 10 Vrms 50 Hz 0°V32 RESISTOR, 1kΩR3, R2 1 RESISTOR, 2kΩR41 POTENTIOMETER, 2kΩR151 RESISTOR, 10kΩR11 RESISTOR, 150ΩR61 FWB, MDA990-3 D11 OPAMP, LM324J U21 VOLTAGE_REGULATOR,LM7812KCU17 主要元器件介绍7.1 交流电源的介绍每一个交流电源都可以用图1所示的符号来表示,它有两个引脚,其中一个是接地的,另外一个接输出信号端,同时它可以通过改变参数来设定所需要的电源信号。
图7.1 交流电源符号电源的详细报告热敏电阻连接:: 0.00热敏电阻状况:: 0.00功耗: 0.00降值拐点:: 0.00最低工作温度: 0.00最高工作温度: 0.00静电放电:: 0.00引脚信息:逻辑物理的单元类型 ERC 状态引脚交换组门交换组1 GRP:A A:I/O 包括2 GRP:A A:I/O 包括7.2变压器的介绍图7.2变压器的符号引脚信息:逻辑物理的单元类型ERC 状态引脚交换组门交换组1 GRP:A A:I/O 包括2 GRP:A A:I/O 包括3 GRP:A A:I/O 包括4 GRP:A A:I/O 包括MDA990-3详细数据清单描述: Vrrm=200.00: Irrm=500.00:Vfm@if=*************: trr=: Package=CASE309A-03热敏电阻连接: 6.05热敏电阻状况: 0.00功耗: 0.00降值拐点: 55.00最低工作温度: -65.00最高工作温度: 175.00静电放电: 0.007.3桥式整流管的介绍图7.3.1整流管符号图 7.3.2整流管封装图引脚信息:逻辑物理的单元类型ERC 状态引脚交换组门交换组V+ 1 GRP:A A:I/O 包括AC1 2 GRP:A A:I/O 包括AC2 3 GRP:A A:I/O 包括V- 4 GRP:A A:I/O 包括7.4稳压器介绍本次课程设计采用的是三端集成稳压器。
稳压器的三端分别是输入端、输出端和公共引出端。
图7.4.2稳压器的封装图7.4.1稳压器的符号LM7812KC详细数据清单描述: Iout=1.5: Vout=12.0: Pd=2.8: Package=TO-3(KC)热敏电阻连接: 35.00热敏电阻状况: 4.00功耗: 2.80降值拐点: 0.00最低工作温度: 0.00最高工作温度: 70.00静电放电: 0.00引脚信息:逻辑物理的单元类型ERC 状态引脚交换组门交换组IN 1 GRP:A A:INPUT 包括GND 2 GRP:A A:PWR 包括OUT 3 GRP:A A:GOD 包括7.5 集成运放LM324J每一组运算放大器可用图7.4.1所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。
两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反;Vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。
LM324的引脚排列见图7.4.2。
图7.5.1图7.5.2LM324N集成块详细报告热敏电阻连接:: 88.00热敏电阻状况:: 0.00功耗: 1.26降值拐点:: 0.00最低工作温度: 0.00最高工作温度: 70.00静电放电:: 250.007.6桥式整流管MDA990-3详细数据清单描述: Vrrm=200.00: Irrm=500.00:Vfm@if=*************: trr=: Package=CASE309A-03 热敏电阻连接: 6.05热敏电阻状况: 0.00功耗: 0.00降值拐点: 55.00最低工作温度: -65.00最高工作温度: 175.00静电放电: 0.00图7.6.1整流管符号图7.6.2整流管封装图引脚信息:逻辑物理的单元类型ERC 状态引脚交换组门交换组 V+ 1 GRP:A A:I/O 包括AC1 2 GRP:A A:I/O 包括AC2 3 GRP:A A:I/O 包括V- 4 GRP:A A:I/O 包括小结通过这短暂一周的学习,让我学习到了有关功率放大电路方面的很多知识,使我在一周的课程学习后更加深刻意思到自己所学专业的实用性,同时也认识到了自己所学专业的重要性和趣味性。
在这次课程设计中我主要以书上所学的内容为基础,通过查阅课外的知识为辅助来完成本设计要求的内容,达到了自主学习的目的。
通过这一周的学习和努力,让我认识到自身的很多不足之处,例如,选完课题之后我不知道主动联系所学知识一味的想从网络上寻求答案,盲目中浪费了很长时间;在克服了许多学习困难后我深深认识到自己不论是在知识储备还是学习能力方面还存在很多不足,基础知识还很薄弱,实践经验比较缺乏,动手能力也有待提高,理论联系实际的能力仍急需提高。
在此,也给自己一个小小的警告,不能为了应付考试而学习。
在整个过程中,我也曾想过放弃自己的设计,认为直接抄往届的就行,但是我不想这样做。
因为我知道,只要有付出就会有收获。
因此我就重新把模拟电子技术基础这本书相关功率放大的只是重新复习了一下,看完之后我就感觉这次的耳机功率放大电路没有想象中的那么难,只是对所学的知识加以应用到实际中。
当自己设计的东西得到老师的认可之后,那种喜悦之情溢于言表,让我更加坚信美好的人生就是在不断的劳动后才得以进步。
对我而言,这次的课程设计是一种很好的锻炼,它让我进一步将理论知识运用到实际当中,尤其是仿真软件的利用非常具有真实感;让我在获得了宝贵知识的同时也获得了精神上的满足;让我体会了学无海无涯苦做舟的道理。