#双声道有源音箱模电设计报告

1 设计目的

1、完成系统设计与制作方案设计

2、掌握有源音箱的工作原理以及各元器件的作用

3、掌握焊接有源音箱的方法与调试

2 课程设计要求

1. 输出功率可调：4W；

2. 负载阻抗：4Ω，输入阻抗：>20KΩ；

3. 双声道，具有音量调节功能；

4. 采用分立元件设计。

3 设计方案与论证

3.1设计内容

设计一个音箱，要求能调节音量大小，能放音乐。

3.2 总体方案论证

系统原理方框图如图1所示。根据题目任务, 我们设计有五个基本电路

1)前置放大电路

2)调音电路

3)声道后级放大电路

4)重低音放大电路

5)电源电路

图3-2系统原理框图

其中前置级主要完成小信号的电压放大任务；音调调节完成音量大小、高低音、平衡调节；左右声道功率放大级和重低音放大级则实现对信号的电压和电流放大任务；电源部分则为整个功放电路提供能量．

该系统是一个高增益、高保真、高效率、低噪声、宽频带、快响应的音响与脉冲传输、放大兼容的实用电路。下面对每个单元电路分别进行论证。

3.2.1 单元模块方案：

弱信号前置放大级电路：

弱信号前置放大电路必须由低噪声、高保真、高增益、快响应、宽带音响集成电路构成。符合上述条件的集成电路有：M5212、LM5213、LLM1875、TDA1514、NE5532、NE5534、TDA2822M等。

本系统设计选用TDA2822M，因为同众多的运放相比, TDA2822M具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、宽频带等优良性能, 被称为“运放之皇”。这种运放的高速转换性能可大大改善电路的瞬态性能, 较宽的带宽能保证信号在低、中、高频段均能不失真输出, 使电路的整体指标大大提高。

调音电路：

调音电路主要实现音量调节、高音调节、低音调节、平衡调节。能达到以上要求的电路有:LM1036、LM4610、NE5532、TA7630等。

本系统设计选用TA7630，因为和其它调音电路相比，TA7630具有电路简单、温度漂移小、音量控制范围、易调试等特点。

功率放大级：

方案一：功率放大输出级采用分立元件构成的OCL电路，驱动级采用集成芯片，整个功放级采用大环电压负反馈。这种方案的优点是：由于反馈深度容易控制，故放大倍数容易控制。且失真度可以做到很小，使音质很纯净。但外围元器件较多，调试要困难一些。

方案二：采用专用的功放集成芯片。LM3886是一款功率放大集成块，体积小巧，外围电路简单，且输出功率较大。该集成电路内部设有过载过热及感性负载反向电势安全工作保护。

根据题目设计要求，可供选择的功率放大器可由分立元件组成，也可由集成

电路完成。由分立元件组成的功放，如果电路选择得好，参数恰当，元件性能优越，且制作和调试得好，则性能很可能高过较好的集成功放。许多优质功放均是分立功放。但其中只要有一个环节出现问题或者搭配不当，则性能很可能低于一般集成功放，为了不至于因过载、过流、过热等损坏还得加复杂的保护电路。现在市场上有许多性能优异的集成功放芯片，如TDA2040A、LM1875、TDA1514等。集成功放具有工作可靠，外围电路简单，保护功能较完善，易制作调试等优点，虽不及顶级功放的性能，但满足并超过本设计的要求是没有问题的。另外集成运放还有性价比高的特点。故本系统设计选用方案二。该方案的优点是：技术成熟，外围元器件少，保护功能较完善，调试简单，便于扩功等。

重低音放大级:

方案一：采用LM4558作重低音滤波，LM3886作重低音后级放大。

方案二：采用NE5532作重低音滤波，LM3886作重低音后级放大。

通过上网查资料，咨询指导老师，首先采用了方案二，确定原理图，画出PCB图，但是通电测试之后，发现低音呈现很浑浊，不厚重。然后采用第二种方案测试，画出原理图，做出PCB测试之后发现重低音有明显变化，变得厚重。之后通过分析NE5532和LM4558性能参数，NE5532在性能参数上远胜于LM4458，但是在此电路上的差异却不相符。根据测试效果最终选定方案一做重低音放大。只是最后没有找出差异不符的原因，确实是一大遗憾。

电源电路：

本系统电源设计采用RS808作整流，10000uF的铝电解电容作滤波，LM1812、LM1912作稳压。

方案选择：

由前面的方案论证得知，设计本系统有两种方案，一种方案是采用集成电路与分立元件相结合的方案，另一种是全部采用集成芯片的方案。

为尽可能的降低噪声影响，减小非线性失真，以及考虑到外围元器件过多会给系统引入噪声等干扰因素造成不利影响，本设计采用方案二：全部采用集成运放芯片搭建电路。

为了得到较好的音质效果我们决定在前置放大级电路中采用集成双运放

NE5532,音调调节TA7630P,重低音滤波LM4558，功率放大级中LM3886

4 设计原理及功能说明

4.1 有源音箱的工作原理

从信号源得到信号经运放推动再送到后级放大推动扬声器

4.2 功能说明

1、TDA2822M的介绍及其应用电路

TDA2822 是一片内部集成了双路音频功率放大器的集成电路，其工作电压范围是

1.8—15V，2 脚是电源输入端，4 脚是公共接地端，7、8、1 脚分别是其中一路放大器的正

向输入、反向输入、输出端，6、5、3 脚别是另一路放大器的正向输入、反向输入、输出端，

芯片工作时两个输出端的电压约等于1/2 电源电压，因此C2、C5 作为输出电容隔开直流电

避免烧坏喇叭；C4、C6 是用来调整输出信号相移的，避免功放电路产生自激振荡而损坏；

C1、C2 为反向输入端信号耦合电容，R2、R5 为输入电阻，它决定了放大器的输入阻抗。

TDA2822M是一片非常经典的优秀音频功率放大集成电路，20世纪90年代初曾经被国内外家电厂商广泛用于便携式收录机中，在一些功率稍大的，尤其是带有机身扬声器的随身听中也可以经常看到TDA2822M的身影。

TDA2822M是为便携式录放音设备开发的双声道音频功放集成电路，具有低交越失真和低静态电流的特点，可工作于双声道立体声或单声道桥式放大(BTL)模式。TDA2822M工作电压范围很宽，在1.8V-15V范围内均可正常工作。

TDA2822M的标称输出功率(1KHz,8Ω,9V,10%总失真)立体声方式时可以达到1W，桥接方式时可以达到2W。

TDA2822M的其他技术指标如下：

最大峰值电流(PeakOutputCurrent)：1A；

静态电流(QuiescentDrainCurrent)：≤9mAVCC=3V)；

总谐波失真(1kHz，8Ω～32Ω，典型值)：0.2%；