基于TDA2822双声道音频功率放大器设计

论文总字数：18683字

目 录

1 绪论…………………………………………………………………1

1.1 研究背景………………………………………………………………………………1

1.1.1 音频功率放大器的研究历史…………………………………………………1

1.1.2 集成电路的特点介绍及其应用………………………………………………1

1.1.3 音响电路的概念………………………………………………………………1

1.1.4 功率放大器的作用……………………………………………………………2

1.2 国内外研究现状………………………………………………………………………3

1.3 论文主要工作内容……………………………………………………………………4

1.4 论文组织结构…………………………………………………………………………4

1.5 本章小结………………………………………………………………………………4

2 电路设计方案框图…………………………………………………4

2.1 集成电路介绍…………………………………………………………………………4

2.1.1 集成电路的基本参数…………………………………………………………5

2.1.2 集成电路的工作原理…………………………………………………………5

2.2 Altium Designer介绍及仿真模拟电路图…………………………………………5

2.2.1 输入回路………………………………………………………………………6

2.2.2 输出回路………………………………………………………………………6

2.2.3 电源电路………………………………………………………………………7

2.2.4 接地电路………………………………………………………………………7

2.3 集成电路各引脚及其外电路作用……………………………………………………8

2.4 直流和交流信号的传输过程和放大电路……………………………………………8

2.4.1 信号传输过程…………………………………………………………………8

2.4.2 放大电路分析…………………………………………………………………9

2.5 直流电源介绍…………………………………………………………………………9

2.6 本章小结………………………………………………………………………………10

3 实现焊接电路………………………………………………………10

3.1 实验所用元器件………………………………………………………………………10

3.2 焊接好的实物图及整个电路工作实物图……………………………………………10

3.3 焊接总结………………………………………………………………………………11

3.4 本章小结………………………………………………………………………………12

4 功能测试……………………………………………………………12

4.1 调试准备工作…………………………………………………………………………12

4.2 电路调试………………………………………………………………………………12

4.3 故障排除………………………………………………………………………………13

4.4 调试结果………………………………………………………………………………13

4.5 定量分析………………………………………………………………………………14

4.6 本章小结………………………………………………………………………………16

5 总结与展望…………………………………………………………16

5,1 总结……………………………………………………………………………………16

5.2 展望……………………………………………………………………………………16

参考文献………………………………………………………………16

致谢……………………………………………………………………18

基于TDA2822双声道音频功率放大器设计

居敏

,China

Abstract:In recent years, with the development of electronics industry technology and electronic and electrical industries, the ability to manufacture electronic components has become more and more important. Due to the improvement of production technology and the improvement of processing technology, the development of integrated circuit technology is also fast. Under the background of this research, this dissertation uses Altium Designer analog simulation circuit system to design a dual-channel audio power amplifier based on TDA2822 integrated circuit. The research goal is to realize the power of two-channel audio signal with the voltage amplification factor as the parameter standard. Zoom in. This circuit has low cost, good sound quality, wide voltage range, and simple and clear. This design can be applied not only to home mini speakers, but also to commercial sound systems. It can also be used as experimental teaching and has a wide range of applications.

Key words:TDA2822;power amplifier and production;electronic process

1 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 音频功率放大器的研究历史

音频功率放大器的发展历史为电子管（真空管）、双极性晶体管和场效应管三个阶段。三种音频功率放大器都是有着各自的优缺点。电子管音频功率放大器的优点是音色圆润、甜美，缺点是体积庞大、功耗高、成本高、工作状况极不稳定，且高频响应不佳^[1]；双极性晶体管音频功率放大器有着频带宽、动态范围大、可靠性高、寿命长，且高频响应好的好处，然而它的静态功耗、导通电阻都很大，效率难以提高而且没有解决电子管音频功率放大器成本过高的劣势^[2]；而场效应管音频放大器兼顾了电子管音频功率放大器和双极性晶体管音频功率放大器的优点，具有与电子管同样圆润、甜美的音色，同时与双极性晶体管音频功率放大器一样，它的动态范围宽，更重要的是它的导通电阻小，可以达到很高的效率^[2]。

1.1.2 集成电路的特点介绍及其应用

集成电路（Integrated Circuit）是一种微型电子器件或电子部件。它的研究历史还不太久远，是20世纪50年代末期—60年代早期发展起来的一种新型半导体器件，制作过程就是采用氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等特定的半导体制造工艺，按照某种电路原理把一个电路中所需的具有特定功能的晶体管、电阻、电容、电源和电感等元件及导线连接成一个整体，建造于一小块或几大块半导体晶片或介质基片上，然后利用一定的封装方式焊接封装于一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构电路。由于在这其中的全部元件在结构上已经构成了一个小小的整体，因此这也使电子元件向着微型化、低功耗、智能化和高可靠性方面的发展取得了长足进步。它在电路中用大写字母“IC^[3]（Integrated Circuit）”来表示。集成电路发明者为Jack Kilby（基于锗（Ge）的集成电路）和Robert Noyce（基于硅（Si）的集成电路）。由于硅材料成本低、且有较好的物理应力，所以当今半导体行业绝大多数采用的是基于硅的集成电路。集成电路的封装外壳有板上芯片式、圆壳式、扁平式、表面贴装式或双列直插式等多种形式。集成电路具有体积小，寿命长，高可靠性，优质性能，低成本，便于大规模生产的优点。它不仅在工、民用电子设备如MP3（Moving Picture Experts Group Audio Layer III）、电视机、计算机、手表等方面有广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控、网络等方面也有广泛的应用。用集成电路来装配电子工艺，其装配密度比晶体管可提高几十倍、几千倍甚至几万倍，设备的稳定交、直流工作时间也可以大大提高。

1.1.3 音响电路的概念

一个电信号可以用幅值、频率和相位三个参数来表示,通常用响度、音调和音色三个参量来表示声音的特征，这三个参量即声音的三要素^[4]。响度通俗地讲即音量。与声音强度有关的人的主观感受可用响度来表示。响度表示听音时人耳对声音强弱的主官感受，主要与声波振幅有关。当调整音频设备电位器的音量以增大音量时，会感觉到声音越来越响。音量开大后，功率放大器馈入扬声器的电功率增大，扬声器纸盆振动的幅度增大，声波振幅增大，人的主观感受中声音便感觉增大了。响度的大小除了与声波振幅的大小有关外，还与声波频率的大小有关，人耳听觉在中频段比较灵敏，而在低频段和高频段比较迟钝，要在高、低频段获得与中频段相同的响度，就要提高低频段、高频段声波振幅的大小，而且频率越低或越高，要求的声压级越高。人耳对高频段、低频段声音的感知灵敏度还与声音强度的大小有关。声音越小，人耳对高、低频段的感知灵敏度越低。为了弥补人耳能听到频率范围的不足，在音响设备中设有响度补偿电路，用来在发出较小音量时分别提升放大器的高频和低频信号输出。音调又称音高，它反映了声波频率的高低。平时所说的女高音，男低音就是指音调和声波频率的高低。各种各样声源的发声频率都有一个范围。例如，低音提琴的频率较低，因此高频段发声能力差。而小提琴的频率较高，可以用来表现高音频节目。生理声学和心理声学的研究表明，低音给人以丰满、柔和的感受，中音给人以雄壮、有力的感受，高音给人以明亮、纤细的感受^[5]。例如，运动员进行曲以中音成分为主，如果以低音或高音为主演奏则不会达到雄壮的效果。因此，人对于不同频率的声响的心理感受是不同的。为了满足不同人群的听音喜好，应该在音响设备中设置音调控制器。音色是指声音的色彩和特征，它主要取决于声音基频的频谱大小，即取决于谐波组成的成分、比例和声音的持续时间、声音的建立和衰变等因素，也就是取决于频谱中的泛音成分。此外，它也与基频的大小和响度的影响有关。音色代表了声源的特色和个性，各种音源都有它特定的音色，而且各不相同。人的耳朵在辨别两个声源时，就是根据音色去分别它们的。对乐器来说，音色是很重要的。同样一件乐器，比如相同的几把小提琴，它们的音色有很大区别。对于不同的音响设备而言，用同一盘磁带放音，但由于不同的机器具有不同的性能，重放声音时所听到的音色效果就不一样，其中重要的一点是两台音响设备重放节目时声音的音色不同。由于音色的效果与声音基波的高次谐波大小、频谱、比例等因素有关，这就要求机器在处理放大信号时能不失真地按照这些谐波的大小和比例重放，对于频率不高的基波来说，一般功率放大器都能不失真地放大、重放，可基波的高次谐波频率大小却是很高的，而且频率成分丰富，要想不失真地放大和重放这些谐波，这对于放大器和音响提出很高的要求。

1.1.4 功率放大器的作用

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