音频放大电路设计

目录

摘要 (1)

1设计内容及要求 (1)

1.1 设计目的及主要任务 (1)

1.1.1 设计目的 (1)

1.1.2 设计任务及主要技术指标 (2)

1.2 设计思想…………………………………………………………………2………

2方案及整体电路工作原理 (2)

2.1方案确定 (2)

2.2整体电路工作原理 (3)

3电路单元模块设计 (3)

3.1 电源电路的设计……………………………………………………3…

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)

4.1 输入电容的选取 (5)

4.2自举电容的选取 (5)

4.3反馈电阻电容的选取 (6)

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 (7)

5.1 电路的安装 (7)

5.2 电路的调试与数据测定 (7)

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 (8)

5.2.5 输出电压波形图 (8)

6设计电路的特点及改进意见 (9)

6.1 设计电路的特点 (9)

6.2 电路改进意见 (9)

7元件列表 (10)

8心得体会 (10)

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。该功放的设计避免了单立元件组合电路布线复杂，输出信号失真大的缺点，TEA2025单声道功率放大集成电路，该电路具有声道分离度高、电源接通时冲击噪声小、外接元件少，最大电压增益可由外接电阻调节等特点。

关键词：TEA2025；高保真；失真小；效率高

1 设计内容及要求

1.1设计目的及主要任务

1.1.1设计目的

①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。

②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。

1.1.2 设计任务及主要技术指标

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。

②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Multisim软件完成仿真）

③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。

1.2设计思想

本次设计首先在众多集成功率放大器中选出符合设计要求且工作性能最佳的集成芯片。而整个设计的核心部分就在功放模块电路的设计，该模块完成的功能主要包括放大输入音频以及调节输出音频。随后运用Pspice软件中的仿真功能对其予以仿真，从仿真的结果中分析程序的正确性。待所有模块的功能正确之后，运用原理图搭建顶层电路并进行整体仿真直至达到最初的设计要求，最后再在实验箱上检验设计的正确与否。

2 方案及整体电路工作原理

2.1 方案确定

功率放大器的常见电路形式有单电源供电的OTL电路和正负双电源供电的OCL电路。有集成运放和晶体管组成的功率放大器，也有专用集成电路功率放大器芯片。

根据设计指标及要求，选择TEA2025B功放芯片的OTL典型电路，该芯片具有音色甜美动听、性能优良，工作可靠，外围元件少以及安装方便等特点，电源电压从2.2V到16.8V 均可以正常工作，对电源电压的适应范围很宽，静态电流小，电源电压增高时，输出功率增大。

2.2 整体电路工作原理

由一片TEA2025B接成OTL功率放大器，电路书要分为电源电路（由电源输入、电源稳压电路组成）、音频输入、TEA2025功放主体电路和音频输出。电路拟采用两种电源输入形式，USB接口输入和CK插头输入，适用于不同场合使用，USB主要用于电脑随放，CK 插头可接自制直流稳压电源亦可接一般随身听电源，非常方便。下图为设计电路整体框图：

3电路单元模块设计

3.1电源电路的设计

考虑到电源获取的方便性，选取USB输出+5V电源和一般随身听4.5-6V电源作为本电源的供电模块。但如果上述电源直接输入，噪音太大，影响音质。故选取了噪声较低的集成稳压块1117-33作稳压作用，+5V输入，3.3V输出。经验证，此电压经TEA2025输出可以驱动8Ω/3W喇叭发声。下面是1117整流电路图：

3.2音频输入的设计

音频输入用一般的耳机输出线改装而成。去掉耳机头，刮掉信号线表面胶漆，直接到集成功放输入端。

3.3集成功放的设计

3.3.1 TEA2025B的OTL电路

TEA2025集成电路的输出功率由电源电压和负载阻抗大小决定。既可以构成单声道OTL功放，又可以组成BTL功放。本次课程设计采用其OTL典型电路，应用电路如下图所示：

4器件选择及参数计算

4.1输入电容的选取

该电路要加一输入耦合电容，以减小噪声输入选取一小电容足矣，故取0.22μF瓷片电容。

4.2自举电容的选取

自举电容使输出幅值增加。建议值为100uF 。自举电容器避免减少输出信号。此外，在低频和低电源电压时，有较好的减小失真的作用。

4.3反馈电阻电容的计算

输出电压由电阻人R1、R2、C1决定，其增益由下式决定：

1

211jwC R R R V V f IN OUT +

+= 当Rf=0，C1=100μF ，f=32Hz 时，增益为46dB 。 4.4输出电容的计算

最低输出频率由输出电容决定根据以下式子给出：

L OUT R C L F •∏•=

21 当FL=100Hz,RL=8Ω时，C=198.9 μF ，为留有余地，选取470μF 铝电解电容。

4.5音频输出器的选择 本设计选取了8Ω/3W 大纸盆喇叭。