带电平显示的音频功率放大器

电子系统设计报告

课程名称：带电平显示的音频功率放大器系部：

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电子系统设计报告

一. 设计要求

带输出电平指示的小功率立体声音频放大器：输出功率为2x0.2W的音频立体声功率放大器。

（1）．带3——4级输出音频电平LED指示灯，用LED指示灯指示电压的大小。（2）．负载电阻10Ω，供电电压小于10V，输入信号电压50mV有效值。（3）．满功率输出效率不低于45％.

二．方案选择及电路的工作原理

方案一：音频功放模块用集成芯片TDA2822M。TDA2822集成电路具有静态电流小、交叉失真小，电路简单、音质好、电压范围宽等特点，可组成双声

道BTL电路。

电平显示模块用LM324可以实现，LM324系列器件为价格便宜的带有真

差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，

它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32

伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。

方案二：音频功放模块通过LM386实现。LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真

小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。静态功耗低，

约为4mA，可用于电池供电。工作电压范围宽，4-12V or 5-18V。外围

元件少。电压增益可调，20-200。低失真度。

电平显示模块同方案一。

方案确定：音频功放必须为双通道，由于使用LM386会使电路中元器件更多（主要是耦合电容，滤波电容，以及电阻数量的相对增加）,而TDA2822可

以实现双通道功放，所以音频功放模块使用一片TDA2822m芯片（用

LM386需要两片，所以放弃，原因前面已经介绍）。

电平显示模块则通过使用LM324设计成比较器，通过功放输出信号与原

先设置好的不同参考电压进行比较（即通过运放同向与反向输入端电压

比较），运放输出端则连接发光二极管，如果功放输出比设置的电压大，

则功放输出驱动发光二极管点亮。因为设置的电压为四个不同的值，所

以四个运放的输出也不同。由点亮的LED 个数则可判断功放输入信号的大小。

二.单元电路设计与元器件的选择

1.功率放大器：

主要采用8脚封装的TDA2822M 小功率放大电路，双声道放大。 9V 供电时，去负载8Ohm 扬声器做负载，理论功率为1W ，实验使用两个8欧姆扬声器做左右声道。

功率放大器采用集成，把前置放大电路输出的信号进一步放大，以驱动负载扬声器工作，使其发出声响。 结构框图：

拟定电路图：

2.电平显示电路：

用运算放大器LM324（做比较器用）来实现实验要求，即通过基准电平对电压进行分配，然后再通过放大比较器对输入交流信号

进行判断，当达到所需电压时各灯一次亮，这种方法结构简单，容易理解，误差较小。

结构框图：

拟定电路图：

三.设计的具体实现

1.系统概述

系统总体框图如下：

1）功率放大器：

主要采用8脚封装的TDA2822M 小功率放大电路，双声道放大。 6V 供电时，去负载8Ohm 扬声器做负载，理论功率为1W ，实验使用两个8欧姆扬声器做左右声道。

功率放大器采用集成芯片TDA2822进一步放大，以驱动负载扬声器工作，使其发出声响。

2）电平显示电路：

用运算放大器LM324（做比较器用）来实现实验要求，即通过基准电平对电压进行分配，然后再通过放大比较器对输入交流信号进行判断，当达到所需电压时各灯一次亮，这种方法结构简单，容易理解，误差较小。通过功放输出信号与原先设置好的不同参考电压进行比较（即通过运放同向与反向输入端电压比较），运放输出端则连接发光二极管，如果功放输出比设置的电压大，则功放输出驱动发光二极管点亮。因为设置的电压为四个不同的值，所以四个运放的输出也不同。由点亮的LED 个数则可判断功放输入信号的大小。

2． 单电路设计、仿真与分析

（一)、 功率放大器： （1）电路原理分析：

A 、功率放大电路部分采用集成IC 功率放大器TDA2822M 。负载使用两个8欧姆扬声器，每个最大输出功率为1W 。

B 、左右声道两信号通过输入端输入，10K 滑动变阻器调节音量平衡，另外两个小电阻缓解声音变化。从1脚和3脚输出。5脚和8脚为反馈端，确定响应频率的下限。输出端1微法电容和4.7欧姆电阻串联，作用是输出滤波，防止自激，提高音质。

C 、单个输出端功率：

R

U L

CC P 8

1

效率：

U

I P

P

P CC

E

E

总

其中

=

=

,0η

（2） TDA2822M 引脚特征

（3）TDA2822M 原理图

（4）TDA2822M 参数表

由表中可知，当供电电压为9V，负载为8 Ohm时候，输出功率为1W，所以实验采正负9V直流供电，双声道输出，额定功率为2W。

（二）电平显示电路：

1）电路原理分析

每一组运算放大器有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“V o”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V o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V o的信号与该输入端的相位相同。

根据lm324原理将实验器材连接成上面拟定的电路原理图，根据调节

输入信号

U的大小，改变电路中各个节点的电位，由于电路为分压电i

路，即改变

U使4个LED分别在1.2v 2.4v 3.6v 4.8v启亮。（输i