大学物理设计实验

TDA1521音频功放设计

[摘要]本文是基于由利浦半导体公司于1994年7月设计出来的TDA1521为核心的功放设计。音响设备，作为人们欣赏高保真音乐的最重要的设备，其中功放和喇叭的选择尤其重要。只有喇叭接收到功放电路输出的高保真的音频放大信号才能使音响放出好的音乐。

[关键词] TDA1521；滤波电路；自击震荡

1.绪论

这学期我们学习了模拟电路和数字电路。在学习这两门课程中对电路的设计和将各种器件以电路组合在一起的工作原理兴趣。因此我们组决定做以模拟电路为基础的功放设计实验。期望通过这个实验达到对所学的电路设计理论知识有个直观的认识，同时锻炼、培养自己的应用实践能力。

2.实验设计

2.1实验目的

1、掌握功放工作原理

2、将所学知识用于实践

3、学会解决自主设计实验中遇到的困难

2.2实验要求

使喇叭接收到功放电路输出的高保真的音频放大信号。

2.3验原理

功率放大器简称功放，俗称“扩音机”，是音响系统中最基本的设备，它的任务是把来自信号源（专业音响系统中则是来自调音台）的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。扩音设备是人类自我发展中一种信息外放且直观表现现出来的设备之一，是人类生活中信息传递必不可少的。

由飞利浦半导体公司于1994年7月设计出来的HIFI级TDA1521为基础设计音频功率放大器，最大可以驱动2*12W的扬声器。

2.4功放电路图及原理图分析

在实验中共有两种设计方案：一种以模拟电路为主；另一种以TDA1521为主。

第一个方案因为电路图复杂，所需要的器件也多。有些器件没有买到，采用的替代器件效果很差，可以说根本不能正常工作。因此我们直接舍弃第一方案，而从新设计了一个电路图，方案二中主要以TDA1521为主。

8.2Ω，为

IC TDA1521添加散热片，加上适量的散热硅胶保证散热顺畅使芯片不至于温度过高而烧坏。

2.5电源电路

变压器交流输入到整流桥中输出为脉冲型直流

正弦波，在输出端并联一个2200uf 大电容和一

个104nf 小电容，大电容电源对大电容充电，

当电容电压大于整流二极管端的电压时二极管

截止，同时电容开始对后面的负载放电，利用大电容的充放电使电源输出较为平稳的直流电压。而且因为大电容储电能力强，可以为负载（扬声器）产生的瞬间大功率需求提供保障，但是前提是变压器拥有足够大的功率。其中104nf 的小电容起到保护作用，防止电源电压波动产生瞬间高频信号与负载的电感共同作用产生高压，起到及时过滤高频信号的作用。

3实验设计内容

3.1实验过程

1.演讲PPT

2.原理图设计

3．购买器件

电源端采用双12V 电源供电，可见电源两端都并联了一个680uF 的大电容，其中的作用是使变压器输出通过整流桥之后的类似正弦波的脉冲电压对电容充电以后，电容在输出平稳的直流电压。而且因为大电容储电能力强，可以为负载（扬声器）产生的瞬间大功率需求提供保障，但是前提是变压器拥有足够大的功率。 并联在电源两端的一个100nF 电容作用：因为680uF 的大滤波电容通常为电解电容，而对于电解电容容抗越大自身的电感就越大，因此对变压器产生的高频电压信号十分敏感，可能对之后的元件产生高压烧坏器件，并联100nF 的电容可以滤除高频信号

4.电路连接

5.测试电路

6.PCB板电路布线

7.扬声器及箱体的制作

8.电路的刻制或印刷腐蚀

9.焊接电路

10.连通电路进行调试改进

3.2作品

总结

本实验主要为对模拟信号的高保真放大，既包括对信号的选择又需要对信号噪音进行滤除，还需要对电路可能出现的自激进行调整，消除自激。通过这个实验让我对于所学的模拟电路知识有了直观的认识，对于电容和二极管等器件在电路中的作用理解更深。如电容电阻的结合消除自击震荡，二极管用于交直电流转换等。

附录

茹贝尔网络：就是在输出端并联一个串联的小电容和电阻。作用：吸收高频尖峰，消除高频自激。

茹贝尔网络的设置：扬声器的电感L和电阻R是固定的，我们选取茹贝尔网络中的电阻亦为R，设电容大小为C。我们知道在L-R-C震荡回路中，要使电路呈现纯阻性，要求满足并联谐振条件：

解上式b=0得：

这样的话就可以消除扬声器电感的危害了，加上并联上去的小电容通过电阻接地，很好地消除了电路产生的高频自激。