20W音响放大器的设计

论文总字数：9226字

摘 要

介绍了音响放大器的构成、功能及工作原理。设计了一种基于NE5532和TDA2030集成电路的音响放大器。先将音响信号输入前置放大器进行放大处理，通过音调控制器来调节频率响应曲线的形状，再经功率放大器放大，最后通过扬声器输出。本放大器具有瞬态互调失真小，输出功率大，电路简单，易于制作等优点。可广泛用于家庭音响和高保真立体声等音响系统中。

关键词：音响放大器，NE5532，TDA2030，前置放大器，音调控制器

Abstract: The constitute function and principle of audio power amplifier are introduced. The audio power amplifier is designed based on the integrated circuit of NE5532 and TDA2030. Let audio signal via preamplifier to obtain amplified signal first. then let audio signal via tone controller to adjust the shape of frequency response curve. The audio signal is amplified by power amplifier. Finally, signal output through the speaker. The amplifier has the advantage of low transient intermodulation distortion, high output power, simple circuit, easier to manufacture and so on. It can be generally used in home audio and high fidelity stereo player and other audio system.

Keywords：Audio power amplifier, NE5532, TDA2030, Preamplifier, Tone controller

目 录

1 引言 3

2 音响放大器的电路组成 4

2.1 电路框图 4

2.2 各部分电路特点及要求 4

2.2.1 前置放大电路 5

2.2.2 音调控制电路 5

2.2.3 功率放大电路 5

3 核心元器件介绍 6

3.1 集成运放NE5532简介 6

3.2 集成功率放大器TDA2030的介绍 7

4 电路设计及参数计算 8

4.1 单元电路设计 8

4.1.1 可调式直流稳压电源的设计 8

4.1.2 前置放大电路的设计 9

4.1.3 音调控制电路的设计 10

4.1.4 功率放大电路的设计 11

4.2 参数计算 12

4.3 元件参数清单 13

4.4 原理图仿真 14

5 实物安装与调试 16

5.1 元件的安装 16

5.2 电路的调试 16

5.2.1 通电检测 16

5.2.2 元件的调试 16

结 论 18

参 考 文 献 19

致 谢 20

1 引言

音响放大器的发展经历了电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段^[1]，在不同的历史阶段有着不同的特点，其功能当然是越来越强大。上世纪50年代，大多数的音响放大器都采用电子管放大器，它有效的改善了音响放大器的音色。上世纪60年代，又出现了晶体管放大器，晶体管放大器失真度低、音色好、动态范围大且频率响应范围宽等特点。 后来又出现了集成电路，它以价格低廉，重量轻，功能多等优点，逐步被音响界所认识。到上个世纪70年代，场效应管出现并广泛用于音频放大器的末级输出。

我国的音响技术随着经济和科技的进步也踏入了一个新的阶段，从收音机到计算机的音视频软件、车载多媒体终端、多媒体音响等各类音响系统。很多优秀企业在困难中不断提高创新能力、拓展产品销售渠道、优化产业结构，从而加快了音响技术的发展速度。

我们生活在一个充满竞争的世界里，在工作和生活中所面临的压力也变得更大，音响器材的出现缓解了这一现象，越来越多的人选择通过音乐来缓解压力、陶冶情操。音响存在于我们生活的方方面面，它不仅丰富了我们的生活，也提高了我们的工作效率。音响放大器的主要目的是在输出端输出一个失真小的放大的音频信号，现在生产一个音响放大器并不是一件困难的事，有很多的电子公司致力于音响放大器的生产，但人们对音响放大器的性能要求也越来越高，即要求输出的音频信号输出功率大、失真小、效率高，因此要想把它的功率做好并不是一件简单的事。这就要求我们要深入的研究音响放大器的功放，从而设计出失真小、输出功率大的放大器，本设计将着重介绍音响放大器的功放及调节问题。

2 音响放大器的电路组成

2.1 电路框图

音响放大器电路主要由三部分组成：前置放大电路、音调控制电路和功率放大电路。话筒信号经前置放大器放大后，进入音调控制电路，进行高达dB（即4倍的增益）高低音音调音量控制，最后进入功率放大器放大，向音箱提供最大达20W的不失真音频功率。使用者可根据的需要分别提升或衰减以100Hz为控制点的低音和以10kHz为高音控制点的高音，以期获得令人满意的高低音控制效果。其电路组成框图如图2.1所示。

图2.1 音响放大电路框图

2.2 各部分电路特点及要求

2.2.1 前置放大电路

前置放大器是把音频信号放大，使放大后的信号在功率放大器的输入范围内。音响放大器输入的声音差别很大，输出电压范围也很大。如果输入信号太小，那么功率放大器的输出功率就小，功放的作用不能得到很好的发挥；而如果输入的信号太大，会导致功率放大器的输出信号过大，输出波形发生严重的过载失真，这两种情况都不能很好的放大音频信号。因此前置放大器是音响放大器必不可少的组成部分，这样对于不同的输入信号通过音响放大器都可以进行放大。有些输入信号要先进行功率补偿再经过功率放大器进行放大，这样可以使频率特性曲线更趋于平坦。总之，前置放大器的作用主要有以下两个：第一是阻抗相匹配，第二是电压幅度和灵敏度相匹配。前置放大器的要求一是功率管的噪声要很低，二是保证它的频带足够宽，这样才可以保证信号不失真的输出。

2.2.2 音调控制电路

能够调节放音频带内音响放大器的频率响应曲线形状是音调控制电路的主要作用，即通过提升某一频段信号或者衰减某一频段的信号，而保持其他频段的信号不变。它主要是由高通滤波器和低通滤波器构成，目的是控制音频信号的音色，并补偿信号中欠缺的频率分量，来改善放音系统的音色，提高音响的放音效果。在高保真立体声音频放音电路中，通常用高、低音分别可调的音调控制电路。一个性能优良的音调控制电路的频率调节范围应该足够的宽，使得音响放大器的音调从最弱到最强的变化过程中，中音信号的幅值不会发生太大的变化，这样可以使输出音量保持稳定。由电阻、电容构成的大多数音调控制电路，它提高或衰减某一频段的放音频率通过电路的传输特性。音调控制电路主要分为负反馈式音调控制电路和衰减式音调控制电路，前者噪声和失真度都比较小，它的转折频率基本不变，但特性曲线的斜率会随之改变。后者音调调节的范围较宽，但噪声和失真度较大。

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