小型音频功率放大器的设计与制作

制作过程力求节省成本，频率特性力求优良，小型轻便，美

音频功率放大器是日常生活中和工作中常用的电子设第一组负责仿真软件的使用与电路图设计绘制、方案选择、元器件的确定与购置、器件质量的检测，第二组负责电路板的制作、元件焊接、电路的虚拟仿真以及实物电路的安装测试，第三组负责技术资料的搜集、归纳、整理与文档的整理等工作。本项目整体框图如图1所示。拟电子技术理论范畴，所要求的技术能力在机电一体化技的制作，输出功率在20W以下，主要用来满足个人娱乐需要。

1 研究项目简述

频功率放大器分为大型和小型两种。大型音频功放比较注重最大不失真输出功率的大小以及频率响应特性，忽视了其便蓝牙等数字媒体的播放。

携性、多功能性。而小型功放往往只注重了产品的体积小，重量轻，成本低，便于携带，而忽视了音质优美，内存卡、应特性的同时，增加了多功能的特点，如内存卡存储音乐的播放，不同音乐格式的兼容性等等，更加适合于青少年随时随地欣赏音乐的需求；增加了由单片机自动控制的定时关机功能，定时时间可以自行设定。增加了迷宫音箱的设计与制作，采用高密度板雕刻技术，设计精美巧妙，符合声学传播原理，堪称一大创新。

本选题在注重最大不失真输出功率的大小以及频率响

回顾音频功率放大器发展历程，发现国内外市场所售音

图1与制作，功放板要求输出功率足够大，失真足够小，音调音

主要做了以下五项工作：首先进行小功率功放板的设计

量连续可调。功放板采用了时下流行的功率放大集成电路TDA2030， TDA2030A只有五只引脚：正电源、负电源、连通的，用双电源供电时散热片千万不要和地线短路，否则立刻烧坏TDA2030A。

正向输入、反向输入和输出。TDA2030A的散热片是和负极

2 研究过程

作任务和目标，确定了系统的整机功能和性能指标。随后团队成员进行了明确的分工：项目负责人负责全面工作，包括整体方案设计、电80󰀁󰀁|󰀁󰀁电子制作󰀁󰀁󰀁󰀁2018年1月

路图绘制、系统检测、整机调试等，

课题开题以后，确定具体的工

图2

由经过元件的挑选、测试、焊接，以及整机的测试，最大

TDA2030A构成的功放板电路图如图2所示。制作完毕。

不失真输出功率及失真度测量均符合预定要求，由此功放板功能以及然后进行蓝牙模块的选购、连线与调试，测试无线传输SD单片机编程来完成此项任务，关机时间应该可以由用户自行第三自动关机功能的实现。可以通过硬件电路或者利用内存卡播放功能。

设定。经过测试，定时关机功能达到预定要求。第四制作了两组对称的±5V直流稳压电源，用来给功

以及集成三端稳压器放电路提供电能。该电路主要由变压器、整流桥、滤波电容7805、7905组成。

刻机雕刻而成，具有重低音浑厚、中音层次分明、高音高亢最后设计制作了迷宫音箱。 该音箱由高密度板采用雕

嘹亮等特点。迷宫音箱在设计时首先应该注意正确设置共振

行补偿与提升。

频率fo；其次要求该音箱结构能够对声音中的低频部分进箱、正负对称供电电源组成的小型音频功率放大器系统制作至此，由功放电路、蓝牙模块、定时关机电路、迷宫音

完毕。测试过程中用到的仪器设备如表表1

1所示。

直流稳压电源仪器名称

型号

提供电流源电压

用途

数量1数字双踪示波器数字式万用表

1函数信号发生器DS5042MDT9205N

HG6333

测量重要位置的电流电压

电路板焊接完成后，外观检查是非常有必要的。通过观

FGI617

信号的输入测量波形

11

察检查是否有漏焊、错焊、虚焊。确认无误后，通电、输入信号，进行电路板性能调试与测试。步骤如下：

度为（1）输出波形的调试：接通正弦波信号发生器，将幅

器。在功放输出端将放大后的信号输入到数字双踪示波器。5mV、频率为10kHz的正弦波信号送入音频功率放大大小。

通电观察示波器的波形有无明显失真，并记录输出信号的行比较，确定硬件电路的正确性。

将测试数据进行计算与分析，与项目要求的技术指标进大器增益随信号频率变化的情况。在保持输入信号幅值不变（2）频率特性的调试：功放电路的通频带，指的是放

的前提下，改变输入信号频率，测量输出信号幅值的变化，并绘出放大器频率响应曲线。

双踪示波器接到扬声器端。保持输入信号幅度不变，改变在调试时，将函数信号发生器与信号输入端相连，数字

输入信号的频率分别为100Hz、500Hz、1kHz、10kHz、

应用技术

20kHz，观察示波器波形，记录下输出信号有效值，计算出根据以上数据，确认是否符合设计要求。放大倍数。根据以上结果，绘出该功放电路的频率特性曲线。要求。

功率、失真度、频谱响应、定时关机等各项指标均达到预定

经过对数字音频、模拟音频输入信号的播放测试，输出

3 分析与结论

率放大器从结构上由功放电路、蓝牙模块、定时关机电路、整个设计制作过程充满挑战，但其乐融融。小型音频功

迷宫音箱、正负对称供电电源组成。系统调试方面包括话筒输入、线路输入模拟音频的播放和内存卡、蓝牙传输数字音频的播放等功能指标，和信号输出功率、失真度、频率响应特性等性能指标。经过分析得出如下结论，小型音频功率放大器的设计得当，组成合理，调试与检测手段完善，达到了预期的设计要求，是一次成功的制作。

4 策略及建议

功能性能的制定。在研究策略方面应该遵循以下技术路线与措施：①产品

④利用仿真软件进行电路图的设计、绘制与仿真。⑤实际电②资料查阅。③方案的提出、选择与优化。路的安装焊接连线。⑥电路的调试、功能与性能的测试。达机功能或性能的检测。⑧文档的整理、归纳，论文的撰写，不到要求，返回③④。⑦产品外壳的设计、面板的制作，整

项目的验收等。

充电电池或者电瓶供电，以方便室外使用。建议二：增加数建议一：增加直流电源直接供电模式，如采用大容量可

及相关电路，以支持这一功能。建议三：建议增加卡拉字音频选曲功能，可增加“上一曲”、“下一曲”等功能键OK乐需求。

功能，增加话筒输入、混响、声道选择等功能，更加适合娱

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