1、项目申请书姓 名班 级学 号项目名称： 高保真功放设计内容提要：高保真音响系统由高保真音源、前级放大器、功率放大器和扬声系统组成。 技术路线和技术关键：我将采用芯片TDA1521和功率放大器NE5532及稳压块7812、7912这几个核心元件组成功率放大输出部分、左右声道部分及电源部分。应用前景：现今，高保真音响技术已渗透到广播、电视、电影、文化及娱乐等各个领域；正在进入千万家庭，与电视机组成家庭视听音乐中心，成为人们休闲娱乐的重要方式。指导老师意见：同意签名：5月10日教研室意见：同意签名：5 月 10 日 开题报告姓 名学号班级项目名称高保真功放设计主要研究（设计）内容：功放部分的组装与调
2、试 方法及其预期目的：通过自己所掌握的知识、老师的指导、网上收集的资料、元件的合理采购、确定该设计的要求与目的。画出原理图，对照原理图摆好元器件，对照好原理图确认无误后开始焊接。之后就是通电调试，一步步完成，达到预期效果。项目特色和重点难点：高保真音响给爱好者和家庭带来了许多欢乐，使人们了解了音乐的内涵；陶冶了情操；抒发了心灵的情感，给生活带来了一丝温润。且高保真音响电路越是简单，电信号在传输的过程中损失就小，电路对电信号影响就小，失真就越小，音质也就越好。重难点是：合理的布局，模块与模块之间考虑连线最短，防止产生干扰；大功率后级电路板要考虑其散热条件。课题进度计划：5.5-5.20 构思、元
3、器件的准备5.21-5.31 电路的组装与调试6.1-6.10 产品的包装和PPT的制作6.17 进行答辩指导教师意见：同意开题 指导教师签字5月20日前 言随着电视技术、音响技术，数字技术的迅速发展，以及人们生活的不断提高，各种新型家庭影院的新技术、新产品器材不断涌现。音响爱好者就会被这些器材搞的眼花缭乱，无从下手，往往投入较大的资金却得不到较好的重放效果，而高保真音响就克服传统音响的这些缺点，就是使重放的声音与真实的声音高度相似。高保真音响非常讲究表现音乐的内涵和细节，对音乐的细微声音都能表现出来，能够与欣赏者产生情感上的交流，这就是高保真音响器材对音乐内涵的表现。高保真音响技术的发展，使
4、整个音响技术领域发生了巨大的变化，它不仅融合了音频技术和功放技术，现代的人对听觉水平越来越高，所以对音响的音质实质性要求也越来越多，而高保真音响就可克服了这个缺点，它能如实的反映声音信号，同时对声音信号进行必要的修饰和加工，使声音信号更加完美。本文主要介绍TDA1521音频放大器，它在音频应用场合提供了非常低的失真度和高质量的音色，TDA1521采用九脚单列直插式塑料封装，具有输出功率大、两声道增益差小、开关机扬声器无冲击声及可靠的过热过载短路保护等特点。TDA1521即可用正负电源供电，也可用单电源供电。双电源供电时，可省去两个音频输出电容，高低音音质更佳。 目录前 言1第一章 高保真音响的
5、发展史3第二章 高保真的组成42.1 高保真的设备42.2 高保真的技术指标5（1）频率响应5（2）信噪比5（3）动态范围5（4）失真度5（5）瞬态响应5（6）立体声分离度5（7）立体声平衡度6第三章 高保真的基本原理与电路73.1放大器的分类和特点73.2 TDA1521的介绍83.4左右声道电路103.5 功率放大器NE5532103.6 电源电路与稳压块的选择123.7 原理图分析14第四章 PCB的制作154.1电路原理图设计154.2 PCB布局设计154 .3 电路PCB图174.4 电路PCB板制作18第五章 调试20第六章 实物展示21总结22参考文献23致谢24附录25第一章
6、 高保真音响的发展史 1906年美国人德福雷斯特发明了真空三极管，开创了人类电声技术的先河。1927年贝尔实验室发明了负反馈技术后，使音响技术的发展进入了一个崭新的时代，比较有代表性的如“威廉逊”放大器，较成功地运用了负反馈技术，使放大器的失真度大大降低，至50年代电子管放大器的发展达到了一个高潮时期，各种电子管放大器层出不穷。由于电子管放大器音色甜美、圆润，至今仍为发烧友所偏爱。 60年代晶体管的出现，使广大音响爱好者进入了一个更为广阔的音响天地。晶体管放大器具有细腻动人的音色、较低的失真、较宽的频响及动态范围等特点。在60年代初，美国首先推出音响技术中的新成员-集成电路，到了70年代初，集
7、成电路以其质优价廉、体积小、功能多等特点，逐步被音响界所认识。发展至今，厚膜音响集成电路、运算放大集成电路被广泛用于音响电路。70年代的中期，日本生产出第一只场效应功率管。由于场效应功率管同时具有电子管醇厚、甜美的音色，以及动态范围达90dB、THD0.01%（100kHz时）的特点，很快在音响界流行。现今的许多放大器中都采用了场效应管作为末级输出。 音响技术的发展经历了电子管、晶体管、场效应管的历史时期，在不用的历史时期都有各其特点。预计今后的发展主流为数字音响技术。第二章 高保真的组成2.1 高保真的设备 高保真音响系统通常由高保真音源、音频放大器和扬声器3大部分组成。 高保真音源有调谐器
8、、录音座、点唱机、CD唱机、VCD影碟机、DVD影碟机，传声器等。它们为音响系统提供高保真的音频信号。 音频放大器是音响系统地主体，包括前置放大器和功率放大器两部分。必要时可以插入图示均衡器。音频放大器是音频信号进行处理的放大，用足够的功率去推动扬声器系统发声。 扬声器系统是一种电声换能器，音响系统使用最多的是电动式扬声器，它利用磁场对载流导体的作用实现电声能量转换。2.2 高保真的技术指标 音响系统整体技术指标性能的优劣，取决于每一个单元自身性能的好坏，如果系统中的每一个单元的技术指标都较高，那么系统整体的技术指标则很好。其技术指标主要有六项：频率响应、信噪比、动态范围、失真度、瞬态响应、立
9、体声分离度、立体声平衡度。 （1）频率响应：所谓频率响应是指音响设备重放时的频率范围以及声波的幅度随频率的变化关系。 （2）信噪比：所谓信噪比是指音响系统对音源软件的重放声与整个系统产生的新的噪声的比值，其噪声主要有热噪声、交流噪声、机械噪声等等。 （3）动态范围：动态范围是指音响系统重放时最大不失真输出功率与静态时系统噪声输出功率之比的对数值，又指一个多媒体硬盘播放器输出图像的最亮和最暗部分之间的相对比值。 单位为分贝(dB)。一般性能较好的音响系统的动态范围在100(dB)以上。 （4）失真度：失真度是用一个未经放大器放大前的信号与经过放大器放大后的信号作比较，被放大过的信号与原信号之比的
10、差别，我们称之为失真度。其单位为百分比。 （5）瞬态响应，指系统在某一典型信号输入作用下，其系统输出量从初始状态到稳定状态的变化过程。瞬态响应也称动态响应或过渡过程或暂态响应。 （6）立体声分离度：立体声分离度表示立体声音响系统中左、右两个声道之间的隔离度，它实际上反映了左、右两个声道相互串扰的程度。如果两个声道之间串扰较大，那么重放声音的立体感将减弱。 （7）立体声平衡度：立体声平衡度表示立体放音系统中左、右声道增益的差别，如果不平衡度过大，重放的立体声的声像定位将产生偏移。一般高品质音响系统的立体声平衡度应小于1dB。第三章 高保真的基本原理与电路3.1放大器的分类和特点1. 按功放中功放
11、管的导电方式，可以分为甲类功放、乙类功放、甲乙类功放和丁类功放。2. 按功放输出级放大元件的数量，可以分为单端放大器和推挽放大器。3. 按功放中功放管的类型不同，可以分为电子管和晶体管。4. 按功能不同，可以前置放大器（又成前级）、功率放大器（又称后级）与合并式放大器。5. 按声道数分可有单声道、双声道、多声道。功率放大器，简称“功放”。很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务，这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口，而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。利用三极管的电流控制作用或
12、场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。3.2 TDA1521的介绍高保真TDA1521采用九脚单列直插式塑料，是飞利浦2X15W单片功放集成电路，外围元件极少，使用方便，具有短路保护和静噪功能，电源内阻要小于4欧，以确保负载短路保护功能可靠动作。电器特性参数：（Vcc=16V RL=8 f=1KHz Ta=25）1、电源电压 ：Vcc=7.5-20V推荐值：15V 2、输出功率：Po=2X12W(THD=0.5%)BTL形式时Po=30W 3、电压增益：Gv=30dB 4、通道隔离度：CT=70dB 5、输出噪声电压：Vno=70uV(Rg=2k）双电源供电时，省去两
13、个音频输出电容，高低音音质更佳。单电源供电时，电源滤波电容应尽量靠近集成电路的电源端，以避免电路内部的自激。 TDA1521引脚功能及参考电压： 1脚：11V反向输入1（L声道信号输入） 2脚：11V正向输入1 3脚：11V参考1 4脚：11V输出1（L声道信号输出） 5脚：OV负电源输入 6脚：11V输出2（R声道信号输出） 7脚：22V正电源输入 8脚：11V正向输入2 9脚：11V反向输入2（R声道信号输入） 图3-1 TDA1521 实物图 图3-3 功率放大输出电路 功率放大输出电路主要由高保真功放芯片TDA1521组成。 3.4左右声道电路图为左声道，右声道与其一样，左右声道主要由
14、NE5532与电位器构成，电路可分出信号中的高音与低音。3.5 功率放大器NE5532NE5532是高性能低噪声双运算放大器（双运放）集成电路。与很多标准运放相似，但它具有更好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号带宽，电源电压范围大等特点。因此很适合应用在高品质和专业音响设备、仪器、控制电路及电话通道放大器。用作音频放大时音色温暖，保真度高，在上世纪九十年代初的音响界被发烧友们誉为“运放之皇”，至今仍是很多音响发烧友手中必备的运放之一。NE5532实物图如图3-4所示： 图3-4 NE5532实物图NE5532内部结构引脚图如图3-5所示： 图3-5 NE5532内部结构引脚图3.6 电源电路与稳压块的选择电源部分主要是由整流、滤波稳压、滤波电路组成，给后级电路提供+-16V、+-12V电压。如图3-6所示： 图3-6
