类d音频功率放大器的设计--大学毕设论文

D类音频功率放大器的设计

将更方便理解并使用这些原器件。

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D类音频功率放大器的设计

第四章 D类音频功率放大器电路设计

整个系统的核心是TDA2030音频功放电路对输入的音频信号进行放大，在完成功率放大的同时完成对设计的电压、电流的采集，计算并显示输出功率及完成对音量大小的控制。TDA2030集成电路具有体积小，输出功率大，失真小等特点，且具有内部保护电路。而以STC12为主的主控电路则完成对信息的采集与输出。整体系统的电路图见附录。

4.1 TDA2030音频放大整体电路

在课题的研究过程中，TDA2030音频放大电路为完成设计的主要核心电路。其电路图如下图4-1。电路中包含拾音电路，音频功率放大电路，负反馈电路，滤波电路四部分。

在图中R6与R14两个电阻是供正端提供电源电压的中电电压。C8为去耦电容器，其作用是使电源经两个100K分压后，经过C8滤波后在向IC的1脚提供工作点。反向端的R13电阻与C10电容对信号进行一个滤波作用。D1与D2为1N4007小功率整流二极管，他们是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。

图4-1 音频放大电路

4.1.1 拾音输入电路

拾音电路即捕捉音频信号电路，是对音频输入信号进行采集。此部分将从麦克风捕

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捉到的音频信号转化为电信号传输到音频功率放大电路。其电路图如图4-2。

图4-2 拾音电路

在此电路中，R7为音量控制电位器。用来调节放大器的音量大小。C6为输入耦合电容，同时也起到隔离直流信号的作用

4.1.2 负反馈电路

负反馈电路具有稳定输出信号或增益，扩展通频带等作用。为了稳定D类音频功率放大器对音频信号的放大倍数及优化其频率特性，D类音频功率放大器通常在设计过程中都会加入负反馈电路。如下图4-3所示负反馈电路中R11为负反馈电阻。

在图4-3中，4.7K电阻与150K电阻分压后提供负反馈信号。反馈系数F约为：

R13/(R13?R11)?4.7/(150?4.7)?0.03 （4-1）

故放大器的电压放大倍数A约为1/F，即放大倍数为33倍左右。

图4-3 负反馈电路

4.1.3 输出电路

输出电路如图4-4所示，其中C7为输出耦合电容。在电路连接扬声器时，而扬声器为感性负载，R9、C11可确保输出的高频稳定性。输出VOUT所接为8V、5W扬声器。

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图4-4 输出电路

4.2 显示模块电路

本课题添加了显示模快来对输出功率及音量大小控制进行显示。利用拾音电路中的R7电位器调节音量时，STC12芯片将从输出端采集的数据输入P11与P12口，经过A/D转换，将转换后的结果保存在特殊功能寄存器ADC_RES和ADC_RESL中。其在寄存器中存储的方式受AUXR1寄存器的ADRJ位控制。当ADRJ位为0或为1时，A/D转换结果在寄存器ADC_RES和ADC_RESL的数据存储格式不同。在本设计中ADRJ设置为0，其存储格式是将10位A/D转换结果中的高8位存放在寄存器ADC_RES中，低2位存放在寄存器ADC_RESL的低2位中。再提取其中的数据，用P0口进行输出到LCD1602液晶屏进而显示。

4.2.1 STC12主控电路

如下图4-5所示，其为STC12芯片系统电路。其中XTAL与电容C2、C3组成晶振电路，其为STC12芯片提供时钟输入。C1与R1组成上电复位电路，当电源电压VCC低于上电复位电路的检测门槛电压时，所有的逻辑电路都会复位。当VCC重新恢复正常电压时，延迟32768个时钟后，上电复位/掉电复位结束。进入掉电模式时，上电复位功能被关闭。

在本设计中，P0口设置为准双向口/弱上拉的工作方式，其为传统的8051芯片的I/O口模式。作为输出口时，P0是漏极开路输出，类似于OC门，当驱动上接电流负载时，需要外接上拉电阻（即为图中的R2排阻）。

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