武汉理工大学《电子科学与技术专业课程设计》课程设计说明书
3 电路单元模块设计
3.1电源电路的设计
考虑到电源获取的方便性,选取USB输出+5V电源和一般随身听4.5-6V电源作为本电源的供电模块。但如果上述电源直接输入,噪音太大,影响音质。故选取了噪声较低的集成稳压块1117-33作稳压作用,+5V输入,3.3V输出。经验证,此电压经TEA2025输出可以驱动8Ω/3W喇叭发声。下面是1117整流电路图:
图3-1 AMS1117整流电路
3.2音频输入的设计
音频输入用一般的耳机输出线改装而成。去掉耳机头,刮掉信号线表面胶漆,直接到集成功放输入端。
3.3集成功放的设计
3.3.1 TEA2025B的OTL电路
TEA2025集成电路的输出功率由电源电压和负载阻抗大小决定。既可以构成单声道OTL功放,又可以组成BTL功放。本次课程设计采用其OTL典型电路,应用电路如下图所示:
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下面以表格的形式对各引脚做功能说明:
表3-3-1 TEA2025集成电路的引脚功能及数据说明
4 器件选择及参数计算
4.1输入电容的选取
该电路要加一输入耦合电容,以减小噪声输入选取一小电容足矣,故取0.22μF瓷片电容。
4.2自举电容的选取
自举电容使输出幅值增加。建议值为100uF。自举电容器避免减少输出信号。此外,在低频和低电源电压时,有较好的减小失真的作用。
4.3反馈电阻电容的计算
图4-6 TEA2025反馈电路
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输出电压由电阻人R1、R2、C1决定,其增益由下式决定:
VOUTR1?VINRf?R2?1 jwC1当Rf=0,C1=100μF,f=32Hz时,增益为46dB。
4.4输出电容的计算
最低输出频率由输出电容决定根据以下式子给出:
FL?2??COUT?RL4.5音频输出器的选择
本设计选取了8Ω/3W大纸盆喇叭。
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当FL=100Hz,RL=8Ω时,C=198.9 μF,为留有余地,选取470μF铝电解电容。
5 电路安装与调试
5.1电路的安装
按照电路设计图,在线路板上合理布局后,将元件焊接在线路板上,安装过程中,注意将电容尽量焊得离主芯片近些, AMS1117要加散热片;另外要避免虚焊。这样制作出的TEA2025B单声道OTL电路。其音效好,音质高,失真小;功率达标;响应频带宽;效率高。
5.2电路的调试与数据测定
要想功放各项指标都达到要求,有三大关键:1.要求电源品质高。最初的设计中并未使用1117稳压电路,电流噪声大,几乎完全压倒音频信号的输出。
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加1117稳压电路后,电源性能好,对音频信号干扰小。2.要求输入、输出滤波好。滤波不好,会输出很大噪音或者产生严重失真。音频信号输入端串接了0.22μF瓷片电容,输出端串接470μF电解电容,并联0.15μF瓷片电容,起到了很好的滤波作用。3.要求喇叭性能好。经试音比较,选取了大纸盆喇叭,音质更好。
5.2.1 输出电压的测定
用函数发生器给安装好的电路提供频率为1KHz,峰峰值为300mV的正弦交流电压,用示波器观察输出端的波形,记录此时输出波电压的有效值,并记录下此时的波形图。实际调试过程中,测得输出电压的值为176.8mV。 5.2.2 输出功率的计算
在加8Ω负载的情况下,根据功率计算公式P?2URLRL求得输出功率为
Po=4mW。
5.2.3 电源供电功率的测定
用开关电源给所设计的电路提供+5V的直流电压,将电路输入端断开,用万用表测得输入电流Ii=20mA。应注意经AMS1117稳压后,提供给TEA2025B电路的
电压只有3.3V,故根据功率计算公式可得电源供电功率Pi=66mW。
5.2.4 效率的计算
根据上面测量计算出的输出功率和电源供电功率,可根据公式?=计算出实际测试的效率只有6.06%。 5.2.5 输出电压波形图
根据5.2.1节的条件,示波器上显示的输出电压的波形图如下:
PoPi,可
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