【導(dǎo)讀】放，作為音響的一部分，也得到了廣泛的運(yùn)用。因為人們對音樂的要求各不相同，運(yùn)。用于各種不同場合的音響也就應(yīng)運(yùn)而生，這也就產(chǎn)生了各種不同的功放。雖然功放有很多的種類，但是其基本原理都是相通的。題，這嚴(yán)重影響人們對音樂的欣賞。過三極管和電容達(dá)到降低開關(guān)機(jī)時產(chǎn)生的噪聲，達(dá)到靜音控制的目的。高信號幅度和進(jìn)行高低音信號大小的控制，通過功放芯片提高輸出的信號的驅(qū)動能力。出的聲音質(zhì)量，滿足人們對功放的需求。

　　

【正文】 過熱保護(hù)功能 。芯片資料中的測試電路 如圖 48常州工學(xué)院計算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 23 圖 45 功放芯片的使用 在反饋電阻 R22 等于 22K 的時候，測試數(shù)據(jù)如 表 41 所示 。 表 41 TDA7294 芯片資料 根據(jù) 上表 我們可以知道反饋電阻為 22K 的時候，增益為 30dB。在輸出功率在 到 50W，供電電壓為 27V，負(fù)載電阻為 4 歐姆的 的時候，此時 THD 值為 %。 在上一章節(jié)提到反饋電阻變小可以減少環(huán)內(nèi)信噪比，提高頻響范圍。所以 R22 由系統(tǒng)設(shè)計 24 22K 變?yōu)? 的時候，參數(shù)仍然符合要求。計算方法由上一章節(jié)提到，所以增益變?yōu)榱?10dB 靜音控制電路 本設(shè)計中控制開關(guān)機(jī)產(chǎn)生的噪聲，是通過靜音控制電路來進(jìn)行控制的。靜音控制的原理圖如圖 46 所示： 46 靜音控制電路 靜音控制電路中主要用到了兩種三極管， 9014 和 SS8550。 9014 是一個 NPN 型二極管，具有很好的線性關(guān)系，很高的功耗。其輸出特性曲線如下圖 47 所示 ： 圖 47 9014 輸出特性曲線 （橫軸為 Vce(V)，豎軸 Ic(mA）8850 是一個 PNP 型三極管，其輸出特性曲線如下圖 48 所示 ： 系統(tǒng)設(shè)計 22 圖 48 8850 輸出特性曲線 （橫軸為 Vce(V)，豎軸 Ic(mA） 設(shè)計正常工作時候靜音電路工作原理 CPU_MUTE 的輸出信號為高電平，電壓為 。因為 的電壓大于 ，所以三極管 Q5 導(dǎo)通，則基極電流 iB=,從 的圖上可以看出， 顯然是處于飽和狀態(tài)。所以，集電極處電壓為 0V， ice=11V/10K=。 因為 Q5 的集電極處電壓為 0 伏，所以 Q4 不工作。 Q4不工作，則 Q4 處集電極的電壓為 +11V，那么 Q3的基極和發(fā)射極的 電壓相等， Q3 也不工作。那么 Q3集電極處的電壓為 0V，則 Q2 也不工作。 所以，當(dāng) CPU_MUTE 輸出為高電平的時候， STBY 和 MUTE 輸出都是高電平。 當(dāng) CPU_MUTE 輸出為低電平的時候，電壓低于 。那么 Q5不工作，那么 Q4 基極處的電壓就應(yīng)該是 =，則 iB=,根據(jù)三極管 9014 的輸出特性曲線可以知道， Q4 處于飽和工作狀態(tài)，則 Q4 的集電極處的電壓為 0，那么 Q3基極處的電壓應(yīng)該 =,發(fā)射極處的電壓為 11V，那么 Q3 導(dǎo)通 ,iB =，處于放大狀態(tài)。那么 Q2基極處的電壓大于 ， Q2 開始工作。因為 Q3 的 ice=，所以 Q2也處于飽和狀態(tài)，則 STBY 和MUTE 的電壓為低電平，接近 0V。 所以，當(dāng) CPU_MUTE 輸出為低電平的時候，靜音電路開始工作。 電容 C46， C46 主要起到過濾低頻噪聲和防止 STBYc 處電壓圖變時對功放芯片造成損壞。 1uF 的電容也是起到過濾低頻噪聲和防止電壓突變對三極管的影響。 關(guān)機(jī)靜音的工作原理 當(dāng)電源關(guān)閉后， C37 開始 放電，當(dāng)放出的電流功過 D2的電流小于 23mA 的時候， +11V常州工學(xué)院計算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 25 處的電壓就迅速減小。 C9 也開始放電，因為 +11V 處的電壓減小很快，則三極管 Q1 就處于導(dǎo)通的情況，那么 Q2 基極的電壓就不再為零伏， Q2也導(dǎo)通，則 STBY———— 輸出就為低電平，功放就被關(guān)閉了 關(guān)機(jī) +11V 和 R57 處電壓變化情況如 圖 49 所示。 圖 49 關(guān)機(jī)靜音示波器圖像 開 機(jī)靜音的工作原理 當(dāng) CPU 沒有工作的時候 ： +20V 處要為 C37 進(jìn)行充電， +11V 處要為 C9 進(jìn)行充電。因為C9 充電過程中 C9 端的電壓始終低于三極管 Q1 的基極處的電壓，那么三極管 Q1始終處于不工作的狀態(tài)，不影響 C37 兩端的電壓還處于低電平的時候，功放被關(guān)閉。 當(dāng) CPU 通電時， CPU_MUTE 有輸出為低電平 ：工作原理參照正常工作的時候，靜音工作的原理。開機(jī)時候 +11V 和 R57 處示波器圖像如圖 410所示 圖 410 開機(jī)的時候 R57 和 +11V 系統(tǒng) 調(diào)試 27 第 5 章 系統(tǒng) 調(diào)試 作為一個純硬件的電路，測試與調(diào)試是一個非常重要的環(huán)節(jié)。當(dāng)完成了設(shè)計已經(jīng)做成樣品之后，或多或少還 會存在很多的問題。因為軟件仿真終究不能代替實際的測試，因為軟件仿真測試是一種理想的情況，不能考慮到現(xiàn)實實際情況，比如電阻誤差比較大，電阻功率不夠，電阻發(fā)熱，印制線，電源線，地線之間的影響等。樣品測試的主要目的就是查出硬件系統(tǒng)中的存在問題，然后進(jìn)行修改，直至完成設(shè)計要求。 系統(tǒng) 測 試 硬件的測 試 的過程是首先進(jìn)行功放板基本功能測試，看焊接好的板子能不能正常的工作。因為有的時候焊接會出現(xiàn)一些問題，比如元器件出現(xiàn)問題，元器件虛焊等，會造成各種各樣的問題。有時候元器件出現(xiàn)問題通電后還會造成別的器件損壞，還有一些印 制線斷，印制線短路等。所以先要測試功放板的基本功能。 然后需要利用一些基本的測試設(shè)備，比如萬用表，示波器， AP 音源測試系統(tǒng)。根據(jù)測試數(shù)據(jù)和預(yù)期的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，查一下看有沒有元器件焊接錯誤。因為有的時候，電阻阻值焊接錯誤，功放板還能工作，但是測試數(shù)據(jù)就不符合要求。這時候要查找一些元器件是否焊接錯誤。還有就是若沒有元器件焊接錯誤，測試數(shù)據(jù)還不正確，就需要修改一些元器件參數(shù)。 最后將功放板接入電子琴，等專業(yè)人員進(jìn)行測試，看還有沒有別的問題產(chǎn)生。因為音樂是給人聽的，有時候數(shù)據(jù)即使正確但是人聽起來不好，仍然不行。測試 結(jié)束后根據(jù)測試結(jié)果，修改參數(shù)。 系統(tǒng) 修改 第一步測試過程中發(fā)現(xiàn)有個電容 C22 壞了，短路，造成有一個喇叭無法發(fā)出聲音。 第二步測試發(fā)現(xiàn)的問題就是有些電阻的額定功率不夠，造成電阻發(fā)燙，長時間之后電阻容易燒壞。更壞大功率的電阻解決了問題。 第三步專業(yè)人員測視的結(jié)果是，開機(jī)的時候還是有一點(diǎn)的噪聲， 關(guān)機(jī)的時候噪聲很大， 當(dāng)?shù)鸵?，高音還有音量調(diào)節(jié)按鈕都調(diào)到最大的時候，多鍵按下，有斷音產(chǎn)生。還有就是電路還有低頻噪聲存在。 第一步，第二步出現(xiàn)的問題都好解決，最后第三步出現(xiàn)的問題需要進(jìn)行不停的測試修改。 解決 圖 51是 功放 供電的電路圖 常州工學(xué)院計算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 31 圖 51 功放供電電路圖 圖 52 是靜音控制的電路圖 圖 52 靜音控制電路圖 斷音出現(xiàn)原因 ： 因為當(dāng)很多鍵同時按下的時候，功放輸出處的電流很大，而功放處采用的是 +20V 的供電，電流很大，而電源無法提供那么大的功率，則導(dǎo)致 +20V 的電壓由原來的 +28V 跌到 +20V,在跌到 +20V 的過程中， C66， C37,C24,C41,C13 電容開始放電，電流通過 D2，保證通過 D2的電流在 23mA 到 83mA 之間。維持 +11V 的穩(wěn)定，所以斷音前還是有一段聲音的。當(dāng)電容放電結(jié)束后 ，通過 D2 的電流就很小，沒有 23mA 了。則穩(wěn)壓管二極管穩(wěn)定的電壓就會很低，會跌到 5V。跌到 5V 時， R6的 1號腳的電壓就只有 5V 了。而 C9處的電壓還是 11V，那么三極管 Q1 就導(dǎo)通了。這樣導(dǎo)致三極管 Q2的基極處的電壓就不再為 0V，因為 C端的電壓為二十多伏， B端的電壓滿足了 BE 端導(dǎo)通需要的電壓，所以三極管 Q2也導(dǎo)通。那么就相當(dāng)于 R59 接地。則 R60 兩端的電壓就趨近于 0V，使得 STBY———— 輸出的電平為低電平， 然后使得功放出現(xiàn)了斷音的情況。過一段時間后，功放所需的功率變小，則 +20V 處的電壓上升，電容充電， D2 處的穩(wěn)壓二極管的電流也開始增加，那么 D2 起到的+11V 處的電壓也開始上升，一直到 D2處的電壓與 C9 兩端的電壓相同的時候，三極管 Q1系統(tǒng) 調(diào)試 29 就不工作，那么 Q2 的基極處的電壓就變小， Q2 就處于不工作的狀態(tài)。那么 STBY———— 輸出的電平就為高電平了，這樣功放就開始重新響了。 解決方法： 斷音是因為 +11V 處的電壓變 化才產(chǎn)生的，所以 R6 處的 +11V 要采用穩(wěn)定的十一伏供電，應(yīng)該使用 IN4741，因為 +20V 的電壓最高為 +29V，最低為 +20V，要滿足流過新的 IN4741 的電流在 23mA 到 83mA 之間，電阻應(yīng)該在 19/ 到 9/ 之間，而且+11V 處還要為提供一定的功率，所以 R7處流過的電流達(dá)到最大的時候仍然能夠提供 +11V的電壓，則有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定。所以 R7處變改為 310 歐姆。 圖 53關(guān)機(jī)的時候 R57處和 +20V 示波器顯示的圖像 圖 53 關(guān)機(jī) R57和 +20V處關(guān)機(jī)圖像 原因分析 ： 關(guān)機(jī)有噪聲 主要是因為 +20V 的電壓跌處芯片正常工作的范圍后而關(guān)機(jī)的靜音電路沒有能夠及時的開始工作。其他電容開始放電導(dǎo)致關(guān)機(jī)的時候出現(xiàn)聲音。 測試 解決方法： (1).當(dāng) Q3 端和 R6端都采用 +11V 供電的時候，電阻值 R7 為 310 歐姆的時候 結(jié)果： 開關(guān)機(jī)仍然有聲音 圖 54為 +20V 處的電壓和 +11V 處的電壓在關(guān)機(jī)的時候示波器上顯示的圖形。 將 R7 改為 310 歐姆是因為當(dāng)電路正常工作的時候，原來的通過穩(wěn)壓二極管的流i=18/100 遠(yuǎn)大于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓的電流范圍。所以將 R7 改為 310，使得通過穩(wěn)壓二極管的電 流在穩(wěn)壓二極管工作范圍之下。 原因 ： +20V 處的電壓下降到 系統(tǒng)正常工作的電壓 20V 之下到 R57 處有 高于 電壓的時，之間有一個時間差，則導(dǎo)致功放發(fā)出了聲音。 常州工學(xué)院計算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 33 圖 54 示波器上關(guān)機(jī)顯示的圖形 (2).當(dāng) Q3端和 R6 端都采用 +11V 供電的時候，電阻值為 1K 歐姆的時候 開關(guān)機(jī)仍然有聲音出現(xiàn) 圖 55 是靜音原來的電路，使用線性電源，圖 56 是后來的電路，使用線性電源 從則兩個圖上可以看出來，出現(xiàn)聲音主要是因為靜音電路工作的太慢，一開始總是以為是 +20V 處放電太慢，靜音電路工作太慢，所以總是 更改穩(wěn)壓 +11V 處的電阻試圖讓 +11V 快點(diǎn)的降下來。從圖 57， 58 上就可以看出來，即使更改了穩(wěn)壓處的電阻的大小，從 320 歐姆到 1K 歐姆，靜音控制電路能夠早點(diǎn)的工作，但是能夠早的時間并不多。而原來電路之所以可以沒有關(guān)機(jī)響，從圖 56 主要還是因為 R57 處的那個拐點(diǎn)，那時候電路已經(jīng)開始工作了。所以應(yīng)該從別的地方找原因。 原來電路的 R57 處能出現(xiàn)臺階使得關(guān)機(jī)不響，所以應(yīng)該找那個臺階為什么會出現(xiàn)。應(yīng)該改變穩(wěn)壓 +11V 處的電阻，開機(jī)仍然響，所以應(yīng)該是那個電容放電慢，應(yīng)該是 C11，因為 C11 放電路徑一是通過新增加的電 阻，然后到 +20V 放電，另一條是，直接通過穩(wěn)壓二極管，接地，然后放電。因為穩(wěn)壓 +11V 處的電阻為 1K，則 C11 放電的時候流過穩(wěn)壓 +11V 處電阻處的電流很小，則 C11 通過 +20V 放電的速度很慢。所以，即使 +20V 處放電加快，但是 C11 處電壓放電慢，則 +11V 處仍然能夠保持 +11V。所以需要在穩(wěn)壓二極管處并聯(lián)一個電阻。先并接 2K。這樣使得 C11 直接通過 2K 的電阻對地直接放電。 圖 55 靜音電路關(guān)機(jī)時候的圖像系統(tǒng) 調(diào) 試 31 圖 56 現(xiàn)在的電路使用開關(guān)電源 圖 57 310 歐姆關(guān)機(jī)圖像 圖 58 1K關(guān)機(jī) 圖像 (3)當(dāng) Q3端和 R6端都采用 +11V 供電的時候，電阻值為 680 歐姆，穩(wěn)壓二極管處并接1K 的時候開有聲音，關(guān)機(jī)沒有聲音。 測試圖像如圖 59所示 常州工學(xué)院計算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 35 圖 59 +11V與 R57處關(guān)機(jī)圖形 從圖 511 處我們可以看到，當(dāng)關(guān)機(jī)的時候， R57 處已經(jīng)存在了臺階，并且臺階處電壓大于 1V，則三極管 Q2可以工作。 還有的一些的更改的地方就是： 將 C41， C42 更改為 470uF，可以增加電容放電時間，使得功放 +11V 在關(guān)機(jī)的時候能夠長時間的保持。更改 C91000uF 改為 470uF，是為了減少穩(wěn)壓 +11V 的放電時間。 出 現(xiàn)臺階的原因 ：關(guān)機(jī)的時候，首先 +20V 處電壓下降，下降到一定的電壓時候，穩(wěn)壓 +11V 就無法維持穩(wěn)壓，則穩(wěn)壓 +11V 的電壓下降，而因為 R7為 220 歐姆，穩(wěn)壓 +11V 的電壓為 680 歐姆，所以穩(wěn)壓 +11V 電壓下降的時候，運(yùn)放仍然保持 +11V,則 C9， C11 開始放電，三極管 Q1就開始正常工作。出現(xiàn)一個臺階的平面的原因應(yīng)該是 +20V 電壓下降到功放+11V 處無法維持， C41 開始放電，這個導(dǎo)致通過穩(wěn)壓 +11V 處的穩(wěn)壓二極管處的電流保持一段時間內(nèi)不變，穩(wěn)壓 +11V 處的電壓也不變，所以才會有一段時間，通過 R57 的電流不變 。結(jié)論 33 結(jié)論 本次畢業(yè)設(shè)計是我大學(xué)期間的最后一次作業(yè)，也是上大學(xué)以來任務(wù)最大的一次作業(yè)。我在設(shè)計過程中有很多工作要做，如： 學(xué)習(xí)畫圖工具、繪制原理圖、制作 PC