【正文】 結論 33 結論 本次畢業(yè)設計是我大學期間的最后一次作業(yè)，也是上大學以來任務最大的一次作業(yè)。 出 現(xiàn)臺階的原因 ：關機的時候，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，運放仍然保持 +11V,則 C9， C11 開始放電，三極管 Q1就開始正常工作。 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 在關機的時候能夠長時間的保持。 圖 55 靜音電路關機時候的圖像系統(tǒng) 調 試 31 圖 56 現(xiàn)在的電路使用開關電源 圖 57 310 歐姆關機圖像 圖 58 1K關機 圖像 (3)當 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，關機沒有聲音。先并接 2K。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。應該改變穩(wěn)壓 +11V 處的電阻，開機仍然響，所以應該是那個電容放電慢，應該是 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。所以應該從別的地方找原因。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的工作，但是能夠早的時間并不多。 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，則導致功放發(fā)出了聲音。 將 R7 改為 310 歐姆是因為當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 遠大于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓的電流范圍。其他電容開始放電導致關機的時候出現(xiàn)聲音。所以 R7處變改為 310 歐姆。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。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。這樣導致三極管 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 端導通需要的電壓，所以三極管 Q2也導通。跌到 5V 時， R6的 1號腳的電壓就只有 5V 了。當電容放電結束后 ，通過 D2 的電流就很小，沒有 23mA 了。 解決 圖 51是 功放 供電的電路圖 常州工學院計算機信息工程學院畢業(yè)設計論文 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。還有就是電路還有低頻噪聲存在。更壞大功率的電阻解決了問題。 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。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。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)。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。 然后需要利用一些基本的測試設備，比如萬用表，示波器， AP 音源測試系統(tǒng)。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。 系統(tǒng) 測 試 硬件的測 試 的過程是首先進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。開機時候 +11V 和 R57 處示波器圖像如圖 410所示 圖 410 開機的時候 R57 和 +11V 系統(tǒng) 調試 27 第 5 章 系統(tǒng) 調試 作為一個純硬件的電路，測試與調試是一個非常重要的環(huán)節(jié)。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，功放被關閉。 C9 也開始放電，因為 +11V 處的電壓減小很快，則三極管 Q1 就處于導通的情況，那么 Q2 基極的電壓就不再為零伏， Q2也導通，則 STBY———— 輸出就為低電平，功放就被關閉了 關機 +11V 和 R57 處電壓變化情況如 圖 49 所示。 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。 所以，當 CPU_MUTE 輸出為低電平的時候，靜音電路開始工作。那么 Q2基極處的電壓大于 ， Q2 開始工作。 當 CPU_MUTE 輸出為低電平的時候，電壓低于 。那么 Q3集電極處的電壓為 0V，則 Q2 也不工作。 因為 Q5 的集電極處電壓為 0 伏，所以 Q4 不工作。因為 的電壓大于 ，所以三極管 Q5 導通，則基極電流 iB=,從 的圖上可以看出， 顯然是處于飽和狀態(tài)。 9014 是一個 NPN 型二極管，具有很好的線性關系，很高的功耗。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 本設計中控制開關機產(chǎn)生的噪聲，是通過靜音控制電路來進行控制的。 在上一章節(jié)提到反饋電阻變小可以減少環(huán)內信噪比，提高頻響范圍。 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。 沒有開關 噪聲，很低的噪聲，很低的失真，還 有過熱保護功能 。 工作范圍是： ? 40V。 同樣 R32 為平衡電阻，防止出現(xiàn)零點漂移的現(xiàn)象。 在低通濾波器中：放大倍數(shù) A1=(R3+Y)/(R22+R23+X)。 當滑動電位器在最左邊的時 候： f=1/（ RC?2 ） =。但是在高頻控制的時候，在旋轉電位器的時候放大的頻率的帶寬也在不停的變化。當超過 230HZ 的時候，波形慢慢的就開始從電容過去，當?shù)陀?230Hz 的時候，則通過放大器進行放大。 高低音控制電路 在本設計中高低頻控制電路如圖 44所示 系統(tǒng)設計 25 圖 44 高低音控制電路 在 上 圖中， R22 和 C51 組成了低通濾波器 ，在 f=fH=1/（ RC?2 ）的時候，幅頻為原來的 ，下降了 3dB,此時的 f 稱之為上限頻率。運放輸入級一般都由于采用差分對結構，差分對結構要求電路嚴格對稱，而實際情況是兩管的β值不可能完全一致，因此導致輸出端有失調電壓，因此為了減小失調電壓，在設計時加上平衡電阻來調節(jié)兩管的電流 R30=R56//R59 若沒有平衡 電阻， 設運放輸入偏置電流為 IB（同相端和反相端相同），流過 R1 和Rf的電流分別為 I1 和 If，反相端電壓為 V，運放增益為 A，那么在反相端運用 KCL，有（設輸入信號為 0）：（ 0－ V） /R1－（ A＋ 1） V/Rf＝ IB 由上式可以得出： V＝－ (IB R1 Rf/（ Rf＋（ A＋ 1） R1） ) 此時運放的輸出電壓為： Vo ＝ A (IB R1 Rf/（ Rf＋（ A＋ 1） R1） ) 上式可近似為： Vo ＝ IB (（ AR1)//Rf) 如果同相端通過一個電阻 R2 到地，且 R2＝ R1//Rf，那么同相端電壓為： V＋＝－ IB R2 對反相端運用 KCL，有（設輸入信號為 0）： （ 0－ V） /R1＋ (A（ V＋－ V）－ V)/Rf＝ IB 此時運放輸出電壓為： Vo ＝ 0 所以，添加了平衡電阻之后，才能抑制 抑制零點漂移 的現(xiàn)象。 音頻信號從 R69 處過來，經(jīng)放大器放大后從 7 號腳輸出。同向端經(jīng)過電阻 R30 然后接地。 3V~177。是屬于平民化的一種運放，被許多中底檔的功放采用。 5532 的電壓適應范圍非常寬，從正負 3V至正負 20V 都能正常工作。 NE5532 的封裝是 DIP8 腳雙運放， 5532 的內部為 JFET（結型場效應管結構） ,聲音特點總體來說屬于溫暖細膩型，驅動力強，但高音略顯毛糙，低音偏肥。 5532 現(xiàn)在主要分開臺灣、美國和 PHILIPS 生產(chǎn)的，日本也有。 芯片介紹及其使用 運算放大器 5532 及其使用 本設計中音頻信號的幅度放大采用 5532 來解決，音頻信號經(jīng)過 5532 放大之后，輸出到功率放大芯片進行功率放大。 PADS Router可以幫助用戶大大地提高工作效率，節(jié)省布線時間，在今天要求越來越高的電子設計中，它的交互式布線環(huán)境保持著領先的地位。與其他布線器不同的是， PADS Router 使用了功能強大的 PADS Autorouter (BlazeRouter)算法，包括推擠功能、平滑布 線、自動變線寬、焊盤入口質量和 Plowing 分等級的布線規(guī)則設置等等。 PADS Router “快速交互布線編輯器 ”（原 Fast Interactive Route Editor，簡稱 FIRE）的功能。這些標準的接口界面使得與其它基于 Windows 的補充設計工具連接更加方便有效。它是一個強有力的基于形狀化 (shapebased)、規(guī)則驅動 (rulesdriven)的布局布線設計解決方案，它采用自動和交互式的布線方法，采用先進的目標連接與嵌入 (OLE)自動化功能，有機地集成了前后端的設計工具，包括最終的測試、準備和生產(chǎn)制造過程。 此外， PADS Logic 提供了一個強有力的原理圖輸入功能和高效率的特點以保證快速、準確地完成整個設計任務。 PADS Logic 帶有簡單的設計規(guī)則輸入 ， 用來定義物理設計的要求。 PADS Logic 可以通過集成的 ECO 功能自動地進行電氣規(guī)則檢查，以確保設計的完整性。 其中， PADS Logic 通過自動的編排管腳和門的序號，通過整個設計連接信號名，以及使用宏命令自動進行重復的任務，結束了設計輸入的苦差事。 由于當 或 時，相應可近似得 和 ，故在 和 之間，可用一條斜率為 /十倍頻程的直線來表示，于是可畫得相頻響應如圖 2(b)所示。 功放設計常用電路簡介 16 （ 2）當 時 ， ，得一條 的 直線。 圖 317 RC低通濾波 幅頻響應波特圖 可以用圖 318 中的兩條直線來表示 常州工學院計算機信息工程學院畢業(yè)設計論文 17 圖 318 幅頻響應與相頻響應波特圖 當 時 用分貝來表示： 當 時 用分貝表示為 ： 此直線的斜率為－ 20dB/十倍頻程，它與零分貝線在 處相交。 上式表示輸出電壓相位總超前于輸入電壓相位， 0)( ??? 。當引入電壓串聯(lián)負反饋的時候， Rof=Ro/(1+AvoFv)。由圖 314 的： Vt=itRo+AoXid Xid=Fvt 將上兩式合并的： Vt=itRoAoFVt常州工學院計算機信息工程學院畢業(yè)設計論文 15 于是得： Rof=Vt/it=Ro/(1+AoF) 引入電壓負反饋后，輸出電阻減小。其中 Ro 是基本放大電路的輸出電阻（開環(huán)輸出電阻）， Ao 是基本放大電路在負載 RL 開路時的增益。當引入電壓串聯(lián)反饋的時候， Rif=(1+AuFu)Ri AF++++VSRSiivividvfxo 圖 313 輸入電阻分析框圖 (2)電壓負反饋對輸出電阻的影響 由于電壓反饋能使放大電阻的輸出電壓趨于穩(wěn)定，因此電壓負反饋可以使放大電路的輸出電阻減小。 +VS +Vn AV1 VO+ 圖 311 無反饋環(huán)時框圖 +V S +V n AV 1 V O+V 2 FV 圖 312 有反饋環(huán)時框圖常州工學院計算機信息工程學院畢業(yè)設計論文 14 (1)串聯(lián)負反饋對輸入電阻的音響 由圖 313 可知 開環(huán)輸入電阻為： Ri=Uid/ii 有負反饋的時候閉環(huán)輸入電阻為 Rif=ui/ii 而： ui=uid+uf=(1+AF)uid 所以： Rif=（ 1+AF） uid/ii=(1+AF)Ri 由此可知，引入串聯(lián)負反饋后，輸入電阻增加了。 當沒有反饋環(huán)的時候， 如圖 311 所示， 信噪比為： S/N=|Vs|/|Vn| 為提高電路的信噪比，另外增加一個增益為 Av2 的前置極，并