1、××大學(xué)××學(xué)院××系××課程設(shè)計(jì)MINI音響的制作 學(xué)生姓名學(xué) 號所 在 系專業(yè)名稱班 級指導(dǎo)教師成 績 ××大學(xué)××學(xué)院二一一年十二月摘要：隨著電子技術(shù)的發(fā)展，音箱越來越受到人們的關(guān)注和使用。音響是將電信號還原成聲音信號的一種裝置，還原真實(shí)性將作為評價(jià)音箱性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。有源音箱就是帶有功率放大器的音箱系統(tǒng)。把功率放大器與揚(yáng)聲器系統(tǒng)做成一體，可直接與一般的音源（如隨聲聽、CD機(jī)、影碟機(jī)等）搭配，構(gòu)成一套完整的音響組合。而迷你音箱就是一款簡單的有源音響，本文主要介紹了迷你音

2、響的構(gòu)成、功能、及工作原理，它主要是由TDA2822芯片所組成的集成功放電路構(gòu)成。本身具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。是一種可普遍用于家庭音響系統(tǒng)、立體聲唱機(jī)等電子系統(tǒng)中，便于攜帶，適用性強(qiáng)。關(guān)鍵字：音響，TDA2822，晶體管，電解電容Abstract: With the development of electronic technology, sound box by the people more and more attention and use. Audio is reductive into electrical signals will be t

3、he voice signal a device, restore authenticity as a performance evaluation of the speakers will be important standard. Active speakers with power amplifier is the speaker system. Put the power amplifier and the speaker system into an organic whole, can be directly with general of the audio source (s

4、uch as sound with listening, CD, DVD player, etc) is tie-in, form a complete set of sound system. And mini speaker is a simple active acoustics, this paper mainly introduces the mini audio the structure, function, and working principle, which is mainly composed of TDA2822 chip of integrated amplifie

5、r circuit to form. Itself has the power supply voltage range wide, static power consumption is small, can a single power use, price is low wait for an advantage. Is a commonly used to family sound system, stereo, and other electronic system CD player, easy to carry, applicability. Key words: Audio,

6、TDA2822, transistors, electrolytic capacitors目 錄前言11. 總體設(shè)計(jì)方案21.1 方案設(shè)計(jì)21.2 方案論證31.3 音響設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求31.4 音響總體設(shè)計(jì)32. 單元模塊設(shè)計(jì)42.1 音響電路設(shè)計(jì)4 外置電源電路4 功放電路5 音源設(shè)計(jì)6 音箱設(shè)計(jì)62.2 主要元件介紹7 TDA2822 集成功放7 晶體管8 電容93. 系統(tǒng)功能103.1 特征及功能 103.2 PCB 的制作104. 設(shè)計(jì)總結(jié)115. 參考文獻(xiàn)116. 附錄13前言隨著人民生活水平的提高，人們學(xué)會了更多精神文化的享受，音樂已經(jīng)成為了人們生活中不可或缺的一部分，對音響的要

7、求也越來越高。音頻是多媒體中的一種重要媒體。人能夠聽見的音頻信號的頻率范圍大約是 60Hz-20kHz， 其中語音大約分布在300Hz-4kHz之內(nèi)，音樂和其他自然聲響是全范圍分布的。而MINI音響則是滿足人們隨處聽到絕美音樂的最佳選擇。我們?yōu)檫m應(yīng)高校等多代表隊(duì)單位活動的需要，本次所做的課程設(shè)計(jì)就是一個集功放、外觀和電池等優(yōu)點(diǎn)的MINI音響電子產(chǎn)品，基于所學(xué)知識，利用TDA2822集成功放芯片模擬制作音響功率放大器，然后制作一個簡單的MINI音響，踐實(shí)所學(xué)知識掌握程度，并通過對所學(xué)知識來制造和改進(jìn)相關(guān)產(chǎn)品，講述了電路各部分的設(shè)計(jì)原理及所能實(shí)現(xiàn)的功能，它要求要對功放、音箱、音源及外部電路等多種數(shù)

8、字電路及芯片的熟悉，并能加以運(yùn)用。本文詳細(xì)介紹了音響的設(shè)計(jì)方案及功能。共分為三章，第一章是對音響功放方案的選擇和對音響整體的概述；第二章介紹了音響內(nèi)部構(gòu)成的各個單元模塊；第三章則是對音響的功能分析和PCB制作過程的講述。1.總體設(shè)計(jì)方案1.1 方案設(shè)計(jì)一個音響的主要精髓在于功放，下面將詳細(xì)討論功放的方案設(shè)計(jì)。方案一：采用鎖環(huán)頻率相合成技術(shù)外加音響放大器采用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)，先用鎖相環(huán)頻率合成產(chǎn)生一定范圍的頻率，在通過傳感器把接收到的頻率信號轉(zhuǎn)化音頻信號，再通過低通濾波器把頻率控制在音頻所需要的頻率范圍。它的優(yōu)點(diǎn)就是工作頻率可調(diào)也可以達(dá)到很高的頻率分辨率；缺點(diǎn)是要求使用的濾波器通帶可變，實(shí)現(xiàn)很

9、困難。具體方案如圖1所示：晶振整形電路R分頻器鑒相器環(huán)路濾波器壓控振蕩器可變分頻器 圖1 鎖環(huán)頻率相合成技術(shù)框圖方案二：采用直接數(shù)字式頻率合成器DDS技術(shù)外加音響放大器采用直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)，是用RAM存儲所需波形的量化信息，按照不同頻率要求以頻率控制字K為步進(jìn)對相位增量進(jìn)行累加，以累加相位值作為地址碼讀取存放在內(nèi)存里。DDS具有相對帶寬很寬、頻率轉(zhuǎn)換時間極短、頻率分辨率高等優(yōu)點(diǎn)；另外，全數(shù)字化結(jié)構(gòu)便于集成，輸出相位連續(xù)，頻率、相位和幅度也可實(shí)現(xiàn)程控。但在方案中需要一塊FPGA,一塊雙口RAM,那么設(shè)計(jì)的成本較高。同時電路也不好仿真。實(shí)現(xiàn)起來也比較困難。方案三：采用直接給定的音頻信

10、號外加音響放大器采用直接所定的音頻信號，是由MP3等現(xiàn)代音頻信號設(shè)備，直接給音響放大器。此電路簡單，其優(yōu)點(diǎn)是：在音頻信號具有直接給定的音頻頻率，在頻率方面沒有失真效果，而且具有混響器的效果。具體方案如圖2所示：話音放大器電子混響器磁帶防音機(jī)混合前值放大器音調(diào)控制器功率放大器圖2 直接給定的音頻信號外加音響放大器1.2 方案論證通過對方案的比較和選擇，選擇第三個方案有如下原因：首先這個方案它設(shè)計(jì)簡單可靠，軟硬可相互補(bǔ)充各自的缺點(diǎn)，同時音響效果也比較好；第二本方案能利用TDA2822集成功放芯片進(jìn)行模擬仿真能夠完成計(jì)算機(jī)調(diào)試的過程，減少我們在制作過程中的麻煩；第三本方案也是本組討論覺得最合適的方案

11、，便宜且方便。1.3 音響設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求MINI音響是一種集功放、電池、小巧、方便攜帶等優(yōu)點(diǎn)為一體的小型音響。在設(shè)計(jì)中不僅需要音響能準(zhǔn)確的把音源信號放大出來，同時也要保證所放大出來的音樂質(zhì)量。我們需要熟悉常用的功放電路以及相關(guān)的集成功放芯片，正確掌握并使用Protel軟件繪制電路原理圖及完成PCB的圖的設(shè)計(jì)工作，掌握識件、焊接的相關(guān)知識并完成設(shè)計(jì)報(bào)告書。完成上述功能的主要部分便是功放的選擇和設(shè)計(jì)。1.4 音響總體設(shè)計(jì)MINI音響主要是由音源、功放、音箱而構(gòu)成。音源提供低電壓的音頻信號，功放則作為音響系統(tǒng)的動力，起著音源和音箱之間的橋梁作用，而音箱的作用是將電信號通過機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)化成聲能得作用。

12、主體電路完成音源播放出各種聲音信號的放大作用，即當(dāng)人們選擇好音樂之后，連接好音響，便可放出優(yōu)質(zhì)的美妙音樂。音箱音箱音頻功放外置電源音源(PC CD MP3等) 圖3 系統(tǒng)框架圖2.單元模塊設(shè)計(jì)2.1 音響電路設(shè)計(jì)2.1.1 外置電源電路圖4 電源電路圖電源設(shè)計(jì)是電路設(shè)計(jì)很重要關(guān)節(jié)，它為其它電路提供電源。它的穩(wěn)定與否涉直接影響到系統(tǒng)是否能穩(wěn)定工作。按照設(shè)計(jì)要求，我們需要+5V的直流電源，首就要使輸入電壓經(jīng)整流橋（圖5）整流即使其輸入直流，然后經(jīng)三端穩(wěn)壓集成電路（圖6）穩(wěn)壓后就可以得到穩(wěn)定的+5V電壓了。在電子電路設(shè)計(jì)中經(jīng)常會用到整流橋（圖5）和三端穩(wěn)壓集成電路7805（圖6）。下面就將其簡單介紹

13、一下。 圖5 整流橋 圖6 三端穩(wěn)壓集成電路7805整流橋：它通過二極管的單向?qū)ㄔ韥韺?shí)現(xiàn)功能的，只允許電流二極管的正極進(jìn)正電和負(fù)極進(jìn)負(fù)電。所以將其接入交流電路時，圖5中的四只二極管發(fā)生全波整流。流橋通也是由四只整流硅芯片作橋式連接，構(gòu)成的全橋整流。三端穩(wěn)壓集成電路7805：三端穩(wěn)壓集成電路7805主要是輸入端1腳、接地端（GND）2腳、輸出端3腳構(gòu)成的電路穩(wěn)壓器件，通過三端穩(wěn)壓集成電路，可以將整流橋出來的不穩(wěn)定的電流穩(wěn)定在+5V。2.1.2 功放電路如7圖所示為功放電路原理圖，它是將音源播放的各種聲音信號進(jìn)行放大以推動音箱發(fā)出聲音。從技術(shù)角度看，功放好比一臺電流的調(diào)制器，它將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹?/p>

14、流電，然后受音源播放的聲音信號控制，將不同大小的電流，按照不同頻率傳輸給音箱，這樣音箱就發(fā)出相應(yīng)大小，相應(yīng)頻率的聲音了。由于考慮功率、阻抗、動態(tài)以及不同的使用范圍和控制調(diào)節(jié)功能，不同的功放在內(nèi)部的信號處理、線路設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝上也各部相同。圖7 功放電路原理圖2.1.3 音源設(shè)計(jì)顧名思義，音源就是聲音的源頭，沒有音源，用音響系統(tǒng)還原聲音也就無從談起。音源是指記錄聲音的載體，只有先把聲音記錄在某種載體上，才談得上用音響設(shè)備把載體上的聲音還原出來，這些載體是音響系統(tǒng)中聲音的來源，所以叫音源。常見的音源載體有CD（小型激光唱片）、盒式磁帶、LP（密紋唱片）等，現(xiàn)在又出現(xiàn)了DVD-1（ 音頻DVD）、S

15、ACD（超級音頻CD）等更先進(jìn)的新型載體。2.1.4 音箱設(shè)計(jì)音箱的主要作用便是準(zhǔn)確的輸出功放，發(fā)出的聲音由于音箱的諧振引起共鳴，聲音便加強(qiáng)。音箱主要由揚(yáng)聲器，箱體和分頻器組成，而發(fā)揮主要作用的便是揚(yáng)聲器。揚(yáng)聲器的工作原理是：線圈（音圈）中通過交變電流時，線圈切割磁力線（揚(yáng)聲器有由磁鐵等構(gòu)成的恒磁場），線圈將產(chǎn)生運(yùn)動，運(yùn)動的方向和大小根據(jù)輸入信號的方向和大小而變化。線圈運(yùn)動，就帶動鼓膜振動，而動鼓膜振動，將壓縮或拉伸空氣，從而傳播聲波，所以我們就聽到揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音了。 圖8 音箱工作原理圖2.2 主要元件介紹2.2.1 TDA2822集成功放TDA2822是雙聲道音頻功率放大電路適用于隨身聽

16、、便攜式的DVD、多媒體音箱等音頻放音用；是一塊低電壓、低功耗的立體聲功放。其中的主要部件TDA282集成芯片，工作電壓寬1.8-12V皆可以正常工作，其工作電壓最高可以達(dá)到15V。輸出功率有1W*2不是很大但以可以滿足我們一般的聽覺要求，且有電路簡單、音質(zhì)好、電壓范圍寬等特點(diǎn)，采用雙列直插8腳塑料封裝（DIP8）。 TDA2822電路的特點(diǎn)u 電源電壓降到1。8V時仍能正常工作u 交越失真小，靜態(tài)電流小u 可作橋式或立體聲式功放應(yīng)用u 外圍元件少u 通道分離度高u 開機(jī)關(guān)機(jī)無沖擊噪聲引腳排列情況如圖：1腳3腳是左右輸出通道5腳8腳是反相輸入通道2腳4腳是正負(fù)電源通道6腳7腳是同相輸入通道圖9

17、 TDA2822元件電路圖 圖10 TDA2822元件實(shí)物圖 圖11 TDA2822引腳分布圖2.2.2 晶體管晶體管（transistor）是一種固體半導(dǎo)體器件，可以用于檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號調(diào)制和許多其它功能。晶體管作為一種可變開關(guān)，基于輸入的電壓，控制流出的電流，因此晶體管可做為電流的開關(guān)，和一般機(jī)械開關(guān)（如Relay、switch）不同處在于晶體管是利用電訊號來控制，而且開關(guān)速度可以非常之快，在實(shí)驗(yàn)室中的切換速度可達(dá)100GHz以上。圖12 晶體管電路圖 圖13 晶體管實(shí)物圖2.2.3 電容在音響中，電容一般具有濾波和耦合的作用，電路圖如下。圖14 電容工作電路圖濾波作用，

18、在電源電路中，整流電路將交流變成脈動的直流，而在整流電路之后接入一個較大容量的電解電容，利用其充放電特性，使整流后的脈動直流電壓變成相對比較穩(wěn)定的直流電壓。在實(shí)際中，為了防止電路各部分供電電壓因負(fù)載變化而產(chǎn)生變化，所以在電源的輸出端及負(fù)載的電源輸入端一般接有數(shù)十至數(shù)百微法的電解電容，由于大容量的電解電容一般具有一定的電感，對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除，故在其兩端并聯(lián)了一只容量為0.001-0.lpF的電容，以濾除高頻及脈沖干擾 耦合作用：在低頻信號的傳遞與放大過程中，為防止前后兩級電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，常采用電容藕合，為了防止信號中韻低頻分量損失過大，一般總采用容量較大的電解電容。

19、3.系統(tǒng)功能3.1 特征及功能MINI音響的主要特征及功能主要表現(xiàn)在以下方面。 第一：.集功放、電池、雙揚(yáng)聲器于一體，首創(chuàng)專利技術(shù)“伸縮式擴(kuò)展共鳴腔”，解決了有些音箱共鳴腔窄小的難題，打破數(shù)十年的音箱外型規(guī)格限制，壓縮到極限。 第二：.不需要長長的音頻線，不需要外接電源，不管是高山流水般的清新韻律，還是激情澎湃的DJ舞曲，都能淋漓盡致地展現(xiàn)出來！一切的一切，就只為了能隨時隨地，自由享受。 第三： 設(shè)計(jì)簡潔明了，使用方便。使用USB1.1或2.0標(biāo)準(zhǔn)接口供電及音頻輸入，免驅(qū)動USB接口即插即用，完全兼容WINDOW 95 98 ME 2000及XP操作系統(tǒng)。具備3.5mm立體聲音頻輸入接口鏈接筆

20、記本、桌面PC、手機(jī)、PSP、隨身聽、MD、Mp3、掌上計(jì)算機(jī)、PDA、Mp4、復(fù)讀機(jī)、iPod 、手機(jī)和其它設(shè)備。 第四：迷你音箱只需與筆記本電腦、手機(jī)等設(shè)備連接，無需電源供給，就能播放美妙的音樂。有的音箱內(nèi)部裝有一塊大容量的鋰電池，產(chǎn)品可以播放35小時的音樂。當(dāng)音箱電池沒電的時候，我們就可以通過USB口和電腦相連接來給電池充電。 第五：便攜性能適用于戶外運(yùn)動探索者，休閑者，自行車戶外運(yùn)動者，也適用于電腦擴(kuò)音，當(dāng)成電腦小音箱。總之，迷你小音箱因?yàn)轶w積小播放時間長，外喇叭聲音大，不像傳統(tǒng)的MP3需要帶上耳塞，傷及耳膜，已經(jīng)得到了更多更廣泛的人喜愛！特別是運(yùn)動小音箱，自行車音響等！3.2 PCB

21、的制作據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)電路原理圖，并完成原理圖的繪制。對于簡單的原理圖也可以進(jìn)行直接的PCB板繪制。PCB圖如附錄圖所示。開始引入網(wǎng)絡(luò)表生成網(wǎng)絡(luò)表PCB系統(tǒng)設(shè)置修改封裝與布局設(shè)置PCB規(guī)則存盤打印結(jié)束自動布線設(shè)計(jì)與繪之原理圖手工調(diào)整布線圖15 PCB生成流程圖a. 據(jù)原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表，這部分PROTEL99是自動進(jìn)行的，只需要用戶單“create Netlist”即可；b. 網(wǎng)絡(luò)表有也是原理圖與印制電路板的接口；c. 規(guī)劃電路板的結(jié)構(gòu)，即確定電路板的框架，設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)；d. 引入第二步生成的網(wǎng)絡(luò)表和零件封裝，讓原理圖與印制電路板連接起來；e. 引入網(wǎng)絡(luò)表后系統(tǒng)將根據(jù)規(guī)則對零件自動布局進(jìn)行飛線；f

22、. 修改封裝與布局，這是自動布線的前提；g. Protel 99 SE自動布線比較完善，它采用最先進(jìn)的無網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。基于形狀的對角線自動布線技術(shù)；h. 自動布線后，如果有不滿的地方，我們可以進(jìn)行手工調(diào)整；i. 存盤并打印；j. 結(jié)束。4.設(shè)計(jì)總結(jié)我覺得做課程設(shè)計(jì)同時也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識。平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能。通過兩個星期的電子設(shè)計(jì)實(shí)踐，雖然過程的艱辛可謂是一言難盡，但值得高興的是我學(xué)到了很多東西。第一：通過設(shè)計(jì)這個MINI音響電子電路，我們進(jìn)一步理解了TDA2822的基本原理和應(yīng)用。第二：培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，養(yǎng)成了良好的工作習(xí)慣，培養(yǎng)了爭取的勞動觀與人生觀，也培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)集體精神。第三：通過課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。加強(qiáng)了我們的動手能力，對于問題的分析能力，以及發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力。第四：同時，也讓我從中體會到了要不斷動手，不斷向他人學(xué)習(xí)，這樣才能不斷提高自己，在挫折中不斷磨練自己，堅(jiān)持就是勝利。這次課程設(shè)計(jì)的順