有源音箱.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流有源音箱.精品文档.威 海 职 业 学 院毕 业 设 计 任 务 书专业电子工艺与管理年级 2011级班级 1班姓名 学号 威 海 职 业 学 院 教 务 处 编 印毕业设计指导须知一、毕业设计是高职教学过程中一个十分重要的环节。是锻炼学生运用所学知识正确分析和解决实际问题的一个重要方面,也是高职培养应用型专门人才的要求。二、指导教师应为具有讲师以上或相应职称的有关专业人员,且专业对口(指所指导专业应同所聘教师专业职称相一致)。经系、教务处审查同意后,才能指导学生的毕业设计。三、学生应以严肃认真,实事求是的态度完成设计。要独立思考,自己动手,
2、不得抄袭或找人代笔。四、毕业设计选题要符合专业培养目标的要求。论文(任务书)写作要做到论点明确、论据充分,论理透彻,语言准确恰当,书面整洁、字迹工整,图纸应清晰、工整,符合设计要求,符合国家有关标准和部颁标准。字数、图纸数量符合有关要求。并在规定的时间内完成。五、答辩过程中学生要严认真,文明礼貌,谦虚谨慎,认真回答答辩主持人,委员等提出的问题。六、填报有关表格时,应按项目要求逐项填实、填全、填清。学号姓名学 制三年专业电子工艺与管理年级2011级教学班负责人班级1班指导教师姓名职务或职称副教授设 计 题 目有源音箱指导教师评语:成绩: 指导教师签名: 工作单位 年 月 日系复审意见:成绩: 复
3、审人签名: 职称: 公章 年 月 日教务处终审意见:公章 年 月 日答 辩 情 况 记 录答 辩 题 目答 辩 情 况正确基本正确经提示回 答不正确未回答此表由主持答辩的同志填写。答辩委员会(或小组)评语:成绩: 主持答辩人签名: 职称: 月 日一、毕业设计的任务和具体要求:任务:1. 巩固和提高学生学过的基础理论和专业知识。2. 提高学生运用所学专业知识进行独立思考和综合分析、解决实际问题的能力。 3. 培养学生掌握正确的思维方法和利用软件和硬件解决实际问题的基本技能。4. 增强学生对实际电路的认识,掌握分析处理方法,进行调试、计算等基本技能的训练,使之具有一定程度的实际工作能力。毕业设计的
4、具体要求: 1. 了解集成功率放大器内部电路工作原理,掌握外围电路的设计与主要性能2. 参数的测试方法。3. 掌握音频功率放大器的设计方法与小型电子线路系统的装调技术。 4.练习基本工具的使用;掌握电路连接的基本方法;练习掌握简电路的调试方法。二、毕业设计应完成的图纸:图3-1 有源音箱组成结构,见第3页图3-2 有源音箱电路原理图,见第3页图3-3 元器件方位图,见第4页图3-4系统框架图,见第4页表1 D2822管脚功能及测试数据,见第5页表2 元器件清单,见第6页 三、其他要求:四、毕业设计的期限:自 2012 年 9 月 3 日至 2012 年 11 月 15 日五、毕业设计(论文)进
5、度计划:起 至 日 期工 作 内 容备 注2012.09.03-2012.09.152012.09.16-2012.10.062012.10.07-2012.10.272012.10.28-2012.11.151、查阅资料,选题阶段2、根据所选题目,进行方案论证及设计阶段3、根据所确定的方案,进行实施调试,并准备书写毕业论文材料阶段4、完成毕业论文,准备答辩有源音箱摘要有源音箱主要由功放组件和电源变压器组成。功放组件主要是前置放大器和功率放大器组成,前置放大器主要负责信号的电压放大、音量控制、多路音源的切换、音调调整以及阻抗匹配等功能,而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用
6、,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出,电源变压器则为功放组件提供电能。通过对集成前置放大器,集成功率放大器的设计和集成稳压电源的设计完成有源音箱的设计。目 录第一章 前言1第二章 有源音箱的设计认识和意义2 2.1 本设计的意义2 2.2 有源音箱的认识2第三章 有源音箱的系统介绍3 3.1 有源音箱的组成3 3.2 有源音箱的工作原理3 3.3 整体方案设计4 3.4 音频功放电路的工作原理4 3.5 实验制作5 3.5.1 准备工作5 3.5.2 PCB焊接与安装7 3.5.3 特别提示8第四章 有源音箱的组成及特点104.1 有源音箱的组成104.2 有源音箱的组成及特点1
7、0第五章 功放电路的仿真及测试12 5.1 功放电路的仿真12 5.2 功放电路的测试13第六章 PCB板的设计14 6.1 设计软件的介绍14 6.2 有源音箱的工作原理14 6.2.1 产生网络表14 6.2.2 制作物理边框14 6.2.3 元件布局16 6.2.4 布线14 6.2.5 调整完善 14 6.2.6检查核实 15 6.3 PCB板图设计中应注意的要点15第七章 电路故障及解决方法16 7.1无工作电压 16 7.2 自激16 7.3 仰制自激的方法16结束语17参考文献19致谢20第一章 前言有源迷你音箱是一种集功放、电池、小巧、方便携带等优点为一体的小型音响系统。在制作
8、中不仅需要音响能准确的把音源信号放大出来,同时也要保证所放大出来的音乐质量。该音箱电源系统采用了干电池与USB双供电方式,突显了迷你音箱的携带方便特性。有源音箱通常是指带有功率放大器的音箱,如多媒体电脑音箱、有源超低音箱,以及一些新型的家庭影院有源音箱等。有源音箱由于内置了功放电路,使用者不必考虑与放大器匹配的问题,同时也便于用较低电平的音频信号直接驱动。有源音箱是指在音箱内部装有自配功放的一类音箱。这些功 放是专门用于推动音箱内的喇叭,由于进行了专门的匹配设计,所以这 些功放都能较好地用于推动音箱内的喇叭,从而让使用者不需再去考虑功放的功率有多大以及阻抗是否匹配等问题。另外,由于在音箱内还装
9、 有在放大器的前边便进行分频的电子分频器以及每台功放仅仅负责放大一段频率的声频信号,所以放大器的效率往往可以做得高些,失真也相 对可以小些。此外,还有一些专业用内置功放电路的录音监听音箱和采用内置电子分频电路和放大器的电子分频音箱也可归入有源音箱范畴。无源音箱(Passive Speaker)又称为“被动式音箱”。无源音箱即是我们通常采用的,内部不带功放电路的普通音箱。无源音箱虽不带放大器,但常常带有分频网络和阻抗补偿电路等。有源音箱通常标注了内置放大器的输出功率、输入阻抗和输入信号电平等参数。有源超低音箱则还标注了输入信号的频率特性(如全频带信号还是低频信号)、低通滤波器特性等参数。无源音箱
10、一般标注阻抗、功率、频率范围等参数。所谓有源音箱就是指将功放做在音箱内部,可直接与音源连接并正常工作的音箱。一些有源音箱不仅将功放集成到音箱内,还将解码器也集成到音箱内部,可以直接接受数字信号,这就是数字有源音箱。虽然从字面上看,有源音箱可以认为是必须插电源的音箱,但严格地说这个“源”应理解为功放,而不是指电源,因为有不少需要插电源却仍需外部功放推动的音箱,这些音箱显然不属于有源音箱。第二章 有源音箱的设计认识和意义2.1 本设计的意义有源音箱实际上就是功放机与音箱的结合体。咱们过去在市场上见到的家庭影院组合,是把功放机与音箱分开的,而有源音箱就是把功放机放在了音箱里。在多媒体应用丰富的今天,
11、一套多媒体音箱基本上是每一套系统中的标准配置。而大多数用户往往会忽视这方面的选择,为什么会存在这种现象呢?消费者一般存在两个极端的心态:1,本身对音频系统表现就没有过高要求,只要能发声就行了,装机商人送的音箱就能满足他们;2,本身对音频质量有着一定水准的要求,对电脑这方面能力不报什么希望,所以也就迁就了。其实这些消费者对于有源多媒体音箱还是存在某些误解的,随着国内多媒体音箱产业在不断竞争中发展,也涌现出不少好产品,其实只要你明白自己需要什么,还是能有产品能满足你的需求的。2.2 有源音箱的认识有源音箱又称为“主动式音箱”。通常是指带有功率放大器的音箱,如多媒体电脑音箱、有源超低音箱,以及一些新
12、型的家庭影院有源音箱等。有源音箱由于内置了功放电路,使用者不必考虑与放大器匹配的问题,同时也便于用较低电平的音频信号直接驱动。 有源音箱是指在音箱内部装有自配功放的一类音箱。这些功 放是专门用于推动音箱内的喇叭,由于进行了专门的匹配设计,所以这 些功放都能较好地用于推动音箱内的喇叭,从而让使用者不需再去考虑 功放的功率有多大以及阻抗是否匹配等问题。另外,由于在音箱内还装 有在放大器的前边便进行分频的电子分频器以及每台功放仅仅负责放大 一段频率的声频信号,所以放大器的效率往往可以做得高些,失真也相 对可以小些。 此外,还有一些专业用内置功放电路的录音监听音箱和采用内置电子分频电路和放大器的电子分
13、频音箱也可归入有源音箱范畴。所谓有源音箱就是指将功放做在音箱内部,可直接与音源连接并正常工作的音箱。一些有源音箱不仅将功放集成到音箱内,还将解码器也集成到音箱内部,可以直接接受数字信号,这就是数字有源音箱。虽然从字面上看,有源音箱可以认为是必须插电源的音箱,但严格地说这个“源”应理解为功放,而不是指电源,因为有不少需要插电源却仍需外部功放推动的音箱,这些音箱显然不属于有源音箱。 第三章 有源音箱的系统介绍3.1 有源音箱的组成有源音箱主要由功放组件和电源变压器组成。功放组件主要是前置放大器和功率放大器组成,其功能是用来对音乐信号进行放大并实现各种操控功能,而电源变压器则为功放组件提供电能。 前
14、置放大器功率放大器电源图3-1 有源音箱组成结构 3.2 有源音箱的工作原理从信号源得到信号经运放推动再送到后级放大推动扬声器。图3-2 有源音箱电路原理图图3-3 元器件方位图3.3 整体方案设计音响主要是由音源、功放、音箱而构成,如图1所示。音源提供低电压的音频信号,通常使用MP3、手机等,功放则作为音响系统的动力,起着音源和音箱之间的桥梁作用,而音箱的作用是将电信号通过机械运动转化成声能得作用。主体电路完成音源播放出各种声音信号的放大作用,即当人们选择好音乐之后,连接好音响,便可放出优质的美妙音乐。图3-4系统框架图3.4 音频功放电路的工作原理音频功放也叫功率放大器,简称“功放”。很多
15、情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务,这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口,而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。当负载一定时,希望其输出的功率尽可能大,其输出信号的非线性失真尽可能地小,效率尽可能高,功放的常见的有用集成运算放大器和晶体管组成的功放,也有专用集成电路功放。本次制作所用的D2822芯片采用的就是集成电路功放,图2是D2822原理电路,左边缺口下方为1脚,此处的标示方法为大多数集成芯片的管脚标注方法。D2822集成芯片,工作电压宽1.8-12V皆可以正常工作,其工作
16、电压最高可以达到15V。输出功率有1W*2不是很大但以可以满足我们一般的听觉要求,且有电路简单、音质好、电压范围宽等特点,采用双列直插8脚塑料封装(DIP8),表1为D2822管脚功能及测试数据。表1 D2822管脚功能及测试数据3.5 实验制作3.5.1 准备工作在拿到套件后,首先检查一下元器件是否与下面的元器件清单相符,例如清单给出的电阻阻值与色标是否相同,电容、电解是否相符,还有各种元器件的数目是否相等。这些都是最基本的检查工作。检查完这后再用万用表检测各元器件的性能参数与技术与标准对照看是否完好。表2 元器件清单序号名称规格用量位号1单面板1片2集成电路、管座D2822、八脚座各1个I
17、C13发光二极管3MM绿色1 支LD14电位器B50K(双声道)2只VR15DC插座1只DC6开关SK22D03VG21只K17电阻4.7R 4.7K各2支R3 .R4. R1. R28电阻1K3支R5 .R6 .R7 9瓷介电容104P4支C2 .C4. C7 .C910超小电解100U 220U各2支C5.C6.C8.C1011超小电解470UE/16V1支C1112立体声插头1根13喇叭4欧5W2只(1)清点好元件,可以用一张白纸贴上一条双面胶,然后将辨别好的元件,按种类和大小粘在双面胶上,用笔备注好大小和对应的符号如:R1R2C1C2,为了方便焊接时使用。图3-5元器件(2)看清线路板
18、上的各个元件的位置:图3-6 线路板上的各个元件的位置 RX表示电阻,CX表示电容(线路板上椭圆形状放置瓷片电容,不区分正负极,圆形形状的放置电解电容,阴影部分代表负极,也就是对应电容上短的那只脚),BAT+代表接电源正极用红导线,BAT- 代表电源负极用黑导线,L+L-R-R+分别表示左右喇叭接线,用蓝色导线,IC1表示D2882集成电路(安放是注意集成电路的缺口对应线路板上的缺口), VRI代表电位器用来调节音量的,K1是开关,J1是跳线(用之前剪下的元器件管脚连上即可) 图3-7 元器件对应的焊点图3.5.2 PCB焊接与安装焊接是一项最重要的工序,为确保电路的导电性能良好正常工作,所以
19、在焊接时注意以下几点: 焊接时尽可以能掌握好焊接时间,能快则快烙铁头应修整窄一些这样焊接时不会碰到相邻的焊接点,焊接的时间一般不能超过3秒,尤其是集成芯片。 元器件的装插焊接应遵循先小后大,先轻后重,先低后高,先里后外的原则,这样有利于装配顺利进行。 在瓷介电容、电解电容及三极管等元件立式安装时,引线不能太长,否则降低元器件的稳定性;但也不能过短,以免焊接时因过热损坏元器件。一般要求距离电路板面2mm,并且要注意电解电容的正负极性,以免插错。 集成芯片D2822在焊接时一定要看清缺口方向,和电路板上缺口方向要一致,要弄清引线脚的排列顺序,并与线路板上的焊盘引脚对准,核对无误后,先对角焊接1、8
20、脚用于固定集成块,然后再重复检查,确认后再焊接其余脚位。焊接完后要检查有无虚焊,漏焊等现象,确保焊接质量。 焊接完毕后,在接通电源前,先用万用表仔细检查各管脚间是否有短路,虚焊、漏焊现象。3.5.3 特别提示 1.线路板有正反面,分清楚后,注意是在有焊接点(黄铜色的点)那一面进行焊接。2.烙铁高温跟元器件接触的时间越长,元器件的损伤机会就越大,一般左手拿焊锡丝,右手烙铁,将焊接点、元器件管脚和焊锡丝顶端靠在一起,烙铁用最短的时间与他们接触,焊锡丝融化一点点后,就将焊接点、元器件管脚连接在一起,形成一个小小的焊点。(注意焊点不能过于大,本来不导通的两个焊点在焊接时,注意不能使得焊锡丝融化后粘连在
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