高保真音响设计制作[毕业论文+PCB电路图]

机电毕业论文：高保真音响设计制作含毕业论文一份，电路图，开题报告

基于单片机的高保真音响设计制作[毕业论文+Protel电路图]

摘要

随着国家经济蒸蒸日上，现代科技不断发展，这些使人们在物质享受之余，也有了更多的精神享受的需要。其中之一：音乐，便是一种古老的享受形式。而高保真音响就是欣赏音乐的物质基础。

本论文将以性价比为导向，兼顾基本的高保真的技术指标，讨论了适合初级发烧友的高保真功放。论文由浅至深，结合图示给出了高保真音响的相关知识，以及整个功放的工作过程的细节。同时还介绍了各个主要芯片自身的特点及如何去设计这个系统来满足一定的技术指标。论文尽可能通俗地来介绍高保真音响，让大家能从中学到基本的高保真音响的知识的同时，还能学会如何制作高保真音频放大器。

在技术层面上，系统主要是采用集成芯片来完成的，因此对于一个初级发烧友来说相对简单，这个设计中用到了NE5532(曾经的“运放之皇”)做前置放大芯片，典型的增益为20dB；用NSC公司的LM1036做音调芯片，通过改变直流控制电压来实现音调控制。后级功率放大部分用的也是NSC公司的一款经典芯片――LM1875芯片，用4片LM1875驳接成了左右声道的BTL电路,以取得更大的功率以及更好的音效。

在论文的后面部分，着重的讲述了制作和调试中遇到的软件、硬件上的问题以及如何解决，并给出了高保真音频放大器性能指标的国家标准测量方法。这些可以成为大家制作过程中的一些的提示以及测试的依据。

关键词：高保真；集成芯片；BTL；音调控制

Abstract

With the development of our country’s economy and the modern technology. People no –longer just enjoy the happy brought from material, they also learned to enjoy the spiritual things. For instance: Music, an old fashion of the enjoyments. And Hi-Fi(high fidelity) audio system is the very suitable intermedia for enjoying music.

So this dissertation focused on the Hi-Fi amplifiers for those primary audiophiles on this field. It tried to let people cost less and at the same moment , get enough enjoyment from Hi-Fi amplifiers and satisfy those basic standards of Hi-Fi system. This dissertation presented the ideas from easy to hard, and described the relative knowledge of the Hi-Fi audio system with those graphics and diagrams. It also wrote about the details of the whole working process of this design gradually. This dissertation also introduced those characteristics of those chips used in my design, and how to realize those system’s targets given .The dissertation tried to introduce Hi-Fi audio system commonly,and let you learn some basic knowledge of this Hi-Fi system, at the same time , eventually learn how to accomplish a Hi-Fi audio amplifier.

Refer to the technology, IC was used to finish this graduate design, because it's relatively easier for primary audiophiles to design a audio amplifier. The pre-amp is NE5532, which was ever called as "The KING of amplifiers" ,and its typical gain is 20dB;LM1036 produced by NSC(National Semiconductor Company) was used here for tone adjustment IC. And LM1036’s tone control can be controlled by changing the DC control voltage. The second amplifier IC is LM1875, also made by NSC. It is very classical . Four LM1875 chips were used to make a BTL(Balanced Transformer Less) circuit of each channel to achieve more power and to make the whole system’s timbre to be better.

The last paragraph of this dissertation, I mainly introduce some software and hardware problems I met during making the board and debugging, and how I solved those problems. Also I presented you the national standard test methods for audio amplifier characteristics. Hope these can be your hints and help during your executing for audio amplifier.

Key words: Hi-Fi; Integrated Circuit; BTL; Tone control

目录

引言 1
1 高保真音响系统 1
1.1 高保真音响系统定义 1
1.2 高保真音响系统组成 2
2 高保真功率放大器 3
2.1 功率放大器种类 3
2.2 高保真功率放大器主要技术指标 4
3 功放电源 8
3.1 功放电源概述 8
3.2 功放电源组成 8
3.3 整流滤波电路 10
3.4 稳压电路 13
4 方案论证及阐述 14
4.1 设计要求 14
4.2 方案论证 14
4.2.1后级放大器方案选定 14
4.2.2前置放大器方案选定 14
4.2.3音调芯片方案选定 15
4.2.4电源方案选定 15
4.3 具体方案阐述 15
4.3.1前级放大器方案阐述 15
4.3.2后级放大器方案阐述 19
4.3.3功放电源方案阐述 22
5 高保真功放制板 23
5.1 制板注意事项 23
5.2 制板经验总结 24
5.2.1制板步骤 24
5.2.2Protel99se的使用经验总结 25
5.2.3制板遇到的问题 26
6 功放调试 26
6.1 调试步骤 27
6.2 模块调试 27
6.2.1电源调试 27
6.2.2音调模块调试 27
6.2.3前置放大模块调试 28
6.2.4后级功放模块调试 28
6.3 整体调试 28
7 高保真功放性能指标测试 29
7.1 性能指标测试的必要性 29
7.2 主要性能指标测试 29
7.3 测试所用仪器 32
7.4 测试结论 32
8 总结 33
8.1 完成程度 33
8.2 技术优点 33
8.3 技术缺陷 33
8.4 毕设感受 33
谢 辞 34
参考文献 35
附 录 36
附录1电路原理图 36
附录2 PCB 图 39

引言

音乐是一种迷人的艺术，对于一些十几年前的旋律与歌词我仍然熟稔于心，难以忘怀，怀念音乐给我的感觉。

音乐这种传递人类感情的艺术形式，它是需要一种载体来表达，而最好表达的便是高保真音响，如实地还原音乐，表达音乐。让人们从完全真实的音乐重放中汲取音乐的灵魂。

而今，科技发展，生活水平今非昔比，人们也欣赏水平也越高，大家越加追求音乐的还原性,所以音乐重放设备发展非常快。也就是我们所谈及的高保真音响系统。

音乐重放设备的发展从1877年爱迪生发明留声机后，一直在不断地发展，重放设备由当年机械式录音/重播系统发展到现在的高科技数码系统，算到如今的话，进步可谓是翻天覆地。不过其间的发展不是很均匀的，但是还是取得了一定的进展。比如录放音以电动方式取代了机械方式，开始采用多极真空管等等。

音乐快速发展的时间是在1927年开始的，当时美国贝尔实验室公布了划时代的负反馈（负反馈，NFB）技术，声频放大器技术开始进入了一个新纪元。

现在的音响技术可以说是到达了一个相当成熟的阶段，就如唐朝的古诗，宋朝的词一般。在技术如此成熟的环境下，从各种媒介能获得相当多的技术支持。为了培养自己的动手能力，结合自己的兴趣和一直以来对音乐的爱好，参考过相关电路后，设计并制作一个集成芯片HI－FI音频功率放大器。设计制作过程中考虑到满足给定的技术指标，同时也尽量提高性价比。

希望本论文能给发烧初级爱好者带来音响基本知识以及制作过程中的注意事项，要是能同时为普及音响事业的发展做一点点小推动就更好了。

1 高保真音响系统

1.1 高保真音响系统定义

谈及高保真(High Fidelity，简称Hi—Fi)音响系统来，我想很多音乐爱好者，或者说很多一般的人，都在各种媒体中看到或者听到过这概念，不过大家不一定知道做何解释。而且大部分音乐初级爱好者一定是非常好奇“高保真”这个概念的定义。

为了给大家解惑。那么下面由专业术语来解释：美国IEEE(电子与电机工程师协会)出的《IEEE名词术语词典》一书对“Hi—Fi信号”的解释为Hi—Fi信号是指使用性能最好的先进器件，如话筒、功率放大器、音箱或耳机之类来对信号进行传送。

另外一种定义是如此：沈嚎先生等编撰的《电声词典》对“高保真度”的解释则指“用于评价高质量放声系统如实重现原有声源特性的术语，它力求难确而如实地记录或重现节目的原有特性并在主观上不引起可分辨的畸变感觉。对高保真度的评价包含客观和主观两方面。前者是使放声的特性参数满足规定的技术指标，后者是让听者对音质进行综合性的主观评价。因此，高保真的概念不完全是原声和重放声在客观上一致.