目錄
1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求
2 電路方案比較
3 電路設(shè)計(jì)
3.1功能描述
3.2性能指標(biāo)
3.3電路模塊
3.3.1電源輸入模塊
3.3.2信號(hào)輸入及功率大小調(diào)節(jié)模塊
3.3.3功率放大電路
3.4 TEA2025B芯片簡(jiǎn)介
3.4繪圖相關(guān)軟件簡(jiǎn)介
4 焊接裝配
4.1安裝步驟及要求
4.2裝配流程圖
4.3焊接元件清單
5測(cè)試結(jié)果
6 問題與討論
7 小結(jié)與心得體會(huì)
參考文獻(xiàn)
附錄1…………………………………………………………………………….12
附錄2…………………………………………………………………………….11
本次課程設(shè)計(jì)主要運(yùn)用了數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)課程以及電路基礎(chǔ)課程部分的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),其中電子技術(shù)基礎(chǔ)與電路原理為我們電子材料專業(yè)學(xué)生比較重要的課程,此次課程設(shè)計(jì)的目的是一方面使我們能夠進(jìn)一步理解課程內(nèi)容,基本掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試的方法,增加集成電路應(yīng)用知識(shí),培養(yǎng)我們的實(shí)際動(dòng)手能力以及分析、解決問題的能力。另一方面也使我們更好地鞏固和加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解,獨(dú)立完成調(diào)試過程,增強(qiáng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的能力,提高電路分析和設(shè)計(jì)能力,通過實(shí)踐引導(dǎo)我們?cè)诶碚撝笇?dǎo)下有所創(chuàng)新,為專業(yè)課的學(xué)習(xí)和日后工程實(shí)踐奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
本次課程設(shè)計(jì)我們小組的題目是迷你音箱的設(shè)計(jì)與制作,需要完成的任務(wù)是利用所學(xué)的電子技術(shù)課程和電路基本知識(shí)來設(shè)計(jì)能對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行不失真放大的功率放大電路,電路雖然比較簡(jiǎn)單,但還是具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。
本次課程設(shè)計(jì)還需要我們更加熟練的運(yùn)用一些輔助設(shè)計(jì)軟件,如Altium designer(主要繪制電路原理圖)、Word(主要用于論文的撰寫),這次課程設(shè)計(jì)一方面可以加深我們的對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí),另一方面也可以提高我們考慮問題的全面性,將理論知識(shí)上升到一個(gè)實(shí)踐的階段。課程設(shè)計(jì)是我們工科學(xué)生面對(duì)的重要課題,經(jīng)歷這個(gè)過程才能真切感受到工科的魅力,拉近與實(shí)踐之間的距離。
1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求題目:
(1)按照題目設(shè)計(jì)任務(wù)及要求;
(2)方案比較及認(rèn)證;
(3)系統(tǒng)框圖,原理說明;
(4)硬件原理,完整電路圖,采用器件的功能說明;
(5)調(diào)試記錄及結(jié)果分析;
(6)對(duì)成果的評(píng)價(jià)及改進(jìn)方法;
(7)總結(jié)(收獲及體會(huì));
(8)參考資料。
2電路方案比較能夠?qū)崿F(xiàn)該功能的電路方案的有多種選擇,這里主要用下面兩種方案比較選出最佳方案。
方案一:采用TEA2025B集成電路的功率放大電路,USB供電。
電路方案如圖1所示。
方案二:采用TEA2025B集成電路的功率放大電路,多種供電方式。
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電路方案如圖2所示。
圖1 方案一電路原理圖
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圖2 方案二電路原理圖
方案比較:
方案一、二均為采用TEA2025B集成電路的功率放大電路,方案一需要使用三極管,方案二不需要用到三極管。兩種方案的電路復(fù)雜程度相當(dāng),由于方案二的供電方式更齊全,故選擇方案二為本次音響設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)電路。
3電路設(shè)計(jì)3.1功能描述通過功率放大電路,對(duì)輸入的音頻信號(hào)進(jìn)行功率放大后進(jìn)行輸出,驅(qū)動(dòng)喇叭工作,實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音的放大。
3.2性能指標(biāo)性能指標(biāo)要求如下:輸出功率:5w,頻寬:50Hz-2kHz,電源:3V-16V直流電源
3.3電路模塊3.3.1電源輸入模塊
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DC、USB電源輸入端
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電池供電輸入端
3.3.2信號(hào)輸入及功率大小調(diào)節(jié)模塊
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3.3.3功率放大電路
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3.4 TEA2025B芯片簡(jiǎn)介TEA2025B是由STMicroelectronics制造的音頻放大器。具有音色動(dòng)聽、性能優(yōu)良、工作可靠、外圍元件少、安裝方便等特點(diǎn)。
電源電壓從2.2v到16.8v均可以正常工作,對(duì)電源電壓的適應(yīng)范圍非常寬,靜態(tài)電流小,電源電壓增高時(shí),輸出功率隨之增大。
12v時(shí)可以輸出10w的有效功率,能滿足正常應(yīng)用。
3.4繪圖相關(guān)軟件簡(jiǎn)介本次課程設(shè)計(jì)主要運(yùn)用繪圖的軟件有Altium designer、CAD。其中Altiumdesigner是2005年年底,Protel軟件的原廠商 Altium公 司推出了Protel系列的最新高端版本Altium Designer 6.0。 Altium Designer 6.0,它是完全一體化電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)的一個(gè)新版本,也是業(yè)界第一款也是唯一一種完整的板級(jí)設(shè)計(jì)解決方案。Altium Designer 是業(yè)界首例將設(shè)計(jì)流程、集成化 PCB 設(shè)計(jì)、可編程器件(如 FPGA)設(shè)計(jì)和基于處理器設(shè)計(jì)的嵌入式軟件開發(fā)功能整合在一起的產(chǎn)品,一種同時(shí)進(jìn)行PCB和FPGA設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)的解決方案,具有將設(shè)計(jì)方案從概念轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K成品所需的全部功能。
這款最新高端版本Altium Designer 除了全面繼承包括99SE,Protel2004在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)以外,還增加了許多改進(jìn)和很多高端功能。Altium Designer 14.0拓寬了板級(jí)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)界限,全面集成了FPGA設(shè)計(jì)功能和 SOPC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能,從而允許工程師能將系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的FPGA與PCB設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)集成在一起。
其中CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)指利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作,簡(jiǎn)稱CAD。在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲(chǔ)和制圖等項(xiàng)工作。在設(shè)計(jì)中通常要用計(jì)算機(jī)對(duì)不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算、分析和比較,以決定最優(yōu)方案;各種設(shè)計(jì)信息,不論是數(shù)字的、文字的或圖形的,都能存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或外存里,并能快速地檢索;設(shè)計(jì)人員通常用草圖開始設(shè)計(jì),將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成;由計(jì)算機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果,可以快速作出圖形顯示出來,使設(shè)計(jì)人員及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)作出判斷和修改;利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作,CAD 能夠減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng),縮短設(shè)計(jì)周期和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。
4焊接裝配4.1安裝步驟及要求- 安裝前檢查(外殼及結(jié)構(gòu)件)
- 元件及配件數(shù)量檢查
- 元器件檢測(cè)
4.2裝配流程圖
(詳見附件)
4.3焊接元件清單
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元件清單
5測(cè)試結(jié)果測(cè)試結(jié)果如下
- 接通電源,閉合開關(guān)SW1,發(fā)光二極管燈亮。
- 介入音頻信號(hào),兩喇叭工作,可聽見清晰地音樂聲。
- 調(diào)節(jié)電位器VR1,聲音可從小到大調(diào)節(jié)。
- 將音頻輸入功率調(diào)至最大,電位器VR1同時(shí)調(diào)至最大,使音箱以最大功率輸出狀態(tài)工作,音樂不失真。
由測(cè)試結(jié)果可以看出,設(shè)計(jì)的電路基本完成題目要求,能較好的完成對(duì)音頻信號(hào)的不失真放大。并能夠在一定范圍內(nèi)對(duì)輸出功率進(jìn)行大小調(diào)節(jié)。
6問題與討論在焊接完成初期進(jìn)行測(cè)試時(shí)主要出現(xiàn)了,單個(gè)喇叭不工作,音樂失真兩個(gè)問題。單個(gè)喇叭不工作主要原因?yàn)樵摾鹊妮敵鰧?dǎo)線以及信號(hào)輸入端口焊接質(zhì)量不佳導(dǎo)致信號(hào)無法正常輸出,在重新焊接后問題得到解決。音樂失真的主要原因是TEA2025B芯片引腳焊接時(shí)出現(xiàn)了引腳間有焊錫粘連的情況。兩個(gè)主要問題的原因均在焊接問題上,這反映出個(gè)人對(duì)焊接的掌握仍不熟練,需繼續(xù)加強(qiáng)練習(xí)。
7 小結(jié)與心得體會(huì)通過本次課程設(shè)計(jì)我了解了小型功放工作原理的基本知識(shí),通過具體電路圖,訓(xùn)練手工焊接電子產(chǎn)品;通過對(duì)小型功放的制作,對(duì)產(chǎn)品故障診斷和排除進(jìn)行基本訓(xùn)練。掌握正確焊接方法,熟悉焊接工具。鍛煉了根據(jù)原理圖進(jìn)行裝配的能力,本次設(shè)計(jì)要求學(xué)生具備熟練識(shí)別、測(cè)試和選用電子元器件。
在實(shí)際操作的過程中應(yīng)用所學(xué)模擬電子技術(shù)相關(guān)知識(shí)解決遇到的問題。同時(shí)訓(xùn)練焊接電路的能力,使用萬用表檢測(cè)電路故障的能力、檢出故障后分析排除故障的能力等。
實(shí)訓(xùn)過程中體會(huì)最深的一點(diǎn)就是,完成一項(xiàng)工作時(shí)與同學(xué)合作,討論是很有幫助的。在焊接時(shí)自己無法找出的故障在幾個(gè)人的合作下相對(duì)容易的被找出,又例如在使用Altium Designer軟件進(jìn)行電路原理圖和PCB板圖繪制時(shí),由于不熟悉而使得繪制受阻,這時(shí)幾個(gè)人一起找資料教程,討論交流解決方法使得解決問題的效率大大提升。個(gè)人單獨(dú)解決的效率遠(yuǎn)不及此,而且有可能陷入牛角尖。合作交流很重要。
在本次實(shí)訓(xùn)中,反映最突出的問題是對(duì)電路焊接的不熟悉。焊接的質(zhì)量較差,導(dǎo)致焊點(diǎn)相連、虛焊、燒壞等。進(jìn)而是電路功能無法實(shí)現(xiàn)。這需要自己多進(jìn)行相關(guān)練習(xí),熟練掌握焊接技巧,提高焊接質(zhì)量。
理論與實(shí)踐結(jié)合是學(xué)習(xí)只是很好的途徑。在本次實(shí)訓(xùn)中真切的體會(huì)到了這一點(diǎn),理論知識(shí)的掌握需要在實(shí)踐的檢驗(yàn)下得到驗(yàn)證,這樣才會(huì)使得自己對(duì)理論有深刻的理解,更好的掌握所學(xué)。此外理論轉(zhuǎn)化成實(shí)物去實(shí)現(xiàn)功能時(shí)并不是像想象的那么順利和理所當(dāng)然的,過程中難免會(huì)出現(xiàn)各種故障,這時(shí)就需要用所需理論去排除解決故障;而這一過程又是對(duì)理論的進(jìn)一步加深理解和認(rèn)識(shí)的過程。所以在這樣的一個(gè)過程中能夠很好的使自己的知識(shí)得到鞏固,思維得到鍛煉。
本次實(shí)訓(xùn)是一次很好的鍛煉,對(duì)自我知識(shí),思維鍛煉、動(dòng)手能力都有不同程度的提高。與此同時(shí)讓我意識(shí)到合作的重要性。對(duì)個(gè)人的學(xué)習(xí)提升起到了幫助
最后希望以后能有更多這樣的機(jī)會(huì)來鍛煉自我。
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