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基本信息
- 項目名稱：
- 高品質(zhì)音頻功率放大器
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品設(shè)計并制作了一款具有動態(tài)實時功率顯示的高品質(zhì)大功率音頻功率放大器。該設(shè)計利用低噪聲運放NE5532設(shè)計前置放大器，采用衰減式電路實現(xiàn)了高低音的調(diào)節(jié)，由TDA2030A組成BTL功率放大電路。采用集成電路KA2284實現(xiàn)了5點LED電平指示，利用單片機(jī)對輸出信號進(jìn)行采集和處理實現(xiàn)了動態(tài)實時數(shù)字功率顯示，采用智能過溫保護(hù)電路。設(shè)計了電路的PCB，通過熱轉(zhuǎn)印、化學(xué)腐蝕等技術(shù)實現(xiàn)了PCB制板。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品設(shè)計并制作了一款具有動態(tài)實時功率顯示的高品質(zhì)大功率音頻功率放大器。該設(shè)計利用低噪聲運放NE5532設(shè)計了音頻信號前置放大器，采用衰減式音調(diào)調(diào)節(jié)電路實現(xiàn)了高低音的調(diào)節(jié)，由TDA2030A組成BTL功率放大電路，輸出功率最大可達(dá)36W。采用集成電路KA2284實現(xiàn)了5點LED電平指示，利用單片機(jī)對輸出信號進(jìn)行采集和處理實現(xiàn)了動態(tài)實時數(shù)字功率顯示。采用智能過溫保護(hù)電路，確保功率放大器在任何情況下都能正常工作。使用Multisim和Proteus軟件對電路功能進(jìn)行了軟件仿真，用Altium Designer設(shè)計了電路的PCB。通過熱轉(zhuǎn)印、化學(xué)腐蝕等技術(shù)實現(xiàn)了PCB制板。實際試聽表明本設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)的音頻放大并能實時數(shù)字顯示輸出功率。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本作品設(shè)計并制作了具有過溫保護(hù)及動態(tài)實時功率顯示的高品質(zhì)大功率音頻功率放大器。本設(shè)計基本思路為：來自于聲音播放設(shè)備（如MP3、計算機(jī)等）的音頻信號首先送入音調(diào)調(diào)節(jié)電路進(jìn)行高低音調(diào)節(jié)，然后送入由TDA2030A組成的BTL功放電路進(jìn)行功率放大；利用KA2284構(gòu)成5點LED電平指示電路進(jìn)行功率指示，并且采用AT89S52單片機(jī)和ADC0809芯片實現(xiàn)了動態(tài)功率數(shù)字顯示功能；采用熱敏電阻和電壓比較器構(gòu)成過溫保護(hù)電路，當(dāng)溫度過高時自動開啟風(fēng)扇為功放管降溫；采用手工PCB制板技術(shù)完成最終作品。本作品主要創(chuàng)新點在于利用單片機(jī)對輸出信號進(jìn)行采集和處理實現(xiàn)了動態(tài)實時數(shù)字功率顯示，設(shè)計了智能過溫保護(hù)電路，開發(fā)了個人PCB制板技術(shù)。本設(shè)計頻率響應(yīng)范圍為20-20KHz，輸出功率最高可達(dá)36W。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本設(shè)計采用動態(tài)、實時功率數(shù)字顯示系統(tǒng)，國內(nèi)外一般采用LED指示，并且只有中高檔功率放大器才帶有這種功能。這種指示實現(xiàn)比較簡單，但不能顯示功率的實際數(shù)值。本設(shè)計對傳統(tǒng)LED指示進(jìn)行了創(chuàng)新性的改進(jìn)，實現(xiàn)了一種基于單片機(jī)的動態(tài)、實時功率數(shù)字顯示系統(tǒng)，克服了LED顯示不直觀的缺點。 通常的功放一般只使用金屬散熱片進(jìn)行散熱，長時間工作在高溫狀態(tài)容易損壞功放管，本作品設(shè)計了智能過溫保護(hù)電路，在檢測到功放管溫度高于一定閾值后即開啟降溫風(fēng)扇，能夠最大程度地保護(hù)功放正常工作。 設(shè)計者所在學(xué)校地處河西走廊，學(xué)校內(nèi)部及附近均無PCB制作工廠或設(shè)備，本設(shè)計因地制宜創(chuàng)新性地使用物美價廉的美發(fā)夾板進(jìn)行PCB熱轉(zhuǎn)印，開創(chuàng)性地實現(xiàn)了業(yè)余條件下手工制作單面、雙面PCB技術(shù)，對業(yè)余無線電愛好者、沒有條件送專業(yè)PCB加工電路板的科技人員和在校學(xué)生進(jìn)行電子設(shè)計具有指導(dǎo)意義。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本作品于2010年6月，在河西學(xué)院舉辦的第一屆電子設(shè)計大賽中，經(jīng)過專家組評審，榮獲特等獎。 在2010年11月，河西學(xué)院舉辦的第六屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中，經(jīng)過專家組評審，榮獲科技發(fā)明制作類一等獎第一名。
作品所處階段
- 完成設(shè)計與制作
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作
作品可展示的形式
- 實物，產(chǎn)品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 本音頻功率放大器與日常使用的功率放大器具有相同的接口標(biāo)準(zhǔn)，可以直接將音源輸入進(jìn)行放大，接入音箱即可工作。本設(shè)計對傳統(tǒng)LED指示進(jìn)行了創(chuàng)新性的改進(jìn)，實現(xiàn)了一種基于單片機(jī)的動態(tài)、實時功率數(shù)字顯示系統(tǒng)，克服了LED顯示的缺點。采用智能過溫保護(hù)系統(tǒng)，確保功放在長時間大功率輸出時能夠正常工作。本設(shè)計有很廣的適用范圍，可以在各種需要進(jìn)行音頻信號放大的場合，如家庭娛樂、學(xué)校、商場廣播等。 目前市場上尚無帶有數(shù)字功率顯示功能、過溫保護(hù)功能的功放出現(xiàn)，本作品有較高的市場推廣價值，并帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益
同類課題研究水平概述
- 當(dāng)今校園內(nèi)設(shè)計并制作的功率放大器，一般都采用單片功放芯片，利用面包板、萬用板等進(jìn)行制作。一般只有功率放大部分，很少有前置放大以及音調(diào)調(diào)節(jié)電路。本設(shè)計采用BTL電路，克服了在單片功率小的情況下，實現(xiàn)了大功率輸出。增加音頻信號前置放大及音調(diào)調(diào)節(jié)電路，使得本設(shè)計實用性，易用性更強(qiáng)。在電路板制作方面，突破常規(guī)的制作方法，采用個人PCB制板技術(shù)，實現(xiàn)了在沒有任何專業(yè)設(shè)備的條件下單面PCB板、雙面PCB板的制作，在制板工具和制板方法上都有所創(chuàng)新。 在功率顯示方面，國內(nèi)外一般采用LED指示，并且只有中高檔功率放大器才帶有這種功能。這種指示實現(xiàn)比較簡單，但不能動態(tài)、實時顯示。本設(shè)計對傳統(tǒng)LED指示進(jìn)行了創(chuàng)新性的改進(jìn)，實現(xiàn)了一種基于單片機(jī)的動態(tài)、實時功率數(shù)字顯示系統(tǒng)，克服了LED顯示的缺點。 基于學(xué)以致用，以及提高實踐和創(chuàng)新能力，設(shè)計并制作了這款具有動態(tài)、實時功率顯示的高品質(zhì)大功率音頻功率放大器。在設(shè)計過程中，通過大量查詢資料，軟件仿真，以及電路搭建測試，提高了自己的各項專業(yè)技能，并掌握了電子產(chǎn)品設(shè)計與制作的全部過程。經(jīng)過實際測試，本設(shè)計達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，符合各項設(shè)計要求。
