毕业设计(论文)基于TDA7482数字功放的PCB设计.doc
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1、编号:XH03JW037-11/0厦门海洋职业技术学院毕 业 设 计 (论 文)题目: 基于TDA7482数字功放的PCB设计 系: 信 息 系 班 级: 电子 XXXX 姓 名: X X X 学 号: XXXXXXXXXX 指导教师: X X X 20XX年 X月XX日编号:XH03JW037-09/0 厦门海洋职业技术学院 毕业设计(论文)任务书课题名称: 基于TDA7482数字功放的PCB设计 系 别: 信 息 系 专 业: 电 子 教 研 室: 电子教研室 指导教师: X X X 学生姓名: X X X 学 号: XXXXXXXXX 二XX 年 X 月 XX日一、 设计(论文)内容:本
2、栏填写: 1、了解数字功放电路及PCB设计的概况及发展2、分析TDA7482工作原理以及数字电路的功能3、完成原理图的PCB电路板的制作4、完成论文的书面搞二、 设计(论文)的主要技术指标:本栏填写:TDA7482的主要技术指标参数: (1)、有25W的额定输出功率。工作条件是:RL=48,THD10%。其实根据推荐的电参数,当RL =8,P出=1W时其THD仅为0.1%。 (2)、有很高的输出效率。当Vcc=21V,RL=8,P出=18W,效率达78%,因此工作仅需很小的散热器,甚至不用亦可。 (3)、宽工作电压范围。推荐值为10V25V,很适合汽车蓄电池供电。 (4)、内设有过流保护装置,
3、当RL=0时保护动作门限为 3.5A 5A 。 (5)、内设有过压保护装置,保护阀值为50V。 (6)、有过热过载保护,过热关闭温度为 150 。 (7)、有ST-BY及MUTE功能。 (8)、推荐脉宽调制的载频工作频率为100kHz 200kHz。 (9)、输入噪声(20Hz 20kHz)为7F 12F。 (10)、输入阻抗为30k。 (11)、最大功耗3.8W。 三、具体要求:本栏填写:时间安排: 第一周:与指导老师交流,确定题目方向及论文内容第二周第三周:查找资料,做好资料的收集整理工作,完成开题报告第四周第七周:完成论文初稿以及电路板的PCB设计图 第八周第九周:根据指导老师的反馈意见
4、进行修改,并制作电路板,最后完成终稿四、主要参考文献的范围: 本栏填写:参考文献:1、陈新国。实用数字音频功放J.电声技术,2003(11):32-35.2、夏瑞华。印制板的抗干扰设计J.电子制作,2002(11):56-57.3、陈瑞。印制电路设计的抗干扰措施与电磁兼容J。电子工艺技术,2002(1):16-194、张宏伟。印制线路板的抗干扰性设计J。南阳师范学院学报,2004(6):30-32.5、陈寿才,袁力辉。基于TDA7482数字功放的PCB设计J。山西电子技术,2005年04期6、罗勇,李挥,邹传云。数字功率放大处理器的设计J。电声技术。2004年11期7、罗勇,李挥,邹传云。数字
5、音频功率放大器原理及实现J。电声技术。2003年04期五、其他需要说明的事项: 没有需要说明的事情,就填写一个“无”字。 厦门海洋职业技术学院毕业设计(论文)开题报告表 编号:XH03JW037-10/0 系: 信息 专业: XX 班级 : XXXX 学生姓名XXX学 号XXXXXXX指导教师XXX 课题名称基于TDA7482数字功放的PCB设计一、课题概况(本课题的意义及目前的发展状况等) 电子产品慢慢的走进了我们每个人的生活世界。数字功放也在电子产品中飞速发展。其技术含量也不断的加强。然而PCB设计的应用也对其发展起到了一定作用,PCB的机械化也促进了其自身的发展。PCB设计更好的为我们展
6、示了数字功放的实用性以及普及性。方法及手段:通过在图书馆和网络上查阅相关资料。预期成果:通过查阅资料和动手操作,对PCB技术有更深的了解。二、课题内容(本课题的研究内容、方法、手段及预期成果等) 1、首先,我们了解下数字功放电路以及PCB设计的概况及发展 2、掌握TAD7482的功能及运用 3、TDA7482的PCB布局及布线原则 4、电路的抗干扰性以及实用性 5、设计原理 6、原理图及PCB设计图三、课题工作进度安排(任务完成的阶段安排及时间安排,完成任务所具备的条件因素等) 时间安排:第一周:与指导老师交流,确定题目方向及论文内容第二周第三周:查找资料,做好资料的收集整理工作,完成开题报告
7、第四周第七周:完成论文初稿以及电路板的PCB设计图 第八周第九周:根据指导老师的反馈意见进行修改,并制作电路板,最后完成终稿 条件因素: 通过大学期间的学习,已经有了一定的自学能力,在完成论文的过程中,通过电子图书馆,上网查询,指导老师的咨询意见等途径得到所需要的资料,来完成论文。 四、参考文献资料(要求至少查阅6篇以上正式刊物的文献资料)参考文献:1、陈新国。实用数字音频功放J.电声技术,2003(11):32-35.2、夏瑞华。印制板的抗干扰设计J.电子制作,2002(11):56-57.3、陈瑞。印制电路设计的抗干扰措施与电磁兼容J。电子工艺技术,2002(1):16-194、张宏伟。印
8、制线路板的抗干扰性设计J。南阳师范学院学报,2004(6):30-32.5、陈寿才,袁力辉。基于TDA7482数字功放的PCB设计J。山西电子技术,2005年04期6、罗勇,李挥,邹传云。数字功率放大处理器的设计J。电声技术。2004年11期7、罗勇,李挥,邹传云。数字音频功率放大器原理及实现J。电声技术。2003年04期五、指导教师意见指导教师签名: 日期: 年 月 日目 录1摘要 82数字功放的概况及发展 93TDA7482的PCB布局及布线原则 104电路的抗干扰性以及实用性 115TDA7482数字功放的原理图以及主要技术指标 126PCB实现 137参考文献 16摘 要功放进入了数字
9、时代。数字功放的关键部分集成电路已经达到了较高水准,如TDA7482数字功放有效地降低了信号间的干扰、可实现高保真。虽然核心技术解决了,但印制线路板(PCB)布线不当, 也很难达到理想的效果。笔者在TDA7482数字功放的PCB设计过程中总结了一点经验, 现就PCB设计应遵守的布线原则及抗干扰设计要求与电磁兼容性要求作简要分析介绍。方法及手段:通过在图书馆和网络上查阅相关资料。预期成果:通过了老师上课的教学及阅读更多资料,对PCB设计有更深的了解。实现工具及相关环境:开发工具:Protel 99SE操作系统:Windows 2000/XP/2003关键字:数字功放1、数字功放的概况及发展数字功
10、放的基本电路是早已存在的类放大器(国内称丁类放大器)。以前,由于价格和技术上的原因,这种放大电路只是在实验室或高价位的测试仪器中应用。这几年的技术发展使数字功放的元件集成到一两块芯片中,价格也在不断下降。理论证明,类放大器的效率可达到。然而,迄今还没有找到理想的开关元件,难免会产生一部分功率损耗,如果使用的器件不良,损耗就会更大些。但是不管怎样,它的放大效率还是达到以上。此外,数字功放具有失真小、噪音低、动态范围大等特点,在音质的透明度、解析力,背景的宁静、低频的震撼力度方面是传统功放不可比拟的。数字功放和开关型逆变电路类似。输入的音频模拟信号经过电路调制处理后,形成占空比同输入信号成一定比例
11、的脉冲链,经过开关电路放大后,由低通滤波器滤除高频成分,还原出已放大的输入信号波形,由扬声器放音。上图为类放大器的典型电路,采用场效应管桥式连接。众所周知,从上述场效应管桥式电路输出的脉冲波是不便直接驱动扬声器发声的。为了重现放大的音频信号,输出波形必须恢复到原来的正弦波。前几年类放大器的设计,大都采用低通滤波器来解决。由于音频的频带范围为,而载波频率通常是它的倍以上,因此,滤除载波频率的过程相当简单,就是在扬声器前面接一个截止频率约为左右的低通滤波器。而在运用到重低音功放时,由于处理的是低频,低通的截止频率可以降低到左右。滤波器可根据性能要求采用、或等电路。滤波器的设计要求较高,弄得不好会引
12、起射频干扰。为降低功耗,一般采用被动元件。由于功耗和体积的优势,数字功放首先在能源有限的汽车音响和要求较高的重低音有源音箱中得到应用。随着家庭影院、迷你音响系统、机顶盒、个人电脑、电视、平板显示器和移动电话等消费类产品日新月异的发展,尤其是、 等一些高采样频率的新音源规格的出现,以及音响系统从立体声到多声道环绕系统的进化,都加速了数字功放的发展。近年来,数字功放的价格呈不断下降的趋势,有关这方面的专利也层出不穷。2、TDA7482的PCB布局及布线原则P C B提供了功放电路元器件之间的电气连接, 要使功放电路获得最佳性能,元器件的布局及 印制导线的布设是关键。 21、布局原则 (1)、数字功
13、放的功率管工作在开关状态,频率高、电流大 ,且与电源部分靠得近,而该功放 (见图1)由于采用开关 电源(图中未画出) 供电,干扰和纹波系数较大。元器件在 P C B上排列的位置要考虑抗电磁干扰 ,各部件之间的引线要 尽量短。在布局上 ,要把模拟信号 、数字信号和噪声源这三 部分合理地分开 ,使相互间的耦合为最小。即要求与脚相 连的模拟输入部分与其它数字部分要分开,电源输入、去耦 滤波元件,也要与数字处理部分分开,此外,还要考虑电源变压器的方向性,使之对电路的辐射最小。 (2)、对电磁场辐射较强的元件(如LI)、和对电磁感应较 敏感的元件(R2、C10),应加以屏蔽、或远离电磁场辐射源,以减少干
14、扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近,输入和输出元件应尽量远离。 22、布线原则 (1)、各级走线应尽可能短,元件应尽量靠拢,大信号、高 阻抗走线更要注意。音频的输入(CI3、CI2) 输出(Ll、C4) 线也不宜长,否则易感应交流信号。 (2)、导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为 0.05 ram、宽度为1mm15mm时,通过2A的电流,温度不会高于3。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定,该功放可选0.5mm5mm导线宽度。 (3)、印制导线拐弯处一般取圆弧形,而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。下图(a)(b)(c
15、)为三种拐角线的形式 ,图(c)采用45。外斜切面拐角线的传输性能和反弹性能要优于其它两种拐角线。圆弧拐角线的性能要比这三种走线形式要好,但制板的工艺要求比较高,会增加生产成本。该功放采用 4 5 。 外斜切面拐角走线能满足设计要求。 3、 抗干扰设计措施 PCB的抗干扰设计针对不同电路有不同的要求,以下从三个方面讨论该功放的PCB抗干扰设计措施。 31、电源线设计 在直流电源回路中,负载的变化会引起电源噪声。据PCB流的大小,尽量加粗电源线宽度,减少环路电阻。该功放电路小信号部分电源的走线,导线宽度为 15 mm便可满足要求,而在大信号部分则要求3mm-5mm。同时使电源线和地线的走向和数据
16、传递的方向一致,这样有助于增强抗噪声能力。 3. 2、地线设计 地线比电源线更重要。克服电磁干扰 ,最主要的手段是地线的设计。地线的布线特别讲究,通常采用单点接地法,将模拟地、数字地和大功率器件地分开,最后都汇集到电源地。该功放地线结构有系统地、机壳地、数字地和模拟地等。地线的设计原则是 : (1)、数字地与模拟地分开。该功放既有逻辑电路又有线性电路,应使它们尽量分开,分别与电源端地线相连,并尽可能加大线性电路的接地面积。模拟音频的地应尽量采用单点并联接地。 (2)、正确选择单点接地与多点接地。该功放的模拟部分,工作频率低,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因
17、而应采用单点接地。而在数字部分工作频率大于10MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,就近多点接地。当工作频率在 110 MHz时,如果采用单点接地,其地线长度不应超过波长的 120,否则应采用多点接地法。该功放数字部分由于谐波的影响,采用多点接地更好。 (3)、将接地线构成闭环路。数字功放的 PCB,将接地线设计成闭环路可以明显地提高抗噪声能力。其原因在于:电路中耗电元件多,因受接地线粗细的限制,会在地线上产生较大的电位差,引起抗噪声能力下降,若将接地构成环路,则会缩小电位差值,提高功放电路的抗噪声能力。 33、信号线的设计 与 P C B以外的弱信号相连时,通常采用屏蔽电缆。对
18、于高频和数字信号, 屏蔽电缆两端都接地。该功放模拟音频信号用的屏蔽电缆,采用一端接地为好。而 PCB中的信号走线应尽量短并避开干扰源。4、TDA7482数字功放的原理图以及主要技术指标TDA7482是音频用D类脉宽调制单片功放IC。此系列IC主要设计用于高效率场合如大屏幕彩色电视机的伴音系统和家用立体声装置等。原理图如下所示:DA7482的主要技术参数为: (1)、有25W的额定输出功率。工作条件是:RL=48,THD10%。其实根据推荐的电参数,当RL =8,P出=1W时其THD仅为0.1%。 (2)、有很高的输出效率。当Vcc=21V,RL=8,P出=18W,效率达78%,因此工作仅需很小
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- 毕业设计 论文 基于 TDA7482 数字 功放 PCB 设计
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