基本信息
- 项目名称：
- 高品质音频功率放大器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品设计并制作了一款具有动态实时功率显示的高品质大功率音频功率放大器。该设计利用低噪声运放NE5532设计前置放大器，采用衰减式电路实现了高低音的调节，由TDA2030A组成BTL功率放大电路。采用集成电路KA2284实现了5点LED电平指示，利用单片机对输出信号进行采集和处理实现了动态实时数字功率显示，采用智能过温保护电路。设计了电路的PCB，通过热转印、化学腐蚀等技术实现了PCB制板。
- 详细介绍：
- 本作品设计并制作了一款具有动态实时功率显示的高品质大功率音频功率放大器。该设计利用低噪声运放NE5532设计了音频信号前置放大器，采用衰减式音调调节电路实现了高低音的调节，由TDA2030A组成BTL功率放大电路，输出功率最大可达36W。采用集成电路KA2284实现了5点LED电平指示，利用单片机对输出信号进行采集和处理实现了动态实时数字功率显示。采用智能过温保护电路，确保功率放大器在任何情况下都能正常工作。使用Multisim和Proteus软件对电路功能进行了软件仿真，用Altium Designer设计了电路的PCB。通过热转印、化学腐蚀等技术实现了PCB制板。实际试听表明本设计能够实现高品质的音频放大并能实时数字显示输出功率。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品设计并制作了具有过温保护及动态实时功率显示的高品质大功率音频功率放大器。本设计基本思路为：来自于声音播放设备（如MP3、计算机等）的音频信号首先送入音调调节电路进行高低音调节，然后送入由TDA2030A组成的BTL功放电路进行功率放大；利用KA2284构成5点LED电平指示电路进行功率指示，并且采用AT89S52单片机和ADC0809芯片实现了动态功率数字显示功能；采用热敏电阻和电压比较器构成过温保护电路，当温度过高时自动开启风扇为功放管降温；采用手工PCB制板技术完成最终作品。本作品主要创新点在于利用单片机对输出信号进行采集和处理实现了动态实时数字功率显示，设计了智能过温保护电路，开发了个人PCB制板技术。本设计频率响应范围为20-20KHz，输出功率最高可达36W。
科学性、先进性
- 本设计采用动态、实时功率数字显示系统，国内外一般采用LED指示，并且只有中高档功率放大器才带有这种功能。这种指示实现比较简单，但不能显示功率的实际数值。本设计对传统LED指示进行了创新性的改进，实现了一种基于单片机的动态、实时功率数字显示系统，克服了LED显示不直观的缺点。 通常的功放一般只使用金属散热片进行散热，长时间工作在高温状态容易损坏功放管，本作品设计了智能过温保护电路，在检测到功放管温度高于一定阈值后即开启降温风扇，能够最大程度地保护功放正常工作。 设计者所在学校地处河西走廊，学校内部及附近均无PCB制作工厂或设备，本设计因地制宜创新性地使用物美价廉的美发夹板进行PCB热转印，开创性地实现了业余条件下手工制作单面、双面PCB技术，对业余无线电爱好者、没有条件送专业PCB加工电路板的科技人员和在校学生进行电子设计具有指导意义。
获奖情况及鉴定结果
- 本作品于2010年6月，在河西学院举办的第一届电子设计大赛中，经过专家组评审，荣获特等奖。 在2010年11月，河西学院举办的第六届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中，经过专家组评审，荣获科技发明制作类一等奖第一名。
作品所处阶段
- 完成设计与制作
技术转让方式
- 合作
作品可展示的形式
- 实物，产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本音频功率放大器与日常使用的功率放大器具有相同的接口标准，可以直接将音源输入进行放大，接入音箱即可工作。本设计对传统LED指示进行了创新性的改进，实现了一种基于单片机的动态、实时功率数字显示系统，克服了LED显示的缺点。采用智能过温保护系统，确保功放在长时间大功率输出时能够正常工作。本设计有很广的适用范围，可以在各种需要进行音频信号放大的场合，如家庭娱乐、学校、商场广播等。 目前市场上尚无带有数字功率显示功能、过温保护功能的功放出现，本作品有较高的市场推广价值，并带来可观的经济效益
同类课题研究水平概述
- 当今校园内设计并制作的功率放大器，一般都采用单片功放芯片，利用面包板、万用板等进行制作。一般只有功率放大部分，很少有前置放大以及音调调节电路。本设计采用BTL电路，克服了在单片功率小的情况下，实现了大功率输出。增加音频信号前置放大及音调调节电路，使得本设计实用性，易用性更强。在电路板制作方面，突破常规的制作方法，采用个人PCB制板技术，实现了在没有任何专业设备的条件下单面PCB板、双面PCB板的制作，在制板工具和制板方法上都有所创新。 在功率显示方面，国内外一般采用LED指示，并且只有中高档功率放大器才带有这种功能。这种指示实现比较简单，但不能动态、实时显示。本设计对传统LED指示进行了创新性的改进，实现了一种基于单片机的动态、实时功率数字显示系统，克服了LED显示的缺点。 基于学以致用，以及提高实践和创新能力，设计并制作了这款具有动态、实时功率显示的高品质大功率音频功率放大器。在设计过程中，通过大量查询资料，软件仿真，以及电路搭建测试，提高了自己的各项专业技能，并掌握了电子产品设计与制作的全部过程。经过实际测试，本设计达到了预期目标，符合各项设计要求。
