音頻功放電路教學項目設計

摘要：配合音頻技術實踐教學及培養(yǎng)學生工程實踐能力的要求，設計以TDA7250為核心的音頻功放電路實習制作項目，并介紹音頻功放制作實踐教學流程，教學思路及達到的教學效果。

關鍵詞：電子實習、音頻功放、實踐教學

1.1 實踐教學是現代高職教育的一項重要的教學內容。其中電子技術專業(yè)的學生將會在不同的學習階段開展相應的電子制作實踐。而對于音頻技術的課程，我們教學過程中須設計出合適的電子制作實踐的項目。選擇合適的電子產品須具備以下條件：1.趣味性較強，能引起學生的制作及學習電路知識的興趣；2.關聯知識強，能讓學生的理論知識在此項目中體現。3.具備一定難度的電路滿足焊接技術及裝配，調試實踐的要求。4.項目的可伸縮調整性，以滿足不同基礎學生的需要。

1.2 通常電子實習產品采用購買配套的元件和電路板裝配。更多注重產品焊接，裝配過程，而不重視產品的電路設計、調試和檢驗，忽略對相關領域知識的了解，特別在產品的設計和開發(fā)能力上缺乏鍛煉。因此選擇合適的實習制作產品就成為提高實踐教學效果的關鍵。

2.1 音頻功放電路介紹：

TDA7250為SGS-THOMSON公司出品的一款功放驅動IC，它的特性如下：

·支持電壓范圍寬：2V-90V（±10V-±45V）；

·具有不需要溫度補償的零漂控制電路；

·功率晶體管過流保護；

·靜噪/待機功能；

·耗電量少；

·低諧波失真：PO=40W、fo=1KHz時諧波失真=0.004%

·輸出功率60W/8Ω、100W/4Ω。

具體電路原理圖如下：

2.2 信號處理：音頻信號CH1經C1后送入TDA7250的2腳入，經過處理再分別由18、19腳送至后級功放電路。而CH2經C2后送入TDA7250的9腳入，經過處理再分別由12、13腳送至后級功放電路。后級的TIP147和TIP142放大后送至60W的電動式揚聲器。

2.3 輔助電路：TDA7250的3腳為CH1的靜態(tài)電流控制，CH2對應的為8腳，它們均需要接4.7μ電容。電容作為積分電路，保證在無信號輸入時的靜態(tài)驅動。而15腳是雙聲道輸入音頻對應的下拉接地處理電路。要求經22μ電容和10K電阻后接地。過流保護原理是檢測電阻R11、R12、R13、R14的電壓。當晶體管的過流時，根據U=I·R，得出電阻的端電壓隨之增加，到達一定的電壓后，TDA7250就將晶體管基極的電壓置零，從而達到晶體管過流保護的作用。

3.1 實踐內容拓展：

3.1.1 本電路可以根據學生的基礎進行內容調整。如果學生的基礎不理想，或學生實踐的教學時間不夠，可以考慮由原雙聲道的電路調整為單聲道電路，可以省去其中一聲道的電路焊接。如將CH2省略，可以不接TDA7250的9腳，12、13腳的電路。以及輔助的8腳靜態(tài)電流控制電路。此方案要注意不可省略14腳接V+和7腳接V-電源電路，否則電路將進入過流保護的工作狀態(tài)。

3.1.2 當學生基礎比較理想時，可以增加學生做相匹配的電源電路。如此可以形成一個完整的功放電路產品。但做電源時要注意提醒學生要實現正負電源，若采用集成穩(wěn)壓電源78和79系列芯片時，78系列和79系列管腳的排列方式的不同。還要特別注意采用大容量的電解電容時，使用電容的極性要正確，以防電容爆炸的情況發(fā)生。

3.1.3 如果參與音頻功放電路實踐的學生已經學過電子CAD課程，應該要求其用計算機輔助設計軟件如protel DXP等軟件進行線路布線。在采用計算機輔助設計時強調在地線、電源及涉及大電流的電路中要注意對線路進行加粗處理等細節(jié)，以保證能符合音頻功放的穩(wěn)定可靠工作。有條件，可以將設計線路優(yōu)秀學生作品送到工廠加工，起到示范作用。

3.2 電路調試過程：

3.2.1 學生焊接時技術參差不齊，在調試過程中將會發(fā)生很多意想不的結果，實踐教學過程中可讓學生組成5至10人的小組。將基礎比較好的學生分到各小組作為小組負責人，要求電路出現的問題時先在小組內部討論解決，增強學生的團隊合作意識。實踐指導教師此時可以作為技術顧問的形式參與指導。

3.2.2 在調試中比較常遇見的情況有通電時電源輸入的電流過大。此時要分幾種情況來處理。首先在遇到電源大電流時要及時斷電。否則有可能會燒掉TDA7250芯片，在斷電后仔細檢查學生是否有電路焊錯的情況出現，其次要檢查是否有開路的情況出現，特別是TDA7250的17、4以及7、14腳是否開路。因為此時開路會導致進入過流保護狀態(tài)，即看到的結果也會是電源輸入是電流過大。所以遇到電流過大時不能簡單判斷為短路導致。

3.2.3 調試中可能會遇到部分學生出現電流過小的情況，此時檢查重點應注意是否其電路有開路的情況。還有虛焊也比較容易導致電流過小。因為部分學生的焊接技術不理想，一般在線路焊接時建議其使用單支在0.1mm2 銅線走線，輔以焊錫固定。此方案能比較理想解決線路虛焊的問題。

4. 教學效果

我們在2009年開始在音頻技術的課程實踐教學中引入以TDA7250為核心的電路，并于2010年要求部分班級用protel DXP軟件輔助設計PCB布線。參與實踐的學生90%以上都能最終調試出來。且讓學生自己的MP3參與播放音樂，將大了趣味性，大大激發(fā)了學生自主學習和設計創(chuàng)新的積極性。當看到自己的作品能最終播放出音樂，也很有成就感。而各小組遇到電路故障時也能積極討論，并由基礎好的同學帶領下最終解決各種難題，訓練了大家的團隊合作的精神。通過音頻電路的實踐，達到了比較理想的教學效果：學到了新知識，鍛煉了電子專業(yè)基礎技能，培養(yǎng)了學習興趣和創(chuàng)新能力。充分運用合理的教學手段，讓學生自主學習、運用所學知識分析問題并解決問題的能力，為學生接下來的畢業(yè)設計甚至將來工作打下比較理想的基礎。

參考文獻

[1] 沈任元，吳勇．常用電子元器件簡明手冊．機械工業(yè)出版社，2000

[2]劉素芳．電子工藝與電子CAD．人民郵電出版社，2009

[3]陳桂蘭．電子線路板設計與制作．人民郵電出版社，2010

作者簡介：

韓焰林（1978-），男，大學本科，講師，電子信息工程系教師，家用電子產品維修高級技師。

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