电子琴功放电路设计(含PCB图) .doc
《电子琴功放电路设计(含PCB图) .doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电子琴功放电路设计(含PCB图) .doc(19页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、 目目 录录 摘 要1 英文摘要2 引 言3 1 电路功能实现要求3 2 方案设计 3 2. 1 整体框图3 2. 2 61 键电子琴介绍4 3 硬件电路设计 4 3. 1 数字音乐信号处理4 3. 2 音频 DA 转换电路设计 6 3. 2.1 单元电路 DA 转换6 3. 2.2 单元电路音频运放8 3. 3 功率放大电路9 3. 3.1 D 类音频功率放大器工作原理9 3. 3.2 单元电路设计10 3. 3.3 D 类音频功放电路图14 4 电子琴功放总电路图16 5 5 总结与谢辞 17 6 参考文献18 附件 1 DA 转换 PCB 图19 - 1 - 电子琴功放电路设计电子琴功放
2、电路设计 信息工程学院应用电子专业信息工程学院应用电子专业 摘要摘要: : 电子琴主要原理是应用数字频率合成技术,形成键控数字信号发出乐音,用蜂 鸣器制作的电子琴声音效果不好,本文通过电子琴音频功率放大器电路设计,以 PCM1754 芯片,D 类音频功率放大器为基础的设计方案。本文主要以模拟电路为主,由 数字信号放大电路,DA 转换电路,音频功率放大电路等组成。DA 转换电路主要是通过 PCM1754 对电子琴输出的信号进行数模转换;音频功率放大电路是对转换好的模拟信号 进行功率放大,通过扬声器发出优美的声音。 关键词关键词: : 电子琴 PCM1754 DA 转换 D 音频功放 - 2 -
3、Flower power amplifier circuit design (Information Engineering College of Applied Electronic Technology ) Abstract: The main organ is the application of the principle of digital frequency synthesis technology to create music keying digital signal sent by buzzer sound effects produced by electric pia
4、no well, this paper flower audio power amplifier circuit design, in order to PCM1754 chip, D audio power amplifier based on design. In this paper, mainly to analog circuits, digital signal amplification circuit, DA conversion circuit, audio power amplifier circuit and so on. DA conversion circuit of
5、 the main organ through the PCM1754 output signal digital-analog conversion; audio power amplifier circuit is a good analog signal conversion for power amplifier, through the voice of the beautiful loudspeakers. Keyword: Flower PCM1754 DA conversion Audio Amplifier - 3 - 引言引言 近年来,电子琴发展迅速,不论是在制造工艺上、操
6、作程序上还是在演奏技法上 都有了突飞猛进的发展,这在乐器发展史上是其他任何乐器所不能比拟的。自从八十 年代电子琴进入我国以来,电子琴以它适合中国国情、经济适用、表现力强、功能强 大而受到广大的初学者、音乐爱者、专业音乐工作者,音乐家的喜爱,可以说现在电 子琴在中国的普及率是很高的。不过,对于一些用蜂鸣图器制作的简易电子琴来讲, 声音效果就不怎么理想了。可能会有噪声严重,音质差等问题。因此,我们需要通过 电路设计来改变电子琴的音响效果。 1 1 电路功能实现电路功能实现要求要求 1.1 数字音乐信号处理。 1.2 单频率数字音乐信号转换成单频率模拟音乐信号。 1.3 对模拟音乐信号进行功率放大,
7、音亮大小要求从0调至50W,声音没有失真具 有良好的音质。 2 2 方案设计方案设计 从 61 键电子琴 M1000 获取数字音乐信号,通过对数字音乐信号进行小信号放大, 然后通过音频 DA 转换器 PCM1754 将数字音频信号转换成左右双声道模拟信号输出,然 后进行音频信号放大,最后通过 50W 音频功率放大器实现声音的播放。 2.12.1 整体框图整体框图 HPL-OUT HPR-OUT OUTR OUTL SCLK BCLK WS ADBD LCD 显示 IO PORT M1000 键盘扫描口 键盘 DA 转换电 路 AMPLIFTER HP AMPLIFTER - 4 - 2.22.
8、2 6161 键电子琴介绍键电子琴介绍 61 标准钢琴键 图 2-1 为电子琴样式 20 种音色20 种节奏8 种打击乐亲声 升调降调功能(6 级) 和弦自动低音和弦单指多指和弦及同步功能 颤音延音插进低音效果 LED 数码显示相应数字 节奏编程录音放音 电脑内存 8 首示范歌曲 16 级音量控制32 级节拍控制 大规模集成电路 外接话筒AC 电源双喇叭立体声输 出 规格:935 X355 X125mm 重量:5.0kgs 琴键:61 键 音域:C2 一 C7 输出功率:4W 额定电压:9V 一 12V 可录音,自动打击乐 电源 1 号电池 6 只(1.5V)或外接插座 3 3 硬件电路设计硬
9、件电路设计 3.13.1 数字音乐信号处理数字音乐信号处理 数字音乐信号的处理有 M1000 芯片来完成。 M1000 是美得理微电子为了迎合市场对低价位音源产品需要,定义的一款内含 16 位 MCU 和音色合成处理器(DMSP)的通用数码 MIDI 音源芯片。能同时产生 32 个复音数。 内建 GM 标准 128 个音色,47 个打击乐音色。具有功能全、成本低、音质好等特点。可 解决各类通用数码 MIDI 音源类应用(如电子乐器、MIDI 伴奏) M1000 内建 3KWords 的 SRAM 和 8MBits 的 MASK ROM。能够响应标准的 MIDI IN。具 有良好的音质。内部 8
10、MBits MASK ROM 可 2-1:61 键电子琴 - 5 - 根据用户产品需求重新定制进行 MASK。 M1000 音色优美而价格实在,极具性价比,远超出目前一般中低端解决方案的音质 效果。图 3-1 为 M1000 管脚分布图。 BR 05 M K05 BR 04 M K04 T3 T2 T1 T0 BR 03 M K03 BR 02 M K02 BR 01 M K01 BR 00 M K00 BG07 BG06 BG05 BG04 BG03 BG02 MK06 BR06 MK07 BR07 T4 T5 T6 MK08 BR08 MK09 BR09 MK10 BR10 MIDIIN
11、MIDIOUT /R ESE T M CLK BC LK SDOUT LR CLK AN2 AN0 BG01 BG00 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P08 P09 P10 P11 P12 P13 VCC BG02 1 BG03 2 BG04 3 BG05 4 BG06 5 BG07 6 GND 7 VC3 8 M K00 9 BR 00 10 M K01 11 BR 01 12 M K02 13 BR 02 14 M K03 15 BR 03 16 T0 17 T1 18 T2 19 T3 20 M K04 21 BR 04 22 M K05 23 BR 0
12、5 24 MK06 25 BR06 26 MK07 27 BR07 28 T4 29 T5 30 T6 31 T7 32 MK08 33 BR08 34 MK09 35 BR09 36 MK10 37 BR10 38 M-IN 39 M-OUT 40 /R ESE T 41 M CLK 42 BC LK 43 LR CLK 45 AN2 46 AN0 47 VC3 48 GND 49 P0.13 50 P0.12 51 P0.11 52 P0.10 53 P0.9 54 P0.8 55 P0.7 56 P0.6 57 P0.5 58 P0.4 59 P0.3 60 P0.2 61 P0.1 6
13、2 P0.0 63 BG00 64 BG01 65 SDOUT 44 IC1 M 1000 T7 3-1:M1000 管脚分布 - 6 - 3.23.2音频音频 DADA 转换电路设计转换电路设计 BC K 1 DAT A 2 LR CK 3 DGND 4 NC 5 VCC 6 VOUTL 7 VOUTR 8 AGND 9 VCOM 10 ZE ROA 11 TE ST 12 DEM P 13 M UT E 14 FM T 15 SC K 16 IC8 PC M1754 R38 100 R39 100 R40 100 R41100 BC LK SDOUT LR CLK C2 104 C1 47
14、UF C57 122 C64 10UF +5V AOUT 1 AIN- 2 AIN+ 3 V- 4 BIN+ 5 BIN- 6 BOUT 7 V+ 8 IC9 NJM4580 C56 10UF R4382K R46100K R42 82K R445.1K R455.1K R47100K C58 122 C62 4.7UF C60 121 C614.7UF C59 121 C63 10UF ROUT LOUT M CLK +5V 3-1:DA 转换电路 M1000 芯片出来的音乐数字信号,从 2 号管脚 DATA 进入 PCM1754,经过芯片内部 处理,将数字音频信号转换为左右双声道模拟信号从
15、 7 号管脚 VOUTL 和 8 号管脚 VOUTR 输出。转换为模拟信号后通过 NJM4580 运放进行信号放大,从 1 号管脚 AOUT 和 2 号管 脚 BOUT 输出,进入下一单元电路的音频功率放大器便可发出声音。 3.2.13.2.1 单元电路单元电路 DADA 转换转换 音频 DA 转换器 PCM1754 的主要功能是将数字音频信号转换成左右双声道模拟信号 输出,然后进行音频信号放大。 PCM1754 是 CMOS 立体声集成电路。它采用 TI 公司的增强型多级- 结构和噪声 整形技术,执着 1624 位的工业标准音频数据以及三线串行控制端口操作,最高采样 率可达 100kHz。
16、PCM 是用于将一个模拟信号(如话音)嫁接到一个 64kbps 的数字位流上,以便于 传输。PCM 将连续的模拟信号变换成离散的数字信号,在数字音响中普遍采用的是脉冲 编码研制方式,即所谓的 PCM(PULSE CODE MODULATION)。 - 7 - PCM 编码是 Pulse Code Modulation 的缩写,又叫脉冲编码调制,它是数字通信的 编码方式之一,其编码主要过程是将话音、图像等模拟信号每隔一定时间进行取样, 使其离散化,同时将抽样值按分层单位四舍五入取整量化,同时将抽样值按一组二进 制码来表示抽样脉冲的幅值。PCM 编码的最大的优点就是音质好,最大的缺点就是体积 大。
17、 PCM 方式是由取样,量化和编码三个基本环节完成的。音频信号经低通滤波器带限 滤波后,由取样,量化,编码三个环节完成 PCM 调制,实现 A/D 变化,形成的 PCM 数 字信号再经纠错编码和调制后,录制在记录媒介上。数字音响的记录媒介有激光唱片 和盒式磁带等。放音时,从记录媒介上取出的数字信号经解调,纠错等处理后,恢复 为 PCM 数字信号,由 D/A 变换器和低通滤波器还原成模拟音频信号。 高分辨率音频 DAC 大都采用多级幅度量化高阶 - 调制器结构。这样,在实 际应用中可以提高音频动态范围,减小对时钟抖动的敏感度,降低由此引发的失真; 内置过采样的数字滤波器具有 2 种可供选择的滚降
18、特性: 慢滚降和陡滚降。对于 PCM1748, 其内部是采用 8 级幅度量化和 4 级噪声整形技术。8 级调制器结构具有更 高的稳定性和抗抖动能力。过采样调制器和内插滤波器的采样率是 64 fs。图 3-2 是 PCM1754 的内部结构图。图 3-3 是 PCM1754 管脚分布图。 VCCAGND VOUTL VCOM VOUTR ZEROLZEROR VDDDGAD SCK BCK LRCK DATA 音频 串行 接口 控制 串行 接口 系 统 时 钟 8倍过采 样数据滤 波器和功 能控制 增强 型多 级S- ?调 制器 零 检 测 电 源 管 理 输出运放低 通滤波 输出运放低 通滤波
19、 DAC DAC 系统时钟 ML MC MD 图 3-2: PCM1754 结构图 - 8 - BC K 1 DAT A 2 LR CK 3 DGND 4 NC 5 VCC 6 VOUTL 7 VOUTR 8 AGND 9 VCOM 10 ZE ROA 11 TE ST 12 DEM P 13 M UT E 14 FM T 15 SC K 16 IC8PC M 1754 图 3-3:是 PCM1754 管脚分布 BCK: 音频数据位时钟; DATA: 音频数据输入; LRCK: 左右声道音频数据的锁存; 以上 3 个引脚都是数字逻辑, 耐压能力 5V。 ML: 模式控制锁存输入; MC: 模式
20、控制数据输入;SCK: 系统时钟输入; ZEROL、ZEROR: 左右声道零标志位; VDD、DGND: 数字电源; VCC、AGND: 模拟电源; VOUTL、VOUTR: 左右声道模拟输出; VCOM: 公共端。 3.2.23.2.2 单元电路音频运放单元电路音频运放 NJM4580 新一代的低成本高性能低噪声音频运放,大量被专业音响设备大公司采 用。 AOUT 1 AIN- 2 AIN+ 3 V- 4 BIN+ 5 BIN- 6 BOUT 7 V+ 8 IC9 NJM4580 NJM4580 是双路运算放大器,专门设计用于提升音频控制,最适用于音响应用。该 - 9 - 产品具有无噪声、更
21、高的增益带宽、高输出电流和低失真度,不仅非常适用于音响前 置放大器的音响电子部分和有源滤波器,还适用于工业测量工具。它也适用于更高输 出电流的耳机放大器等,它可应用于通用方便型运算放大器,以及应用于适当偏置低 电压源的低电压单电源型。 NJM4580M 特征: 工作电压 (2V 到18V) 低输入噪声电压 (一般为 0.8Vrms) 宽增益带宽积 (一般为 15MHz) 低失真度 (一般为 0.0005%) 转换速率 (一般为 5V/s) 3.33.3 功率放大电路功率放大电路 我们知道传统模拟放大器(音频)有甲类(A 类) 、乙类(B 类)和甲乙类(AB 类) 等。A 类放大器通常需要偏置电
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电子琴功放电路设计含PCB图 电子琴 功放 电路设计 PCB
链接地址:https://www.31doc.com/p-3290093.html