TDA2822耳放+音频灯原理图设计

本项目来自吉迷哥课程，本文为个人学习笔记：https://www.bilibili.com/video/BV1aN4y1b7Qg/

但课程内只涉及到了PCB设计，本文章将对原理图进行分析。

本项目共有3页原理图，对应电源、功放、音频灯模块。由总图可知，从电源模块输入5V的供电，给功放模块和音频模块共地供电。功放模块有某信号输出连着音频灯模块。

电源模块：

可看出，+ 5V 电压是Type-C母口提供的，用手机充电器就可以给其供电了。

原工程的 CC1 和 CC2 悬空，充电头可能无法输出电压。参考：https://www.toutiao.com/article/7543080788552581678/

知 CC1 和 CC2 应该接下拉电阻5.1kΩ。

C7（100uF电解电容），作用是滤除低频纹波（Ripple）和防电压跌落、降低负载突变的影响。当 Type-C 接口插入或拔出时，或者后端负载电流发生剧烈变化时，电源电压会产生低频的瞬态跌落或振荡。100uF 的大容量电容相当于一个“蓄水池”，通过充放电来平滑这些电压波动，维持 +5V 电压的稳定性。

C8（0.1uF瓷片电容），作用是滤除高频干扰和电磁噪声（EMI）。由于电解电容（C7）内部构造原因，其等效串联电感（ESL）较大，对高频信号的阻抗较高，无法滤除高频噪声。0.1uF 的瓷片电容具有极低的 ESL，能迅速旁路掉高频干扰波，防止其进入后端电路。

R5作用是限流。假设 VBUS 为标准的 5V 电压，LED 的正向压降（Vf）为 2V。(5V-2V)/1000Ω=3mA。

功放模块：

主要使用TDA2822。芯片里面是俩放大器，如官方数据手册展示的芯片内部结构图：

本模块和官方电路图相比较有以下不同：用反相放大电路、输出耦合电容值不同、电源退耦电容不同、多了音量控制、输入网络更复杂。

输入：

音频信号从3.5mm音频座J1输入，经过RL和RR（100Ω）阻抗匹配。RP1B / RP1A（10K 电位器）：左右声道音量调节，通过旋转电位器改变分压比，控制进入功放的信号幅度。R1/R2是输入端电阻。R6、R7（10k）限流+混合两路音频信号。C1和C2（100uF）为输入耦合电容，隔断外部音源的直流分量，只让交流音频信号通过进入功放的反相输入端（Pin 8 和 Pin 5）。

输出：

C3和C4（1000uF）为输出耦合电容，隔断功放输出端约 2.5V 的直流偏置，同时大容量保证低频音频信号（如 20Hz）无衰减地传递到喇叭。R3（4.7Ω）+ C5（0.1uF）：左声道 Zobel 网络；R4（4.7Ω）+ C6（0.1uF）：右声道 Zobel 网络。并联在输出端到地之间，补偿喇叭的感性负载，抑制高频自激振荡。C9（0.1uF）：电源去耦电容，紧贴 IC 电源引脚放置，滤除高频噪声，防止自激。

音频灯模块：

主要使用LM3915进行LED驱动。其内部结构图：

相对于官方应用图做出的改进：输入信号灵敏度可调、参考电压量程可调、显示模式可切换。以下介绍所有的改动：

1. 参考电压设置方式

官方用固定电阻设定一个确定的满量程电压。本电路用电位器替换了 R2，可以动态调节量程范围。这是一个实用改进，方便适配不同音量环境。

2. 输入信号处理

官方图假设信号源已经是干净的交流信号。本电路额外增加了耦合电容和灵敏度调节电位器，更适应实际音频信号（可能带有直流偏置），这也是合理的改进。

3. LED 限流方式（最大区别）

官方设计：LM3915 每个输出引脚内部有恒流源，不需要外部限流电阻。LED 电流由 R1 精确控制。I_LED=12.5V/R1 + V_REF/2.2kΩ

本电路：所有 LED 共用一个 R9（100Ω）限流。单灯时：I ≈(5V - 2V)/100Ω=30mA；十灯时：3mA。

4. 显示模式选择

本电路增加了跳线座，可以手动切换点状/条状显示模式，官方图没有这部分。

5. 电源退耦

官方推荐用 2.2uF 钽电容或 10uF 电解电容做退耦，兼顾低频和高频。本电路只用了 0.1uF 瓷片电容，高频退耦没问题，但缺少大容量储能。