音頻功率放大電路課程設計報告

1、課 程 設 計 課程名稱模擬電子技術題目名稱音頻放大電路專業(yè)班級電子信息科學與技術學生姓名學 號51502022003指導教師二一六年六月十三日目錄一、設計的任務和要求21、主要要求：22、性能指標：2二、電路總體設計22.1：方案的確定及論證21、OTA互補對稱功率放大器22、用集成器件實現32.2： 整體電路41、主要元件：TDA203042、放大電路的基本設計52.3：各模塊功能與設計61、放大模塊：62、輸入模塊：7三、電路和程序調試過程與結果8四、總結111、本次作品優(yōu)缺點112、心得體會：11五、參考文獻12附錄一：12附錄二：13一、設計的任務和要求1、主要要求：設計并制作用晶體

2、管和集成運算放大器組成的音頻功率放大電路，負載為揚聲器，阻抗8。2、性能指標：頻帶寬50HZ20kHZ，輸出波形基本不失真；電路輸出功率大于8W；輸入靈敏度為100mV，輸入阻抗不低于47K。二、電路總體設計2.1：方案的確定及論證 1、OTA互補對稱功率放大器 OTL 電路通常由兩個對稱的異型管構成，因此又稱為互補對稱電路，圖 3-1 為單電源 OTL 互補對稱功率 放大電路。電路中 T1 是推動級（電壓放大，也叫激勵級），其中Rb1、Rb2是 T1 的基極偏置電阻，Re為 T1發(fā)射極電阻，Rb為 T1集電極負載電阻，它們共同構成 T1 的穩(wěn)定靜態(tài)工作點；T2、T3 組成互補對稱功率放大電路

3、的輸出級，且 T2、T3工作在乙類狀態(tài)；C2 為輸出耦合電容。功率放大器采用射極輸出器，提高了輸入電阻 和帶負載的能力。性能分析：乙類互補推挽功放(OTL)的輸出功率的計算公式如下：輸出功率：Po=UoIo=Uo2/RL輸出最大功率：Pom=UoIo=Uo2/RL =Uom2/2RL=VCC2/8RL顯然Pom與電源電壓及負載有關當輸入功率為8w，阻抗8w時，有Pom=VCC2/8R VCC =8*8*822.6v 則電路所需的電源為22.6v。2、用集成器件實現 Tda2030簡介：TDA2030是德律風根生產的音頻功放電路，采用V型5 腳單列直插式塑料封裝結構。該集成電路廣泛應用于汽車立體

4、聲收錄音機、中功率音響設備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點。并具有內部保護電路。電路特點：1.外接元件非常少。（基本應用電路圖3-2） 2.輸出功率大，Po=18W(RL=4)。 3.采用超小型封裝（TO-220）,可提高組裝密度。 4.開機沖擊極小。 5.內含各種保護電路，因此工作安全可靠。主要保護電路有：短路保護、熱保護、地線偶然開路、電源極性反接（Vsmax=12V）以及負載泄放電壓反沖等。 6.TDA2030A能在最低±6V最高±22V的電壓下工作在±19V、8阻抗時能夠輸出16W的有效功率，THD0.1%。用它來做電腦有源音箱的功率放大部分或小型功

5、放再合適不過了。 圖3-2使用單電源供電的tda2030基本應用電路 通過比較，使用分立元件需要的元件較多，且必須考慮三級管的各種性能上的差異，和保護電路，并且該電路所需要的電源要求較高，功耗也比較大，輸出效率比較低。使用集成電路，外圍電路簡單，容易實現各項功能。運用集成芯片TDA2030完成音頻功率放大電路的設計，能夠更好地達到設計任務和要求。2.2： 整體電路1、主要元件：TDA2030 TDA2030A的外形和引腳圖如圖3.1所示。1-同相輸入端，2-反相輸入端，3-負電源端，4-輸出端，5-正電源端。=TDA2030A音頻集成功放主要參數如表3.1所示：表3.1電源電壓輸出峰值電流3.

6、5 A輸入電阻>0.5 M電壓增益30 d頻響帶寬(BW)0-140 kHz2、放大電路的基本設計整體電路設計：使用TDA2030加少量外圍元件，輸入端使共集放大電路增加輸入阻抗。2.3：各模塊功能與設計1、放大模塊：根據TDA2030的經典應用電路，在multisim中的電路如圖3.3.1所示。a）電路工作原理：該電路使用15v的單電源供電，TDA2030作為功率放大器，電阻R5和R4構成電壓串聯負反饋電路，其電壓放大倍數Auf1+R5/R4=32.9。b）為了tda能夠正常工作，1腳和2腳的電壓必須相同。其中R2和R3起分壓作用，使1腳的工作電壓1/2Vcc。22uf電容的電容是是V

7、CC2電壓的濾波電容，為防止1腳電壓產生大波動。輸出端接的1歐電阻和0.1uf電容式防止電路產生自激振蕩。c）2個二級管為保護TDA2030作用，防止電源反接時流過電流運放過大。R7為滑動變阻器，改變輸入端的電組，可以改變輸入信號的大小。d）當電壓Vcc=15v時，電路的輸出功率可以達到8w以上。圖3.31Uo2、輸入模塊： 基本共集放大電路：共集放大電路又叫射極跟隨器，放大電路的放大倍數接近1，該放大電路的輸出跟輸入信號相同，即輸出信號隨輸入信號的變化發(fā)生相同的變化，具有“跟隨”的作用。它具有輸入電阻大（索取信號能量的能力大），輸出電阻?。ńo予負載信號能量的能力大）的特點，可以做多級放大器的

8、輸入級；圖3.3.2電路如圖3.3.2所示示，其中三級管使用9013 H144。放大倍數為220倍 9013是一種最常用的普通三極管。它是一種低電壓,大電流,小信號的NPN型硅三極管 特性：集電極電流Ic：Max 500mA 集電極-基極電壓Vcbo：40V 工作溫度：-55 to +150 功率(W):0.625理論計算： 由圖可計算得，共集放大電路的放大倍數約等于1。RL負載電阻約為20k 其中輸入阻抗的計算，由共集放大電路的輸入阻抗公式可得：Ri=(rbe+（1+）Re/RL)/R2由于9013的rbe約為1k，Re為3K，R2為220k 輸入電阻作近似計算Ri=（220*3）/2201

9、59.9k故此電路的輸入阻抗近似為159.9k三、電路和程序調試過程與結果根據要求，仿真軟件選用multisim，在軟件中連接電路如圖4.1所示：四、總結1、本次作品優(yōu)缺點優(yōu)點：元件和電路簡單，電路原理易懂。應用單電源15v即可使輸出功率8w。輸入阻抗大于47k，輸入靈敏度為147mv，頻帶寬50HZ20kHZ，輸出波形基本不失真。缺點：使用手工焊接，沒有使用pcb版制作。Tda2030發(fā)熱比較嚴重，不能長時間工作，需要解決散熱問題?？梢约傺b散熱片散熱。單電源的供電的效率比較低，并且功率不高，如果改用雙電源供電，功率可以比較大的提高。使用2個tda2030可以制作立體聲的音頻放大器。2、心得體

10、會： 通過此次的課程設計，掌握的音頻功率放大器的基本設計方法和一些常用器件的使用方法。對于模電的課程和一些內容有了更加深刻的認識，電子設計和需要扎實的理論基本功，同時也需要有一定的動手能力。理論加上實踐，才能做等更好。 從選擇題目到開始著手去做，才發(fā)現自己的在模電的知識以及忘得差不多了。先是在模電中選了OTA電路，幾次的仿真以及理論的推敲，發(fā)現如果僅僅只是應用分立元件，既要考慮三級管的合適的靜態(tài)工作點，避免輸出波形失真，又要考慮到輸出功率以及放大倍數等問題，很難達到要求。而后又在網上發(fā)現了TDA2030的集成運放，便想用集成運放來實現。在網上找了些資料，便開始制作。由于模電的知識不牢固，前期的分析還是比較的困難的。于是重新復習了模電，包括基本放大電路的知識，多級放大器，放大電路的反饋和功率放大器等章節(jié)的知識。之后結合書上的例子分析電路，也比較好理解。每次解決一個問題，收獲的除了了知識，還有一份快樂，將理論用于實際，將所學的知識轉化為一個實在的東西，總是讓人興奮與快樂。五、參考文獻1、楊素行，模擬電子技術基礎2、康華光，電子技術基礎模擬部分3、趙淑范 王憲偉，電子技術實驗