基于TDA2030的音頻功放設(shè)計(jì)

TDA2030音頻功放設(shè)計(jì)1整體設(shè)計(jì)思路音頻功率放大器主要由前置級(jí)、音調(diào)級(jí)、功率放大級(jí)3局部組成。前置級(jí)要求輸入阻抗高、輸出阻抗小、頻帶寬、噪聲小;音調(diào)級(jí)對(duì)輸入信號(hào)主要起到提升、衰減作用；功率放大級(jí)是音頻功率放大器的主要局部，它決定輸出功率的大小，要求輸出功率高，輸出功率大的特點(diǎn)。[5]將功率集成塊按一定方式組合，構(gòu)成音頻功率放大集成電路，其頻響寬、噪聲低、失真小。運(yùn)用已有的集成電路，可以大大簡(jiǎn)化了電路的制作過(guò)程。TDA2030是飛利浦公司生產(chǎn)的，實(shí)物圖如圖12.集成音頻功率放大器TDA2030TDA2030簡(jiǎn)介：TDA2030是一塊性能十分優(yōu)良的功率放大集成電路，其主要特點(diǎn)是上升速率高、瞬態(tài)互調(diào)失真小，在目前流行的數(shù)十種功率放大集成電路中，規(guī)定瞬態(tài)互調(diào)失真指標(biāo)的僅有包括TDA2030在內(nèi)的幾種。我們知道，瞬態(tài)互調(diào)失真是決定放大器品質(zhì)的重要因素，該集成功放的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)。TDA2030集成電路的另一特點(diǎn)是輸出功率大，而保護(hù)性能以較完善。根據(jù)掌握的資料，在各國(guó)生產(chǎn)的單片集成電路中，輸出功率最大的不過(guò)20W，而TDA2030的輸出功率卻能達(dá)18W，假設(shè)使用兩塊電路組成BTL電路，輸出功率可增至35W。另一方面，大功率集成塊由于所用電源電壓高、輸出電流大，在使用中稍有不慎往往致使損壞。然而在TDA2030集成電路中，設(shè)計(jì)了較為完善的保護(hù)電路，一旦輸出電流過(guò)大或管殼過(guò)熱，集成塊能自動(dòng)的減流或截止，使自己得到保護(hù)。TDA2030集成電路的第三個(gè)特點(diǎn)是外圍電路簡(jiǎn)單使用方便。在現(xiàn)有的各種功率集成電路中，它的管腳屬于最少的一類，總共才5端，外型如同塑料大功率管，這就給使用帶來(lái)不少方便。TDA2030在電源電壓±14V，負(fù)載電阻為4Ω時(shí)輸出14W功率〔失真度≤0．5％〕；在電源電壓±16V，負(fù)載電阻為4Ω時(shí)輸出18W功率〔失真度≤0．5％〕。該電路由于價(jià)廉質(zhì)優(yōu)，使用方便，并正在越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種款式收錄機(jī)和高保真立體聲設(shè)備中。該電路可供低頻課程設(shè)計(jì)選用。TDA2030是飛利浦公司生產(chǎn)的，實(shí)物圖如圖1圖1.TDA2030實(shí)物圖表TDA2030電氣參數(shù)表[6]參數(shù)名稱符號(hào)單位參數(shù)最小典型最大測(cè)試條件電源電壓VccV+、-6+-18靜態(tài)電流IccmA4060Vcc=+-18,RL=4Ω輸出功率PoW1214RL=4,THD=0.5%W89RL=8,THD=0.5%頻響B(tài)WHz10140kPo=12w,RL=4,輸入阻抗RiM0.55開環(huán)，f=1kHz諧波失真THD%0.20.5Po=0.1-12W,RL=4由表可知，TDA2030的輸出功率大于10W，頻率響應(yīng)為10～1400HZ，輸出電流峰值最大可達(dá)3.6A。其內(nèi)部電路包含輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)，且有短路保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)，可確保電路平安可靠。其典型應(yīng)用電路如圖2]所示圖2TDA2030典型應(yīng)用電路TDA2030具有負(fù)載泄放電壓反沖保護(hù)電路，如果電源電壓峰值電壓40V的話，那么在5腳與電源之間必須插入LC濾波器，以保證5腳上的脈沖串維持在規(guī)定的幅度內(nèi)。結(jié)合課程設(shè)計(jì)得要求，在上圖的根底上，我增加了電路的音量調(diào)節(jié)功能并增大了電路的信號(hào)放大倍數(shù)，設(shè)計(jì)原理圖如圖3.2.3圖3.2其中RP是音量調(diào)節(jié)電位器，C1是輸入耦合電容，R1是TDA2030同相輸人端偏置電阻。R2,R3決定了該電路交流負(fù)反應(yīng)的強(qiáng)弱及閉環(huán)增益。該電路閉環(huán)增益為(R2+R3)/R2=(0.68+22)/0.68=33.3倍，C2起隔直流作用，以使電路直流為100%負(fù)反應(yīng)。靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定性好。[4]C4,C5為電源高頻旁路電容，防止電路產(chǎn)生自激振蕩。R4、R5組成茹貝爾網(wǎng)路，用以在電路接有感性負(fù)載揚(yáng)聲器時(shí)，保證高頻穩(wěn)定性。VDI、VD2是保護(hù)二極管，防止輸出電壓峰值損壞集成塊TDA2030。3.分立器件的選擇雖然TDA2030所需的元件很少，但所選的元件必須是品質(zhì)有保障的元件。電阻：RP為碳膜電位器R1,R2,R3為碳膜電阻，額定功率為1/8WR4為碳膜電阻，額定功率為1/4W電容：C1,C2為電解電容器，耐壓為16VC3,C4,C5為瓷介電容。二極管：VD1,VD2為1N4001小功率整流二極管。揚(yáng)聲器：B為4Ω或8Ω15W全頻揚(yáng)聲器。考慮到大功率的揚(yáng)聲器難以買到，我選擇了一個(gè)3W的。4.主要元件列表表5.1高保真音頻功放電路元件清單名稱規(guī)格數(shù)量〔片〕電阻1Ω1/8W1*4680Ω1/8W1*422KΩ1/8W2*4電容C1,C2為電解電容器，耐壓為16V0.1uF