模电课程设计报告-音频放大器

模电课程设计报告
1)设计题目：音频功率放大电路
2)设计任务：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8Ω。

设计要求：频带宽50H
Z ～20kH
Z
，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W；
输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47KΩ。

3)原理电路和程序设计：
（1）方案比较：
①利用运放芯片 LM317和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源分别接+30v和-30v并且电源功率至少要50w，输出功率30w。

②利用运放芯片TDA2030和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源只需接+15v，另一端接地，输出功率大于8w。

通过比较，方案①的输出功率有30w，但其输入要求比较苛刻，添加了实验难度。

而方案②的要求不高，并能满足设计要求，所以选取方案②来进行设计。

（2）整体电路框图
（3）单元电路设计及元器件选择：
（4）系统的电路总图
4)理论计算：
①放大倍数分析
由于电路引入电压串联负反馈（图中R6，R7，C4组成反馈网络），所以其阻态为电压串联负反馈，由电压串联负反馈放大倍数公式（Aus=1+R7/R6）可知，其放大倍数约为11.303。

②频率响应分析
中频电压放大倍数：11.303.
③反馈对输入输出电阻的影响
由于电路引入电压串联负反馈，故其输入电阻增大，输出电阻减小，增大驱动负载的能力。

输出电阻：Rof=Ro/（1+AF)，输入电阻：Rif=（1+AF）Ri。

4)电路调试过程与结果：
①测量输出电压放大倍数
测试条件：直流电源电压15v，输入信号10mv，输入频率0.1KHz。

数据分析：
理论计算中频放大倍数为11.303，由于输入信号频率为0.1KHz，在中频放大范
围内，所以测试结果与理论计算值误差很小。

仿真截图：
②测量允许的最大输入信号（0.1KHz ）和最大不失真功率
测试条件：直流电源电压15v 。

当输入信号越来越大时，该放大电路开始出现失真，经过测试，其允许的最大不失真输入信号为Ui=790mv。

仿真截图：
③测量上、下限截止频率f H 和f L 。

测试条件：直流电压源15v 。

本芯片专用于声音信号的放大，故选择人所能听到的声音频率进行测试，先选择20Hz，再选择20000Hz进行测试，发现20~20000Hz的频率的信号在正常放大的范围内，20Hz时的输出信号超前输入14.4度，20000Hz时输出信号落后14.4度。

④误差分析
从波形图中可看出放大倍数不是刚好20倍，而是与理论值有一定的差异。

这是由于元件的实际数据大小与理论的大小的差异;同时，音频集成放大芯片发热量比较大，比较容易受周围环境温度的影响，从而也导致了一定的误差。

⑤主要测试点的波形图
在下图中，波形小的为输入波形Ui，输入端为B端；大的为输出波形Uo，输入端为A端。

五，实物制作
我们用洞洞板和元器件搭建了一个放大电路，附照片，目前实物正在测试中。