音频功率放大电路的设计 实验报告

课程名称：电路与电子技术实验Ⅱ指导老师：成绩：__________________

实验名称：音频功率放大电路的设计类型：___________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）

三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤

五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）

七、讨论、心得

一、实验目的和要求

1.了解复杂电子电路的设计方法。

2了解集成功率放大器的基本特点。

3了解放大电路的频率特性及音调控制原理。

4.学习复杂电子电路的分模块调试方法。

5. 学习扩音机电路的特性参数的测试方法。

二、实验内容和原理

1. 整机电路设计

整机电路主要分为：前置电路、音调电路、功放电路、音量调节、退耦电路、电路负载、电源保护电路几部分。

其中主要部分为前置放大电路、音量调节电路、功率放大电路。

2.前置放大电路

前置放大级的主要功能是：进行功率放大，同时消除自激震荡。

为了减小噪声，前置级通常选用低噪声的运放。

由A1组成的前置放大级是一个同相比例放大器，具有较高的输入电阻。

前置放大级的放大倍数：

输入电阻Rif=R1，输出电阻Rof=0

3.音调控制级电路

音调控制级的主要功能是：分别对高音和低音的信号进行调节，来满足不同声音的要求。

音调控制级通过不同的负反馈网络和输入网络，使得放大器的Af随信号频率的不同而改变，从而达到音调控制的目的。

音调控制级由音调控制网络和运算放大器A2组成，为电压并联型负反馈电路。调节RP1和RP2可以改变放大器的Af，达到音调控制的效果。

（1）低音部分

在低频区，C6、R7支路可视为开路，反馈网络主要由上半部分电路起作用，R5的影响可忽略；低音时上半部分电路实质上是一个一阶有源低通滤波器。

①RP1活动端移至A点

转折频率为：

②RP1活动端移至B点时

转折频率为：

（2）高音部分

高音时，下半部分电路实质上是一个一阶有源高通滤波器。

①RP2活动端移至C点

转折频率为：

②RP2活动端移至D点

转折频率为：

4.功率放大级

功率放大级的主要功能：主要进行功率放大。

功率放大级要求：输出功率满足指标、效率高、非线性失

真小、输入与音调控制放大器、输出与音箱负载匹配。

通用的集成功率放大器有OTL和OCL两种电路结构形式。

OTL电路特点：可用单电源供电，但输出要通过大电容与负

载耦合，因此低频响应较差

OCL功放特点：输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但

需要用双电源供电。

本次实验采用TDA2030A集成功放连接成OCL电路输出形

式。

三、主要实验仪器

1. 印刷电路板及所需的电子元器件。

2. 数字多用表。

3. 双通道数字存储示波器。

4. 双通道函数信号发生器。

5. 可调式直流稳压稳流电源。

四、操作方法和实验步骤

1.实验准备与焊接

①设计音频功率放大电路的前置、音调和功率放大级电路。

②进行仿真分析，分析音频功率放大电路的各级与整机指标。如：通频带宽度，放大倍数等

③按照电路图以及布线原则进行布线，要求导线横平竖直，元件分布尽可能合理。

④分别焊接“前置放大电路”、“音调控制电路”及“集成功放电路”等三级运放组成的扩音机电路功能模块。

焊接注意：导线布线应尽量布置在正面，以便检查电路。

焊接时，要按照空间高低顺序，由低到高，依次进行。

布线时放置电解电容、二极管等有极性要求的元件，不可±颠倒。

7根输入输出的线应保留20cm左右，并做到用不同颜色以示区分。

⑤检查电路，对照电路原理图，仔细检查三级电路的元器件参数、连接线及焊点质量。并使用万用表的通断档逐步检查电路的完整性，避免漏焊、错焊、虚焊等现象。

2.前置放大级调试

①将耦合电容C1断开，确认输入端为电路输入端，输出端为运放的6脚。

②将输入端的两根线连接（即输入端接地）；将恒定电源开启，使其分别作为+15V，-15V的恒定电压源，并接入电路。此时电路处于静态工作点，用万用表依次测量前置放大电路的静态工作点。

③开启信号发生器，使其输出一个1kHz,10mV的正弦波，输入电路的输入端。

④开启示波器，示波器监视输入（CH2）与输出（CH1）波形，注意让输出波形作为CH1，这样auto以CH1为信源触发即可得到稳定的波形。

⑤记录波形相位，并计算电压增益。

3.音调控制级调试

①将耦合电容C1，大电路板的输出Vout断开，确认输入端为耦合电容右端，输出端为Vout。

②将输入端接地。

③将恒定电源开启，使其分别作为+15V，-15V的恒定电压源，并接入电路。此时电路处于静态工作点，用万用表依次测量前置放大电路的静态工作点。

④开启信号发生器，使其输出一个1kHz,1V的正弦波，输入电路的输入端。

⑤将音调控制电位器RP1，RP2置于中间位置。

⑥开启示波器，示波器监视输入（CH2）与输出（CH1）波形，注意让输出波形作为CH1，这样auto以CH1为信源触发即可得到稳定的波形。记录波形相位，并计算电压增益。

⑦将输入信号的频率改为100Hz，RP1分别置于A、B端，重复步骤⑥。

⑧将输入信号的频率改为10kHz，RP2分别置于C、D端，重复步骤⑥。

4.功率放大级调试

①确认输入端为大电路板的Vout，输出端为整个电路的输出端。将输入端接地。

②将恒定电源开启，使其分别作为+15V，-15V的恒定电压源，并接入电路。此时电路处于静态工作点，用万用表依次测量前置放大电路的静态工作点。

③开启信号发生器，使其输出一个1kHz,100mV的正弦波，输入电路的输入端。

④开启示波器，示波器监视输入（CH2）与输出（CH1）波形，注意让输出波形作为CH1，这样auto以CH1为信源触发即可得到稳定的波形。

⑤记录波形相位，并计算电压增益。

⑥调节输出电压幅度，观察示波器上输出电压的波形。当波形即将出现失真时，停止增大输出电压。

⑦记录此时的波形和最大电压。

5.整机调试

（1）整机增益

①将实验2、3、4断开的电容和导线重新焊好，使整机电路板完整。

②将音量控制电位器RP3调至最大，RP1和RP2置于中心位置。

③将恒定电源开启，使其分别作为+15V，-15V的恒定电压源，并接入电路。此时电路处于静态工作点。开启信号发生器，使其输出一个1kHz,10mV的正弦波，输入电路的输入端。

④开启示波器，示波器监视输入（CH2）与输出（CH1）波形，记录波形，计算电压增益。

（2）测量整机电路的频率响应

①保持输入信号Vi幅度不变，改变输入信号频率，当输出电压下降到中频（f=1kHz）时输出电压Vo的

0.707倍时，记录此时信号频率fL和fH。

②将RP1、RP2旋至中间位置，输入信号频率为1kH。