音频功率放大电路课程设计报告

课程设计

课程名称模拟电子技术

题目名称音频放大电路

专业班级电子信息科学与技术学生

学号51502022003

指导教师

二○一六年六月十三日

目录

一、设计的任务和要求 (3)

1、主要要求： (3)

2、性能指标： (3)

二、电路总体设计 (3)

2.1：方案的确定及论证 (3)

1、OTA互补对称功率放大器 (3)

2、用集成器件实现 (4)

2.2：整体电路 (5)

1、主要元件：TDA2030 (5)

2、放大电路的基本设计 (6)

2.3：各模块功能与设计 (6)

1、放大模块： (6)

2、输入模块： (7)

三、电路和程序调试过程与结果 (9)

四、总结 (9)

1、本次作品优缺点 (9)

2、心得体会： (10)

五、参考文献 (10)

附录一： (11)

附录二： (11)

一、设计的任务和要求

1、主要要求：

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。

2、性能指标：

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。

二、电路总体设计

2.1：方案的确定及论证

1、OTA互补对称功率放大器

OTL 电路通常由两个对称的异型管构成，因此又称为互补对称电路，图 3-1 为单电源 OTL 互补对称功率放大电路。电路中 T1 是推动级（电压放大，也叫激励级），其中Rb1、Rb2是 T1 的基极偏置电阻，Re为 T1发射极电阻，Rb为T1集电极负载电阻，它们共同构成 T1 的稳定静态工作点；T2、T3 组成互补对称功率放大电路的输出级，且 T2、T3工作在乙类状态；C2 为输出耦合电容。功率放大器采用射极输出器，提高了输入电阻和带负载的能力。

性能分析：

乙类互补推挽功放(OTL)的输出功率的计算公式如下：

输出功率：P

o =U

o

I

o

=U

o

2/R

L

输出最大功率：P

om =U

o

I

o

=U

o

2/R

L

=U

om

2/2R

L

=V

CC

2/8R

L

显然P

om

与电源电压及负载有关

当输入功率为8w，阻抗8w时，有Pom=V

CC

2/8R

V

CC

=8*8*8≈22.6v 则电路所需的电源为22.6v。

2、用集成器件实现

Tda2030简介：TDA2030是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有部保护电路。

电路特点：

[1].外接元件非常少。（基本应用电路图3-2）

[2].输出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。

[3].采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度。

[4].开机冲击极小。

[5].含各种保护电路，因此工作安全可靠。主要保护电路有：短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。[6].TDA2030A能在最低±6V最高±22V的电压下工作在±19V、8Ω阻抗时能够输出16W的有效功率，THD≤0.1%。用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或小

型功放再合适不过了。

图3-2使用单电源供电的tda2030基本应用电路

通过比较，使用分立元件需要的元件较多，且必须考虑三级管的各种性能上的差异，和保护电路，并且该电路所需要的电源要求较高，功耗也比较大，输出效率比较低。使用集成电路，外围电路简单，容易实现各项功能。运用集成芯片TDA2030完成音频功率放大电路的设计，能够更好地达到设计任务和要求。

2.2： 整体电路 1、主要元件：TDA2030

TDA2030A 的外形和引脚图如图3.1所示。1-同相输入端，2-反相输入端，3-负电源端，4-输出端，5-正电源端。

=

TDA2030A 音频集成功放主要参数如表3.1所示：

表3.1

电源电压CC V 3~18V ±± 输出峰值电流

3.5 A

输入电阻>0.5 MΩ

电压增益30 d

频响带宽(BW) 0-140 kHz

2、放大电路的基本设计

整体电路设计：使用TDA2030加少量外围元件，输入端使共集放大电路增加输入阻抗。

2.3：各模块功能与设计

1、放大模块：

根据TDA2030的经典应用电路，在multisim中的电路如图3.3.1所示。

a）电路工作原理：该电路使用15v的单电源供电，TDA2030作为功率放大器，电阻R5和R4构成电压串联负反馈电路，其电压放大倍数A uf≈

1+R5/R4=32.9。

b）为了tda能够正常工作，1脚和2脚的电压必须相同。其中R2和R3起分压作用，使1脚的工作电压1/2Vcc。22uf电容的电容是是VCC／2电压的滤波电容，为防止1脚电压产生大波动。输出端接的1欧电阻和0.1uf电容式防止电路产生自激振荡。

c）2个二级管为保护TDA2030作用，防止电源反接时流过电流运放过大。

R7为滑动变阻器，改变输入端的电组，可以改变输入信号的大小。

d）当电压Vcc=15v时，电路的输出功率可以达到8w以上。

Uo

图3.31

2、输入模块：

基本共集放大电路：共集放大电路又叫射极跟随器，放大电路的放大倍数接近1，该放大电路的输出跟输入信号相同，即输出信号随输入信号的变化发生相