音频功率放大器设计TDA2030模电课设要点

学号：

课程设计

题目高保真音频功率放大器设计

学院

专业

班级

姓名

指导教师

年月日

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：

指导教师：工作单位：

题目: 高保真音频功率放大器设计

初始条件：

可选元件：集成功放LA4100或LA4102；集成功放4430；集成功放TD2030；集成功放TDA2004、2009；

集成功放TA7240AP（集成功放的选择应满足技术指标）。电容、电阻、电位器若干；或自

备元器件。直流电源±12V，或自备电源。

可用仪器：示波器，万用表，毫伏表

要求完成的主要任务:

（1）设计任务

根据技术指标和已知条件，选择合适的功放电路，如：OCL、OTL或BTL电路。完成对高保真音频功率放大器的设计、装配与调试。

（2）设计要求

①输出功率10W/8Ω；

频率响应20~20KHz；

效率>60﹪；

失真小。

②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理

图，阐述基本原理。（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）

③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。

时间安排：

1、年月日集中，作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。

2、年月日，查阅相关资料，学习电路的工作原理。

2、年月日至年月日，方案选择和电路设计。

2、年月日至年月日，电路调试和设计说明书撰写。

3、年月日上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。

指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

摘要

本文设计的高保真音频功率放大器，带八欧负载，输出功率可达10W，整体电路分为四级：电源、前置放大电路、音调调节电路、功率放大电路；正负电源用7815和7915设计，前置放大和音调调节电路用NE5532设计，功率放大电路用TDA2030设计，制作和调试后，各项指标已实现。

关键字：音频功率放大器，音调调节，TDA2030，NE5532。

目录

1设计内容及技术参数指标 (4)

1.1设计内容 (4)

1.2设计要求和技术参数 (4)

2方案论证及电路框图 (4)

2.1方案论证 (4)

2.2电路框图 (4)

3单元模块设计与参数计算 (5)

3.1电源模块 (5)

3.2前置放大电路 (6)

3.2.1设计的必要性 (6)

3.2.2芯片选择 (6)

3.3音调调节电路 (7)

3.3.1功能 (7)

3.3.2电路 (7)

3.3.3原理说明 (7)

3.4功率放大电路 (8)

3.4.1方案选择 (8)

3.4.2原理说明 (9)

4 PCB电路板制作和焊接 (9)

4.1原理图设计 (9)

4.2 PCB设计 (9)

4.3 PCB板制作 (9)

4.4焊接 (9)

5安装与调试 (10)

5.1分级测试 (10)

5.1.1前置放大级 (10)

5.1.2音调调节级 (10)

5.1.3功率放大级 (10)

5.2联调 (10)

5.2.1通频带测试 (10)

5.2.2计算 (11)

6总结 (12)

附录1完整电路图 (13)

附录2元件清单 (13)

1设计内容及技术参数指标

1.1设计内容

本次课程设计内容为设计一个高保真音频功率放大器。根据技术指标和已知条件，选择合适的功放电路，如：OCL、OTL或BTL电路。完成对高保真音频功率放大器的设计、装配与调试。

1.2设计要求和技术参数

①输出功率10W/8Ω；

②频率响应20~20KHz；

③效率>60﹪；

④失真小。

2方案论证及电路框图

2.1方案论证

对高保真音频功率放大器可选以下方案:

方案一：无输出耦合电容的分立元件低功放

分立元件低功放可分输入级,偏置中间级和功率输出级三部分组成。为保证低频响应电路中采用直接耦合。采用基极分压式射极偏置电路，这对提高线性，降低波形失真起到很大的作用。末级输出电路工作在甲乙类状态，这既保证了线性不失真放大，又可使效率达到指标。

方案二：直接耦合集成功放电路

利用集成运放搭建输入级，中间级和输出级。优点是采用集成功放，电路总体噪声小，可操作性好。

方案选择：

对于这两种方案均可达到实验目的要求,但对于实际操作性和简易复杂度,以及成本高低，信号失真度选择方案二更优越一些。

2.2电路框图

本设计采用四级电路完成设计目标，分别为电源，前置放大电路，音调调节电路，功

率放大电路，总体模块如图2.2所示。

图2.2 总体方案设计

3单元模块设计与参数计算

3.1电源模块

根据输出功率，决定采用正负15V电源供电，这里采用常用线性稳压芯片7815和7915【1】设计，输出稳定，文波小。电路图如图3.1所示。

图3.1 电源电路图

本课程设计重点在于功率放大的实现，因此电源部分不做详细分析。

3.2前置放大电路

3.2.1设计的必要性

输入音频信号的幅值约为5mV ，输出功率要求10W ，输出幅值约为10V ，放大倍数约为2000，而功率放大电路主要提高带负载能力，其放大倍数有限，因此必须设计前置放大电路。

3.2.2芯片选择

作为音频前置放大，主要完成对一定频率范围内信号的放大，要求芯片的增益带宽积

【2】要大，信号失真度小，噪声小，本身功耗低，经选择查找本设计采用NE5532实现前置放大，NE5532主要参数如下：

供电电压 VCC ±3～±20V

增益带宽积 10Hz

噪声Vn Hz nV 5

以上参数满足要求。设计电路如图3.2.2所示

图3.2.2 前置放大电路 NE5532构成反相比例放大器，放大倍数为：

i

p v -A R R 放大倍数1～50可调。