双通道音频功率放大器

双通道音频功率放大器

2.4 双通道音频功率放大器

2.4.1实训目的和实训器材

1．制作一个基于TDA1514A的双通道50W音频功率放大器。

2．实训器材

（1）常用电子装配工具。

（2）万用表。

（3）示波器。

（4）TDA1514A双通道50W音频功率放大器电路元器件，见表2.4.1所示。

表2.4.1 TDA1514A双通道50W音频功率放大器电路元器件

2.4.2 TDA1514A的主要特性

TDA1514A是Philips Semiconductors生产的50W高性能高保真功率放大器，电源电压范围（引脚6到引脚4之间）VP为±10～±30V；全部静态电流（VP＝±27.5V）I tot为56mA；输出功率P o：在THD＝-60dB、VP＝± 27.5 V、R L＝8Ω时为40W；在VP＝±23V、R L＝4Ω时为48W；闭环电压增益G c为30dB；输入电阻为R i 为20Ω；在P o＝50mW时，（信号＋噪声）/噪声比（S+N）/N为83dB；在f＝100 Hz时，电源电压纹波抑制SVRR为64dB；采用SOT131-2封装，封装外形与尺寸如图2.4.1所示。

图2.4.1 TDA1514A封装外形与尺寸

2.4.3双通道音频功率放大器电路结构

采用TDA1514A构成的高保真功率放大器电路如图2.4.2所示，音频信号从引脚端1输入，输出端5连接一个8Ω扬声器，电源电压由全桥整流器整流滤波后提供。采用两个相同的电路结构可以构成一个双通道的高保真的音频功率放大器。

图2.4.2 TDA1514A高保真功率放大器电路电原理图

2.4.4双通道音频功率放大器制作步骤

1．印制电路板制作

按印制电路板设计要求，设计TDA1514A高保真功率放大器电路的印制电路板图，一个参考设计[23]如图2.4.3所示，选用两块6cm×7cm单面环氧敷铜板。印制电路板制作过程请参考“全国大学生电子设计竞赛技能训练”一书。

图2.4.3 TDA1514A功率放大器电路的元器件布局和印制电路板图

2．元件焊接

按图2.4.3所示，将元器件逐个焊接在印制电路板上，元件引脚要尽量的短。TDA1514A集成电路最后焊接，平贴焊接在印制电路板上。元件焊接方法与要求请参考“全

国大学生电子设计竞赛技能训练”一书有关章节。注意：元器件布局图所有元器件均未采用下标形式。

3．印制电路板与散热板的安装

选择一块5mm厚的平整铝板（铜板更好）作为散热板，尺寸不小于12cm×24cm。左、右声道线路板、滤波电容、全桥整流器等安装在铝板上的参考示意位置如图2.4.4所示。在铝板上钻孔，孔径4mm，用于安装电路板、电源滤波电容等。开孔位置尺寸根据印制板固定孔、电源变压器等位置决定。注意：印制电路板、全桥整流器、电解电容器等有关元件与散热板的绝缘问题。滤波电容连接到印制电路板的正、负电源引线采用单股导线，便于弯折定型。有些连线需穿过铝板从背后引出。全桥采用方型带中心固定孔的方式。滤波电容量采用夹子固定。将功率放大器IC安装到散热板上如图2.4.5所示，功率放大器IC与铝板间应加一层薄云母片绝缘，云母片两面涂上导热硅脂。最后将整块铝板接地。

图2.4.4 印制电路板与其他元器件的安装位置示意图

图2.4.5 功率放大器IC安装到散热板上的示意图

4．整机装配

整机装配接线图如图2.4.6所示。装配时应注意：

（1）功率放大器输出采用大型接线柱，并且地线接自滤波电容的接地端，而不是接自线路板地端。

（2）机内信号线选用专用信号线，最好不要使用市面出售的很细的屏蔽线，也可选用稍细的75Ω同轴电缆线。

（3）若机壳为金属壳，要在变压器与底板之间加上绝缘板后再固定。

（4）输入信号的莲花插座负极应与外壳绝缘，电位器外壳应接地。

（5）大地地线一定要连接，如果电源有地线，可采用带接地端的三芯插座，插座里的地线应与机壳上的接地端连接。电源没有地线时，需要自制简易地线。具体方法是：取3mm 厚铝板，尺寸大小是50mm×200mm。一端用铜螺丝固定（焊接）一根粗铜线作为地线，选择屋外阴暗潮湿地方，将此铝板埋入地下，越深越好，并保持此处地面潮湿为好。

接“地”（指大地）是必须的，它可以消除讨厌的电源干扰声，保证干净清晰的音质，还可以消除静电带来的危险。当将几台机器联机使用时，接大地的“地”只能接在功放机上，不可每台机器均接大地，否则会形成地线环线，产生噪声干扰。

图2.4.6 整机装配示意图

5．参数测量

音频功率放大器参数测量请参考“全国大学生电子设计竞赛技能训练”一书相关章节。

6．安装、调试过程中应注意的问题

TDA1514A是飞利浦公司专为数字音频系统而设计的功放集成电路，具有频响宽、失真小、动态范围和输出功率大等优点，但使用不当，也很容易造成损坏。因此，这种功放集成电路在安装、调试过程中，必须把握好以下几点：

（1）TDA1514A功放电路使用的电源电压不能超过±27.5V，选取±23V～±25V为宜。

如果使用到功放电路的极限电压±30V，随着市电电网的波动，会损坏TDA1514A。

（2）调整功放输出点0V电压，必须采用直流伺服电路，如图2.4.7所示。伺服电路能较好地解决功放输出端直流电位的漂移。伺服电路供电可在±25V电压上取，也可以通过变压器另绕一组双15V经整流三端稳压后供伺服电路使用。如果使用有源伺服电源供电效果更好。伺服电路使用的运放集成电路，可采用NE5532N。不要采用NE5532P，因为P型易自激，给中点调零电位带来困难，搞不好会损坏功放电路。也可以采用使用LF358、LM368、C4558等运放集成电路。若用C4558，价格比NE5532低一半，效果相当不错，经测试，功放集成电路的中点失调电压，其中一个声道为0.5mV；另一声道为2.5mV。

（3）功放集成电路输出电流达6～8A，输出功率达50W。如果安装两路输出，电源变压器功率应大于200W，初级线径使用Φ0.6mm漆包线绕制；次级线径选用Φ1.3mm漆包线，采用双线并绕，以满足功放低音力度的要求。功放整流电流应选用不小于10A的桥堆或二极管，以利于功放大电流工作。电源退耦滤波电容选用不小于10000μF/50V的大电容，容量不足时，可用多只并联使用。功放散热器面积要有保证，为减少功放集成电路与散热器之间的热阻，应在接触面涂上硅脂，散热器以工作4小时不感到烫手为宜。

（4）电源退耦滤波电容应尽量靠近功放集成电路，如果引线较长时，应在功放线路板（正负电源与地端）上直接焊上两只470μF/35V～1000μF/35V的电容，以减少功放输出的交流声和线路自激。

（5）功放整流输入两端和扬声器输出端应加装保险丝，有条件的可安装扬声器保护电路。

图2.4.7 TDA1514A功率放大器采用直流伺服电路的电原理图