文档介绍：西安科技大学
《模拟电子技术》课程设计
题目音频功率放大器
目录
1 课程设计的目的 1
2 课程设计的任务与要求 1
设计任务 1
设计要求 1
3 设计方案与论证 2
方案选择与论证 2
4 设计原理与元器件功能说明 4
设计原理 4
元器件功能说明 5
5 单元电路设计 8
音频放大电路 8
音调控制电路 9
6 硬件的制作与成品调试 10
电烙铁的使用 10
功放成品的调试 11
7 总结 12
参考文献 14
附录一:总体电路原理图 15
附录二:元器件清单 16
附录三:实物图 17
1 课程设计的目的
通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题,巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能,掌握常用模拟电路的一般设计方法,提高设计能力和实践动手能力,为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。学习目的:
1、学习音频功率放大器的设计方法;
2、研究音频功率放大器的设计方案;
3、掌握TDA2030A的放大原理;
4、电路中音频信号的放大处理原理;
5、熟悉电烙铁的使用方法。
2 课程设计的任务与要求
设计任务
设计一个应用TDA2030A实现音频功率放大的小音箱。
设计要求
设计所需满足的条件:
1、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz;
2、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%;
3、输入阻抗Ri≥100kΩ;
4、具有音调控制功能:低音100Hz处有±12dB的调节范围,高音10kHz处有±12dB的调节范围。
3 设计方案与论证
方案选择与论证
音频功率放大器的关键部分是音频功率放大电路,由TDA2030A实现,由TDA2030A在电路中的接法不同,现列出两种不同方案。具体方案如下:
方案一:用TDA2030A构成OTL功放电路。OTL功放采用单电源,有输出耦合电容,其原理图如图3-1所示。
图3-1 OTL功放电路图
如图3-1所示电路中,是以集成电路TDA2030A为中心组成的功率放大器,具有失真小、外围原件少、装配简单、功率大、保真度高的特点。电路中D1、D2为保护二极管,C5为滤波电容,C6为高频退耦电容;RP为音量调节电位器;IC即TDA2030A是功放集成电路;R1、R2、R3、C2为功放IC输入端的偏置电路,R4、R5、C3构成负反馈回路,改变R4大小可以改变反馈系数。C1为输入耦合电容,C4为输出耦合电容;在电路接有感性负载扬声器时,R6、C7可确保高频稳定性。
方案二:用TDA2030A构成OCL功放电路。OCL功放形式采用双电源,无输出耦合电容,其原理图如图3-2所示。
图3-2 OCL功放电路图
如图3-2所示电路中,由于无输出耦合电容,该电路低频响应得到改善,属于高保真电路。双电源采用一次侧绕组成中间点接地、上下电压对称相等的变压器,经过整流滤波后构成18V双电源,输出功率为20W。两只二极管起保护作用。
方案三:用TDA2030A构成BTL音频功率放大电路。其原理图如图3-3所示。
图3-3 BTL功放电路图
如图所示,BTL功放是由两个相同的功放组成,输入信号互为反相。实际采用放大器的同向输入与反响输入,以保证输入信号互为反相,同时还应使两输入信号互为反相,同时还应使两输入信号的幅度相同,这样可以满足BTL的基本要求。电路中R4与R5对信号分压后衰减的倍数与A1的放大倍数正好相同,衰减后的信号通过R7加在A2的反相输入端。事实上是由两个运放完成了一路信号放大,,即原输入功率为20W的运放,现在输出功率约为50W。但由于BTL的电路特点,选择集成电路时尽可能用参数一致的两个运算放电路,调整输入信号幅度,可通过输入正弦波用示波器观察两输入信号的幅度,这使调整R7使两输入信号的幅度相同,以保证在提高功率的同时尽可能减小非线性失真。较为复杂。
通过对三种方案的比较我们可以看出,第一种方案无疑是比较好的方案,我们可以从以下几个方面作为依据选择第一种方案。
按照第一种方案我们可以达到课程设计所要达到的要求,结果比较准确,受外界干扰较小, 而且第一种方案的实现非常的简单,电路容易理解,实验容易进行,能够尽少的减小实验的成本,而且这种方案的主要器件有自我保护的措施,能够更好的保护实验器件,减少不必要的损失。
4 设计原理与元器件功能说明
设计原理
本电路主要由前置放大、音调控制、功率放大等部分组成,原理框图如图4-1所示。电路原理如图4-2所示。
图4-1 原理方框图
图4-2 电路原理图