音頻功率放大器課程設計

1、<p><b>　　課程設計論文</b></p><p>　　課程名稱 模擬電子技術 . </p><p>　　論文題目 音頻功率放大器設計. </p><p>　　系 別 電子信息工程系 . </p><p>　　專 業(yè) 電子信息工程

2、 . </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　系統(tǒng)原理分析與設計任務…………………3</p><p>　　功率放大器的基本原理………………………………3</p><p>　　設計任務………………………………………………3</p><p>　　設計方案分析………………

3、………………4</p><p>　　2.1 TDA2030簡介…………………………………………5</p><p>　　2.2 主要單元電路…………………………………………6</p><p>　　2.3 所需元器件……………………………………………6</p><p>　　制作、調試過程與測量數(shù)據(jù)分析……………7</p>&l

4、t;p>　　3.1制作、調試過程與測量數(shù)據(jù)分析………………………8</p><p>　　3.2 作品展示………………………………………………9</p><p>　　3.3小結……………………………………………………10</p><p>　　3.4參考文獻………………………………………………10</p><p>　　第一章 系統(tǒng)原理分析

5、與設計任務</p><p>　　1.1 功率放大器的基本原理</p><p>　　利用三極管的電流控制作用或場效應管的電壓控制作用將電源的功率轉換為按照輸入信號變化的電流。因為聲音是不同振幅和不同頻率的 波，即交流信號電流，三極管的集電極電流永遠是基極電流的β倍，β是三極管的交流放大倍數(shù)，應用這一點，若將小信號注入基極，則集電極流過的電流會等于基 極電流的β倍，然后將這個信號用隔直電容

6、隔離出來，就得到了電流(或電壓)是原先的β倍的大信號，這現(xiàn)象成為三極管的放大作用。經(jīng)過不斷的電流及電壓放 大，就完成了功率放大?！　」β史糯笃?，簡稱“功放”。很多情況下主機的額定輸出功率不能勝任帶動整個音響系統(tǒng)的任務，這 時就要在主機和播放設備之間加裝功率放大器來補充所需的功率缺口，而功率放大器在整個音響系統(tǒng)中起到了“組織、協(xié)調”的樞紐作用，在某種程度上主宰著整個 系統(tǒng)能否提供良好的音質輸出。</p><p>

7、<b>　　1.2 設計任務</b></p><p>　　設計一個音頻功率放大器，聲音信號可直接由話筒或線路輸入。</p><p><b>　　設計指標：</b></p><p>　　（1）. 最大不失真輸出功率：Po≥8W。</p><p>　?。?）. 額定負載電阻：RL=8Ω或4Ω。<

8、/p><p>　?。?）. 頻帶寬度：50HZ～20KHZ。</p><p>　?。?）. 非線性失真度：小于5％。</p><p>　?。?）. 具有音調控制功能</p><p>　　第二章 設計方案分析</p><p>　　2.1 TDA2030簡介</p><p>　　TDA2030是德律

9、風根生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5 腳單列直插式塑料封裝結構。按引腳的形狀引可分為H型和V型。該集成電路廣泛應用于汽車立體聲收錄音機、中功率音響設備，具有內部保護電路。意大利SGS公司、美國RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同類產(chǎn)品生產(chǎn)，其主要特點是上升速率高、瞬態(tài)互調失真小，我們知道，瞬態(tài)互調失真是決定放大器品質的重要因素，該集成功放的一個重要優(yōu)點。</p><p>　　TDA2030A功率放大管利用三

10、極管的電流控制作用或場效應管的電壓控制作用將電源的功率轉換為按照輸入信號變化的電流。因為聲音是不同振幅和不同頻率的波，即交流信號電流，三極管的集電極電流永遠是基極電流的β倍，β是三極管的交流放大倍數(shù)，應用這一點，若將小信號注入基極，則集電極流過的電流會等于基極電流的β倍，然后將這個信號用隔直電容隔離出來，就得到了電流(或電壓)是原先的β倍的大信號，這現(xiàn)象成為三極管的放大作用。經(jīng)過不斷的電流及電壓放大，就完成了功率放大。 </p&g

11、t;<p>　　根據(jù)掌握的資料，在各國生產(chǎn)的單片集成電路中，輸出功率最大的不過20W，而TDA 2030的輸出功率卻能達18W，若使用兩塊電路組成BTL電路，輸出功率可增至35W。另一方面，大功率集成塊由于所用電源電壓高、輸出電流大，在使用中稍有不慎往往致使損壞。然而在TDA 2030集成電路中，設計了較為完善的保護電路，一旦輸出電流過大或管殼過熱，集成塊能自動地減流或截止，使自己得到保護。</p><

12、p>　　電路特點：[1].外接元件非常少。[2].輸出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。[3].采用超小型封裝（TO-220）,可提高組裝密度。[4].開機沖擊極小。[5].內含各種保護電路，因此工作安全可靠。 TDA2030集成電路的第三個特點是外圍電路簡單，使用方便。在現(xiàn)有的各種功率集成電路中，它的管腳屬于最少的一類，總共才5端,通過查閱資料知道他的管腳分布為：漢字對著人，從左往右數(shù)為1 2 3 4 5

13、其中</p><p><b>　　1為同相輸入端</b></p><p><b>　　2為反相輸入端</b></p><p>　　3為功率放大器的接地端</p><p>　　4為功率放大器額的輸出端</p><p>　　5為功率放大器的電源線的接入端</p>&

14、lt;p>　　2.2主要單元電路設計</p><p><b>　　2.3所需元件：</b></p><p><b>　　第三章</b></p><p>　　3.1 制作、調試過程與測量數(shù)據(jù)分析</p><p>　　1、利用原理圖設計工具繪制原理圖。當然，有些特殊情況下，如電路版比較簡單，已經(jīng)

15、有了網(wǎng)絡表等情況下也可以不進行原理圖的設計，直接進入PCB設計系統(tǒng)，在PCB設計系統(tǒng)中，可以直接取用零件封裝，人工生成網(wǎng)絡表。</p><p>　　2、手工更改網(wǎng)絡表。將一些元件的固定用腳等原理圖上沒有的焊盤定義到與它相通的網(wǎng)絡上，沒任何物理連接的可定義到地或保護地等。將一些原理圖和PCB封裝庫中引腳名稱不一致的器件引腳名稱改</p><p>　　成和PCB封裝庫中的一致，特別是二、三極管

16、等。</p><p>　　3、設置PCB設計環(huán)境。包括設置格點大小和類型，光標類型，版層參數(shù)，布線參數(shù)等等。大多數(shù)參數(shù)都可以用系統(tǒng)默認值，而且這些參數(shù)經(jīng)過設置之后，符合個人的習慣，以后無須再去修改。</p><p>　　4、規(guī)劃電路版。電路版的邊框，包括電路版的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上適當大小的焊盤。對于3mm的螺絲可用6.5~8mm的外徑和3.2~3.5mm內徑的焊盤對于

17、標準板可從其他板或PCB IZARD中調入。</p><p>　　5、調入網(wǎng)絡表文件和修改零件封裝。</p><p>　　也是原理圖設計與印象電路版設計的接口，只有將網(wǎng)絡表裝入后，才</p><p>　　能進行電路版的布線。在原理圖設計的過程中，ERC檢查不會涉及到零件的封裝問題。因此，原理圖設計時，零件的封裝可能被遺忘，在引進網(wǎng)絡表時可以根據(jù)設計情況來修改或補充零

18、件的封裝。當然，可以直接在PCB內人工生成網(wǎng)絡表，并且指定零件封裝。</p><p>　　布線。多數(shù)設計者采用手動布局的形式。用鼠標選中一個元件，按住鼠標左鍵不放，拖住這個元件到達目的地，放開左鍵，將該元件固定。Prote在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局選項包含自動選擇和自動對齊。使用自動選擇方式可以很快地收集相似封裝的元件，然后旋轉、展開和整理成組，就可以移動到板上所需位置上了。當簡易的布局完成后，使

19、用自動對齊方式整齊地展開或縮緊一組封裝相似的元件。</p><p>　　布孔。假如板上空間允許則可在板上放上一些類似于實驗板的布線區(qū)。對于大板子，應在中間多加固定螺絲孔。板上有重的器件或較大的插件等受力器件邊上也應加固定螺絲孔，有需要的話可在適當位置放</p><p>　　上一些測試用焊盤，最好在原理圖中就加上。將過小的焊盤過孔改大，將所有固定螺絲孔焊盤的網(wǎng)絡定義到地或保護地等。放好后用V

20、IEW3D功能察看一下實際效果，存盤。</p><p><b>　　(生成的PCB圖)</b></p><p>　　8、打印設置并制作電路板，然后焊接。</p><p>　　9、通過測試完成此次波形圖數(shù)據(jù)。</p><p>　　3.2作品照片展示：</p><p><b>　　3.3小結

21、</b></p><p>　　通過對此次音頻功率放大器的制作，我更深一步的了解了TDA2030的有關作用并親自付諸于實踐完成了此次制作，雖然之前有失敗過一次但我并未放棄，終于經(jīng)過我的不懈努力終于成功了，那種快樂與成就感從未有過。同時我然的我深刻的認識到，以后對電路作品的制作應該時時刻刻懷著嚴謹?shù)膽B(tài)度去對待，也讓我深刻的感悟到，在大學里只是單純的學習課本的理論知識是遠遠是不夠的，我們更應該親手去實踐才能

22、達到學習這門課程的目的，也為以后畢業(yè)找工作中增加成功的砝碼。歸根到底，此次制作的成功主要是老師的辛勤教導還有自己的不懈努力獲得的，在以后的學習中我會以更飽滿的狀態(tài)去學習。</p><p><b>　　3.3 參考文獻</b></p><p>　　【1】謝龍漢 魯力 張桂東. 《原理圖與PCB設計及仿真》. 電子工業(yè)出版社. </p><p>

23、　　【2】楊欣 王玉鳳 劉湘黔編. 《電子設計從零開始》. 清華大學出版社. 2005.10.01</p><p>　　【3】西安交通大學電子學教研室編. 沈尚賢主編. 電子技術導論. 下冊. 北京. 高等教育出版社. 1986。</p><p>　　【4】Douglas Self編.《音頻功率放大器設計手冊》. 2009.10.</p><p>　　【5】紐曼著.