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1、安徽工贸职业技术学院电子产品生产工艺调研报告姓名：叶守婷 王娜学号：2011050530 2011050522专业：应用电子技术2012.4.15-2011.5.28目录 一、功放的工作原理1.1功率放大器简介 1.2 TDA2030A的工作原理1.3 介质共振混合音响发声原理1.4 功率放大器的工作原理1.5 功率放大器种类1.6 组成二、性能指标2.1输出功率2.2频率响应2.3失真2.4动态范围2.5信噪比2.6输出阻抗和阻尼系数三、阻抗匹配及防护措施3.1功率放大器的阻抗匹配3.2功率放大器的防护四、功率放大器的特点 4.1晶体管功放与电子管功放4.2甲类功放与乙类功放4.3纯后级功放
2、与单声道功放 4.4电子管功放输出级的特点五、功率放大电流的特点六、使用功放应注意的事项6.1 注意事项6.2收藏时应注意的问题总结参考文献一、功放的工作原理1.1 功率放大器简介利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的倍，是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流放大，就完成了功率放大。1.2
3、 TDA2030A的工作原理 TDA2030A由左右两个声道组成，其中W101为音量调节电位器，W102低音调节电位器，W103为高音调节电位器。TDA2030A输入的音频信号经音量和音调调节后由C106、C206送到TDA2030A集成音频功率放大器进行功率放大。单相桥式整流电路是工程上最常用的单相整流电路，整流电路在工作时，电路振中的四只二极管都是作为开关运用，根据图TDA2030A电路图可知：当正半周时，二极管D1、D3导通（D2、D4截止），在负载电阻上得到正弦波的正半周；当负半周时，二极管D2、D4导通（D1、D3截止），在负载电阻上得到正弦波的负半周。在负载电阻上正、负半周经过合成
4、，得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的电流与电压波形。由于TDA2030A的以上的特点，电路不是太复杂，但是在焊接TDA2030A前还是要画印刷电路图，这样整个布局才好看，导线不会乱，也减少出问题的几率。 本电路由三个部分组成，即电源电路、左右声道的功率放大器及输入信号处理电源(四运放)。电源变压器将2 2 OV交流电降为双l 2 V低压交流电，经桥式整流后变为l 8 V的直流电，作为功放及运放的供电电源，D 5、R2 9组成电源指示电路，以指示电源是否正常，开关K为电源开关。 四运算放大器G L 3 2 4 A(或L M 3 2 4)及外围元件组成高、低音控制电路及音频输入信
5、号的处理电路，C l 6、C l 8分别是两路信号的输入耦合电路，W 1是两路低音控制电位器，W 2是两路高音控制电位器，C 2 5、C 2 6是输出耦合电容。G L 3 24 A的4脚与ll脚分别是正、负电源的接线端，3、5脚是接地端。 两路功率放大器用的集成电路是TD A2 0 3 O A，其1脚为正相输入端，2脚为反相输入端，C 3、C 6分别为左、右两路的输入端耦合电容，R l、R4、C 2构成I C 1的负反馈电路，R 6、R 7、C 5构成I C 2的负反馈电路，以提升音质。其5脚、3脚分别接正、负电源，4脚为输出端，负载接4 Q的扬声器时，其有效功率可达2 OW，W 3是两路平衡
6、电位器，w4是两路音量电位器。1.3 介质共振混合音响发声原理 介质共振混合音响刚好就是这二者的结合体，采用振动音响的振动介质传声则刚好解决了普通音响低音不足且体积过大的问题，而结合普通音响喇叭发声则就很好的解决了振动音响无中高音，离不开振动介质的缺陷，可以说介质共振混合音响还是很好的在普通音响和振动音响之间找到了一个平衡点，优势互补，有着专业的音效不说，它还没有“方”或者“圆”之类的局限性，任由设计师去天马行空地塑造。输入级前置激励级激励级功率输出级保护电路典型功率放大器的组成图1.4 功率放大器的工作原理高频功率放大器用于发射级的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要
7、求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收级可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。在“低频电子线路”课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器
8、电流的流通角为360o，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于180o；丙类放大器电流的流通角则小于180o。乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。除了以上几种按电流流通角来分类的工作状态外，又有使电子器件工作于开关状态的丁类放大和戊类放大。丁类放大器的效率比丙类放大器的还高，理论上可达100%，但它的最高工作频率受到开关转换瞬间所产生的
9、器件功耗(集电极耗散功率或阳极耗散功率）的限制。如果在电路上加以改进，使电子器件在通断转换瞬间的功耗尽量减小，则工作频率可以提高。这就是戊类放大器。我们已经知道，在低频放大电路中为了获得足够大的低频输出功率，必须采用低频功率放大器，而且低频功率放大器也是一种将直流电源提供的能量转换为交流输出的能量转换器。高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大，决定了他们之间有着本质的区别。低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽。例如，自20至20000 Hz，高低频率之比达1000倍。因此它们都是采用无调谐负载，如电阻、变压器等。高频
10、功率放大器的工作频率高（由几百kHz一直到几百、几千甚至几万MHz），但相对频带很窄。例如，调幅广播电台（5351605 kHz的频段范围）的频带宽度为10 kHz，如中心频率取为1000 kHz，则相对频宽只相当于中心频率的百分之一。中心频率越高，则相对频宽越小。因此，高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。由于这后一特点，使得这两种放大器所选用的工作状态不同：低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）状态；高频功率放大器则一般都工作于丙类（某些特殊情况可工作于乙类）。近年来，宽频带发射机的各中间级还广泛采用一种新型的宽带高频功率放大器，它不采用选频网络作为负载回路，而是
11、以频率响应很宽的传输线作负载。这样，它可以在很宽的范围内变换工作频率，而不必重新调谐。综上所述可见，高频功率放大器与低频功率放大器的共同之点是要求输出功率大，效率高；它们的不同之点则是二者的工作频率与相对频宽不同，因而负载网络和工作状态也不同。高频功率放大器的主要技术指标有：输出功率、效率、功率增益、带宽和谐波抑制度（或信号失真度）等。这几项指标要求是互相矛盾的，在设计放大器时应根据具体要求，突出一些指标，兼顾其他一些指标。例如实际中有些电路，防止干扰是主要矛盾，对谐波抑制度要求较高，而对带宽要求可适当降低等。功率放大器的效率是一个突出的问题，其效率的高低与放大器的工作状态有直接的关系。放大器
12、的工作状态可分为甲类、乙类和丙类等。为了提高放大器的工作效率，它通常工作在乙类、丙类，即晶体管工作延伸到非线性区域。但这些工作状态下的放大器的输出电流与输出电压间存在很严重的非线性失真。低频功率放大器因其信号的频率覆盖系数大，不能采用谐振回路作负载，因此一般工作在甲类状态；采用推挽电路时可以工作在乙类。高频功率放大器因其信号的频率覆盖系数小，可以采用谐振回路作负载，故通常工作在丙类，通过谐振回路的选频功能，可以滤除放大器集电极电流中的谐波成分，选出基波分量从而基本消除了非线性失真。所以，高频功率放大器具有比低频功率放大器更高的效率。高频功率放大器因工作于大信号的非线性状态，不能用线性等效电路分
13、析，工程上普遍采用解析近似分析方法折线法来分析其工作原理和工作状态。这种分析方法的物理概念清楚，分析工作状态方便，但计算准确度较低。以上讨论的各类高频功率放大器中，窄带高频功率放大器：用于提供足够强的以载频为中心的窄带信号功率，或放大窄带已调信号或实现倍频的功能，通常工作于乙类、丙类状态。宽带高频功率放大器：用于对某些载波信号频率变化范围大得短波，超短波电台的中间各级放大级，以免对不同fc的繁琐调谐。通常工作于甲类状态。1.5 功率放大器种类1A类放大器A类放大器的主要特点是：放大器的工作点Q设定在负载线的中点附近，晶体管在输入信号的整个周期内均导通。放大器可单管工作，也可以推挽工作。由于放大
14、器工作在特性曲线的线性范围内，所以瞬态失真和交替失真较小。电路简单，调试方便。但效率较低，晶体管功耗大，效率的理论最大值仅有25%，且有较大的非线性失真。由于效率比较低 现在设计基本上不在再使用。2B类放大器B类放大器的主要特点是：放大器的静态点在(VCC，0)处，当没有信号输入时，输出端几乎不消耗功率。在Vi的正半周期内，Q1导通Q2截止，输出端正半周正弦波；同理，当Vi为负半波正弦波，所以必须用两管推挽工作。其特点是效率较高(78%)，但是因放大器有一段工作在非线性区域内，故其缺点是交越失真较大。即当信号在-0.6V 0.6V之间时，Q1 Q2都无法导通而引起的。所以这类放大器也逐渐被设计
15、师摒弃。3AB类放大器AB类放大器的主要特点是：晶体管的导通时间稍大于半周期，必须用两管推挽工作。可以避免交越失真。交替失真较大，可以抵消偶次谐波失真。有效率较高，晶体管功耗较小的特点。4D类放大器D类(数字音频功率)放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM(脉冲宽度调制)或PDM(脉冲密度调制)的脉冲信号,然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器，也称为开关放大器。具有效率高的突出优点。数字音频功率放大器也看上去成是一个一比特的功率数模变换器.放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路(半桥式和全桥式)和低通滤波器(LC)等四部分组成。D类放大或数字式放大器。系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的。1 具有很高的效率，通常能够达到85%以上。2 体积小，可以比模拟的放大电路节省很大的空间。3 无裂噪声接通4 低失真，频率响应曲线好。外围元器件少，便于设计调试。A类、B类和AB类放大器是模拟放大器，D类放大器是数字放大器。B类和AB类推挽放大器比A类放大器效率高、失真较小，功放晶体管功耗较小，散热好，但B类放大器在晶体管导通与截止状态的转换过程中会因其开关特性不佳或因电路参数选择不当而产生交替失真。而D类放大器具有效率高低失
