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1、学 号： 课 程 设 计题 目OTL音频功率放大器的设计与制作学 院信息工程学院专 业通信工程班 级通信1302姓 名指导教师2014年1月23日课程设计任务书题 目: OTL音频功率放大器的设计与制作 初始条件： 元件：集成功放TDA2030A、集成稳压器LM7812、电阻、电容、电位计若干。 仪器：万用表、示波器、交流毫伏表、函数信号发生器、学生电源要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1周。2、技术要求： 要求设计制作一个音频功率放大器频率响应2020KHZ，效率60，失真小。完成对音频功率放大器的设计、仿真、装配与调试，并
2、自制直流稳压电源。 确定设计方案以及电路原理图并用multisim进行电路仿真。时间安排：序号设计内容所用时间1布置任务及调研1天2方案确定0.5天3制作与调试1.5天4撰写设计报告书1天5答辩1天合 计1周 指导教师签名：系主任（或责任教师）签名： 年 月 日目录摘要1Abstract2音频功率放大器的设计与制作31. 设计原理及参数31.1音频功放电路的设计31.1.1设计原理31.1.2 参数计算51.2直流稳压电源的设计61.2.1设计原理61.2.2参数计算72.仿真结果及分析82.1音频功率放大电路82.1.1仿真原理图82.1.2仿真效果图92.2直流稳压电源电路112.2.1电
3、路原理图仿真112.2.2仿真效果图113.实物制作与性能测试123.1音频功放实物制作123.2性能测试133.2.1功率性能测试133.2.2频率响应测试143.3直流稳压电源制作143.4直流稳压电源的测试154.收获以及体会155.元器件清单186. 主要参考文献资料18本科生课程设计成绩评定表19摘要 本课程设计是在学完模拟电路基础、模拟电路基础实验之后，通过复杂程度较高，综合性较强大型设计课题的实做训练。在现代生活中耳机放大器、音响设备、电视电脑都有功率放大电路存在。功率放大电路通常作为多级放大电路的输出级。在很多电子设备中，要求放大电路的输出级能够带动某种负载，例如驱动仪表，使指
4、针偏转；驱动扬声器，使之发声；或驱动自动控制系统中的执行机构等。总之，要求放大电路有足够大的输出功率。这样的放大电路统称为功率放大电路。我的此课程设计报告主要包括了课程的设计、原理、电路仿真、实物制作和性能测试等部分。利用现学知识设计并制作了音频功率放大器及为其提供直流偏置的12V稳压直流电源。音频功率放大器主要利用了由TDA2030A集成功放构成的单电源互补对称功放，实现高保真效果。直流稳压电源则主要利用LM7812稳压管，为电路提供稳定的直流输入电压。关键词：功率放大、直流电源、TDA2030AAbstractThe course design is in the completion o
5、f Fundamentals of analog circuits, analog circuit based experiment, through the higher complexity, strong comprehensive design project of large practical training. In modern life Headset amplifier, audio equipment, television and computer have a power amplification circuit exists. The power amplifie
6、r circuit is usually as the output stage of multistage amplifier circuit. In many electronic devices, the required output stage amplifier circuit can drive a load, such as driving instrument, so that the pointer deflection; drive the loudspeaker to sound, or drive; automatic control actuator system
7、etc. In short, demand amplification circuit has a large enough output power. Amplifying circuit that collectively referred to as the power amplifier circuit.This curriculum design report I including curriculum design, principle, circuit simulation, physical production and testing part. To use existi
8、ng knowledge to design and produce the audio power amplifier 12V and provides a regulated DC power supply, DC bias for the. Audio power amplifier is mainly used the single power complementary symmetry power amplifier is composed of a TDA2030A integrated power amplifier, to realize the high fidelity
9、effect. DC regulated power supply is the main use of LM7812 voltage regulator tube, to provide the DC input voltage stability for circuit.Keywords: power amplifier, DC power supply，TDA2030A6音频功率放大器的设计与制作1. 设计原理及参数1.1音频功放电路的设计1.1.1设计原理扬声器输出音频信号输 入放大级输入级输出级 音频功率放大器主要由输入级、放大级、输出级三个部分组成。电路采用TDA2030A集成功率
10、放大电路，具有输出功率大、保护性能完善、外围电路简单、使用方便等优点。工作范围为6-18V。输入级：采用电容耦合输入。用以去掉音频信号中的低频信号，与R1构成高通低频响应。放大级：采用TDA2030A集成芯片，输出功率大10W频率响应为101400Hz，输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级,且有短路保护和过热保护,可确保电路工作安全可靠。TDA2030A功率放大管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
11、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。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。 TDA2030集成电路的第三个特点是外围电路简单，使用方便。在现有的各种功率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总共才5端，在焊接电路板的时候TDA2030A的管脚的分布对于焊接的时候很重要的，如果管脚的区分有错，直接会导致的功率放大器烧掉。通过查阅资料知道他的管脚分布为：汉字对着人，从左往右数为1 2 3 4 5 其1 为同相输入端2为反相输入端3为功率放大器的接地端4为功率放
12、大器额的输出端5为功率放大器的电源线的接入端。TDA2030A参数如图：表1.1 TDA2030A芯片参数 其中，R4作为同相输入的偏置电阻，电路增加交流电压并联负反馈，R5、R6决定了此交流负反馈的强弱和闭环增益。该电路闭环增益为：（R5+R6）/R6。R6电阻越小增益越大，但增益太大也容易导致信号失真。C1起到隔直流的作用，使得直流负反馈为100%，静态工作点稳定性好。由于电源本身并不是完全直流的，里面含有纹波，会影响输出结果，因而需要在电源输入端对电源进行虑纹波，本实验设计采用在电源输入端并联一个大电容电容C8和一个小电容C2。大电容虑低频，小电容率高频，可有效的滤掉电源的纹波。输出级：
13、两个二极管接在输出和电源之间，防止扬声器感性负载反冲而影响音质。R8和C5串联对感性负载（喇叭）进行相位补偿，消除自激。C4电容起到隔自流同交流的作用。原理电路采用单电源互补对称功放。它去掉了一组电源，在输出端与负载之间增加了一个大电容。改变外部电路电阻值，输出端4点的静态电位等于VCC/2。电路原理如图：图 1-1音频功放原理图1.1.2 参数计算l R1是音量调节电位计，本电路采用22k电位计l C6是输入耦合电容（C1=1uf）由公式C=1.5uf（公式1-1）l f取10Hz，R=R1/2=10k C=1.6uf 实际中采用1uf电解电容。l C8取100uf电解电容，C2取0.1uf
14、陶瓷电容l R4是TDA2030A同相输入端偏置电阻。l R2、R3为反馈网络电阻（R2=R3=R7=100K）。l R6、R5决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为Av=(R6+R5)/R6=(4.7+150)/4.7=30.0（公式1-2）l C1起隔直流作用,以使电路直流为100%负反馈。静态工作点稳定性好。l D1、D2是保护二极管,防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030A，实际中采用1N4001二极管。l 输出端接上电容C5=0.22 uF的陶瓷电容，R7=1串联接地。1.2直流稳压电源的设计1.2.1设计原理输出电路稳压电路滤波电路整流电路变压电路220v交流输入直流稳压电源主要由整流电路、滤波电路、稳压电路三部分实现。变压电路：采用220：15变压器，交变输出有效值为15V，频率为50Hz交流电。整流电路：采用单相桥式全波整流电路，由于二极管单向导通的特性，当二极管呈桥式相连时，无论输入电压呈正半周期或负半周期，都有电流同方向地流过负载。从而实现整流作用。波形如图：图 1-2-1整流桥波形原理滤波电路：采用电容滤波电路，利用电容充放电原理达到滤波作用。在脉动直流波形上升阶段，电容充电，由于充电时间常数很小，所以充电速度快；在波形的下降阶段，电容放电，由于时间常数很大，放电较慢。波形如图：图 1-2-2滤波原理波形
