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1、摘 要摘 要功放，可以说是各类音响器材中最大的一个家族了，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。特别的，TDA2030A功率放大电路所需的元件很少，制作简单，效果良好。用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或MP4等小型功放再合适不过。本设计主要由电源部分、音调控制级、功率放大级三部分组成。它的作用主要是放大音频信号。为了保证功放效果，电路采用TDA2030A作为功放IC，因为它具有失真小、功率大、外围元件少、开机冲击极小、内含各种保护电路、保真度高等优点。信号流程：音频信号输入经音量电位器，再由电容耦合，进入TDA2030A的1脚，由集成电
2、路放大后从4脚输出，经输出耦合电容到达扬声器。 关键字：TDA2030A 功放电路 放大音频信号 目 录ABSTRACTThe power amplifier can be regarded as the biggest family among various types of audio equipments，the main function of which is to amplify the weak signal that audio equipment inputs, thus producing a large enough current to drive the sound
3、 reproduction of speakers.In particular, the power amplification circuit of TDA2030A contains a small number of components and is easy to make，but has a good effect. It would be very suitable if it is used as the power amplifier of the active speaker of computer or the minitype amplifier of MP4.This
4、 project mainly consists of three parts: the power source, the tone control level, and the power amplified level. It is mainly used to amplify the audio signal. In order to ensure the effect of power amplifier, the TDA2030A is used as the IC of power amplifier in the electric circuit, as it has a se
5、ries of advantages: low distortion, big power, less peripheral elements, extremely small starting impact, containing various kinds of protection circuits, high fidelity, etc.The signal flow: First, the audio signal is input by the volume potentiometer, and then coupled by capacitor. Second，after flo
6、wing into the line 1 of TDA2030A, it is amplified by the IC. Finally，the audio signal is output from line 4 and then reaches speaker through the coupling capacitor of output.Keywords: TDA2030A The circuit of Power amplifying Amplification of audio signali目 录目 录第一章 概述11.1 系统开发背景及研究现状11.2人们使用超低音的理由11.
7、3 课题的主要内容3第二章 集成功放的设计5第三章 设计任务内容及要求93.1 设计目的93.2设计任务及主要技术指标93.3 工作原理分析9第四章 方法设计与论证134.1 方案一 TDA2030A的BTL电路144.2 方案二TDA2030A的OCL电路154.3 方案三 TDA2030A的OTL电路154.4 系统电路设计16第五章 单元电路设计235.1 电源部分235.2 功放部分23第六章 安装与焊接及软件介绍276.1 电路的安装与焊接276.2 Protel 99se简介31第七章 结束语33致 谢35参考文献37附录A：硬件设计原理图39附录B：所用元器件411第一章 概述第
8、一章 概述1.1 系统开发背景及研究现状功率放大器简称功放，俗称“扩音机”，是音响系统中最基本的设备，它的任务是把来自信号源（专业音响系统中则是来自调音台）的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。“SubWoofer”在商业或民用上通常被称为“超低音音箱”，其实“超”这个形容词是不对的，它重放的频率带通常是由上限的150Hz或100Hz至最低的25Hz左右，这只是低音而不是超低音。因为20Hz以下的频率才是超过人耳聆听的音乐范围的低音，从科学或专业的解释角度来看，也只有低于20Hz的频率才能称为“超”低音。但一般所说的超低音既是指重放频率下限在20Hz以上的低音。无论是重播大动态音乐抑或电影
9、音效时，超低音音箱的重要性甚至更胜于传统落地式的立体声音箱。这是因为包含于许多音乐(交响乐或弦琴鼓乐)以及许多电影内的特殊声音效果都是极为雄壮且动态感十足的低音，这种声音效果并不单只是要让聆听者“听”到，而更是要让他们“感受”到此情此景的氛围。1.2人们使用超低音的理由超低音主要分为两大类，它们是无源式(PASSIVE)及有源式(ACTIVE)两种。目前在市面上有很多三件头的带超低音和两个小型主音箱的3D卫星系统(Subwoofer/Satellite System)，在这种系统中只用一个超低音箱，因此超低音是单声道(L+R)信号，在分音点以上才有立体声效果。这种系统是利用前级的音量控制旋扭来
10、决定所有音箱的音量，如果超低音的灵敏度或音量跟主音箱不平均，会引发声场混乱、频响不均衡、声象定位出不来等情况，而此时当超低音的摆位上又不能解决这问题时，这些问题就难以改善，这种Subwoofer通常只在低级低价系统(lowFi System)出现。 还有一种无源式超低音，左右主音箱是全音域，而超低音是在其频率上限截止点以下的低音出现时才发声。这种系统叫接驳式的超低音系统，如主音箱重放的频率是在65Hz以下衰减，超低音的分音点就是在65Hz左右，它的目的就是把主音箱接驳顺畅。这种系统的问题就是虽然主音箱在65Hz之下衰减，但并? 说它的低频在65Hz之下就开始截止降低，这些降低的程度是要看每个音
11、箱在设计上的要求而定，所以在65Hz之下以超低音音箱重播，仍然会跟主音箱发生冲突，重要的理由就是超低音的喇叭单元跟主音箱的单元是不同产品，当两个不同的音箱喇叭单元时收到信号之后，如超低音大口径单元的振动质量肯定大于主音箱的喇叭单元，故发声速度要慢一些，它们一定不会同时发声的。所以有很多玩这种超低音的发烧友觉得加了超低音之后，效果是比不加时更乱。这种超低音的设计者通常是尽可能把超低音的分音点校到最低，就是要避免跟主音箱有冲突。这种系统的超低音分音点应该只可以为某一对主音箱而设计，当要换左右主音箱时，超低音音箱的分音点一定要再校。尽管有些主音箱虽然是65Hz以下就衰减，但到20Hz时还有声音，当这
12、些音箱加上驳接式的超低音时，效果可能会觉得更差，低音不够结实，没有质感，也可能觉得低音很乱。生产这种超低音的厂家通常是把主音箱一起设计的。否则在分音点及它们的频率截止点上的衰减(dB/octave)上会有 问题，这些也是低价系统low-Fi System的玩意。有源式ACTIVE(双放大器)超低音系统，信号直入带有源分频的前级，100Hz以下的频率由低音放大器放大后送至超低音音箱播出。100Hz以上的频率经分频后送至主音箱的后级，放大后由主音箱播 出。此时要有一个音量控制用来控制超低音音量跟主音箱在音量上的比例，除此之外，还要有一个相位调节钮，可以把低音放大器的相位(Phase) 由0-180
13、任意调校。因为超低音放大器跟主音箱的功率放大器可能是不同设计，它们在大多数情况下都不会同一相位的，不同相位的聆听效果会使聆听者觉得有不一样的感觉，这个相位调节钮就是用来使超低音跟主音箱达到同一相位的效果。当由不同相位调校到同一相位的时候，音量是会觉得大声一点，低音会比较Solid (丰富)一点。相位相反到180度时声音的效果会稍为慢一些。玩超低音的读者大多数认为是因为小型音箱的低音不够，才用超低音。至于大喇叭落地箱就没有用超低音的必要，其实玩超低音并不是用来辅助低音这样简单。在市场上只有极少数传统型式的扬声器能够忠实地再生出电影声音内的低音音效，而绝大部分的就算是中高价AV环绕放大器，也没有足
14、够的功率能量去驱动超低音扬声器。若是采用了有源主动式超低音扬声器，那么以上两个问题便可以迎刃而解了。1.3 课题的主要内容 设计一种超低音功放电路，该电路具有超低音和功放功能两部分。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
15、电压放大，就完成了功率放大。功放的主要性能指标有输出功率，频率响应，失真度，信噪比，输出阻抗，阻尼系数等。1. 输出功率：单位为W，由于各厂家的测量方法不一样，所以出现了一些名目不同的叫法。例如额定输出功率，最大输出功率，音乐输出功率，峰值音乐输出功率。(1) 音乐功率：是指输出失真度不超过规定值的条件下，功放对音乐信号的瞬间最大输出功率。(2)峰值功率：是指在不失真条件下，将功放音量调至最大时，功放所能输出的最大音乐功率。(3)额定输出功率：当谐波失真度为10%时的平均输出功率。也称做最大有用功率。通常来说，峰值功率大于音乐功率，音乐功率大于额定功率，一般的讲峰值功率是额定功率的5-8倍。2. 频率响应：表示功放的频率范围，和频率范围内的不均匀度。频响曲线的平直与否一般用分贝db表示。家用HI-FI功放的频响一般为20Hz-20KHZ正负1db.这个范围越宽越好。一些极品功放的频响已经做到0-100KHZ。3. 失真度：理想的功放应该是把输入的讯号放大后，毫无改变的忠实还原出来。但是由于各种原因经功放放大后的信号与输入信号相
