TDA2030OTL音頻功率放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、模電課程設(shè)計(jì)課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱_題目名稱_學(xué)生學(xué)院_專業(yè)班級(jí)_學(xué) 號(hào)_學(xué)生姓名_指導(dǎo)教師_ 年 月 日目錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求和目的。二、 設(shè)計(jì)的思想。3、 設(shè)計(jì)原理。4、 仿真檢查。五、實(shí)物制作與改善。六、元器件清單。七、心得體會(huì)。八、參考文獻(xiàn)。一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求和目的課程設(shè)計(jì)目的本課程是在前導(dǎo)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行更高層次命題的課程設(shè)計(jì)，是在教師指導(dǎo)下獨(dú)立查閱資料、設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試特定功能的電子電路。對(duì)于提高學(xué)生的電子工程素質(zhì)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ浅Ｖ匾?，是電子技術(shù)人才培養(yǎng)成長(zhǎng)的必由之路。本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生模擬電子電路知識(shí)，解決模擬電子技術(shù)方面常見實(shí)際問題的能力，促使學(xué)生積累實(shí)際電子制作經(jīng)驗(yàn)

2、，準(zhǔn)備走向更復(fù)雜更實(shí)用的應(yīng)用領(lǐng)域，是參加“全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽”前的技能培訓(xùn)課程之一。目的在于鞏固基礎(chǔ)、注重設(shè)計(jì)、訓(xùn)練技能、追求創(chuàng)新、走向?qū)嵱?。課程設(shè)計(jì)要求1、 根據(jù)下面所給出的幾個(gè)題目自行選擇一個(gè)完成設(shè)計(jì)；2、 學(xué)生自行查找與設(shè)計(jì)題目有關(guān)的參考資料；3、 提出設(shè)計(jì)方案，寫出設(shè)計(jì)步驟，并進(jìn)行理論設(shè)計(jì)；4、 熟悉用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行輔助電路設(shè)計(jì)方法，并對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真；5、 購買元器件并進(jìn)行電路的焊接、組裝；6、 熟悉常用電子儀器操作使用和測(cè)試方法；7、 學(xué)習(xí)電子電路的調(diào)試和測(cè)試技術(shù)，完善作品功能。8、 撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告；任務(wù)選擇 題目二：音頻功率放大電路要求：設(shè)計(jì)并制作一個(gè)音頻功率放大電路（電路形

3、式不限），負(fù)載為揚(yáng)聲器，阻抗8?；局笜?biāo)：頻帶寬50HZ20kHZ，輸出波形基本不失真；電路輸出功率大于8W；輸入靈敏度為100mV，輸入阻抗不低于47K。二：設(shè)計(jì)思想 本次設(shè)計(jì)首先在眾多集成功率放大器中選出符合設(shè)計(jì)要求且工作性能最佳，優(yōu)越性強(qiáng)的集成芯片。而整個(gè)設(shè)計(jì)的核心部分就在功放模塊電路的設(shè)計(jì)，該模塊完成的功能主要包括放大輸入音頻以及調(diào)節(jié)輸出音頻。隨后運(yùn)用Multisim軟件中的仿真功能對(duì)其予以仿真，從仿真的結(jié)果中分析程序的正確性。待所有模塊的功能正確之后，運(yùn)用原理圖搭建頂層電路并進(jìn)行整體仿真直至達(dá)到最初的設(shè)計(jì)要求。TDA 2030A：TDA 2030 是一塊性能十分優(yōu)良的功率放大集成電路

4、，其主要特點(diǎn)是上升速率高、瞬態(tài)互調(diào)失真小，在目前流行的數(shù)十種功率放大集成電路中，規(guī)定瞬態(tài)互調(diào)失真指標(biāo)的僅有包括TDA 2030 在內(nèi)的幾種。我們知道，瞬態(tài)互調(diào)失真是決定放大器品質(zhì)的重要因素，該集成功放的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)。 TDA 2030 集成電路的另一特點(diǎn)是輸出功率大，而保護(hù)性能以較完善。根據(jù)掌握的資料，在各國(guó)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(dá)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(shè)計(jì)了較為完善的保護(hù)電路，一旦

5、輸出電流過大或管殼過熱，集成塊能自動(dòng)地減流或截止，使自己得到保護(hù)（當(dāng)然這保護(hù)是有條件的，我們決不能因?yàn)橛斜Ｗo(hù)功能而不適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行使用）。 TDA2030在19V、8阻抗時(shí)能夠輸出16W的有效功率，THD0.1%。無疑，用它來做電腦有源音箱的功率放大部分或小型功放再合適不過了。該電路由于價(jià)廉質(zhì)優(yōu)，使用方便，并正在越來越廣泛地應(yīng)用于各種款式收錄機(jī)和高保真立體聲設(shè)備中。該電路可供低頻課程設(shè)計(jì)選用。TDA2030A主要參數(shù)：工作電壓：622V 靜態(tài)電流：50mA 輸出功率：18W，當(dāng)V=16V，RL=4時(shí) 諧波失真：0.05%，當(dāng)f=15kHz，RL=8時(shí) 閉環(huán)增益：26dB，當(dāng)f=1kHz時(shí) 開環(huán)增益

6、：80dB，當(dāng)f=1kHz時(shí) 頻響范圍：4014000Hz電路特點(diǎn)：1.外接元件非常少。2.輸出功率大。3.采用超小型封裝,可提高組裝密度。4.開機(jī)沖擊極小。5.內(nèi)含各種保護(hù)電路，因此工作安全可靠。主要保護(hù)電路有：短路、過熱、地線偶然開路、電源極性反接（Vsmax=12V）、負(fù)載泄放電壓反沖等。方案選擇功率放大器的常見電路形式有單電源供電的OTL電路和正負(fù)雙電源供電的OCL電路還有雙聲道BTL。有集成運(yùn)放和晶體管組成的功率放大器，也有專用集成電路功率放大器芯片。根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)求，以及單電源供電的OTL電路的優(yōu)越性:該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失

7、真小等特點(diǎn)。并具有內(nèi)部保護(hù)電路。TDA2030是許多電腦有源音箱所采用的Hi-Fi功放集成塊。它接法簡(jiǎn)單，價(jià)格實(shí)惠。額定功率為14W。電源電壓為618V。輸出電流大，諧波失真和交越失真?。?4V/4歐姆，THD=0.5%）。具有優(yōu)良的短路和過熱保護(hù)電路。所以我選擇OTL接法。如圖三、設(shè)計(jì)原理功放設(shè)計(jì) 本次試驗(yàn)采用TDA2030單電源OTL功率放大電路。如圖所示電路為音頻功率放大器原理圖，其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，輸出功率大于10W，頻率響應(yīng)為101400Hz，輸出電流峰值最大可達(dá)3.5A。其內(nèi)部電路包含輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)，且有短路保護(hù)和過熱保護(hù)，可確保電路工作安全可靠。

8、TDA2030使用方便、外圍所需元器少，一般不需要調(diào)試即可成功。R6是音量調(diào)節(jié)電位器，OTL功放的形式:采用單電源，有輸出耦合電容。如圖所示電路中的R3 (150 k)與R5 (4.7 k)電阻決定放大器閉環(huán)增益，R5電阻越小增益越大，但增益太大也容易導(dǎo)致信號(hào)失真。兩個(gè)二極管D1，D2接在電源與輸出端之間，是防止揚(yáng)聲器感性負(fù)載反沖而影響音質(zhì)同時(shí)防止輸出電壓峰值損壞集成塊TDA2030。C7(220n F)電容與R8(1 )的電阻是對(duì)感性負(fù)載(喇叭)進(jìn)行相位補(bǔ)償來消除自激。電源設(shè)計(jì)該次設(shè)計(jì)的TDA2030采用單電源供電，采用單電源輸入，可采用一個(gè)變壓器，通過變壓把220V常用電壓，變?yōu)檎?2V作

9、為電源輸入。我采用電協(xié)課程教的可調(diào)電源作為本次試驗(yàn)的單電源。如圖所示四、仿真檢查運(yùn)用Mulitisim仿真 通道A：峰-峰值100mV，1kHz的輸入，通道B：負(fù)載喇叭處的輸出?？梢姺糯笮Чs為15倍。輸入為1kHz，失真率為0，不失真輸入為10kHz，失真率為0.083%，基本不失真輸入為20kHz，失真率為0.208%,基本不失真標(biāo)線標(biāo)在50Hz標(biāo)線標(biāo)在20KHz利用仿真的波特圖示儀，可得出寬頻帶在50Hz-20KHz可以顯示五、實(shí)物制作與改善仿真數(shù)據(jù)基本符合實(shí)驗(yàn)要求，所以我經(jīng)過仔細(xì)認(rèn)真的制作，嚴(yán)格按照電路圖焊接，做出了基本實(shí)物。同時(shí)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果基本一致。實(shí)物做出來后，效果很好，沒有

10、什么特殊問題，我盡量排版面積少，在焊接過程中需要謹(jǐn)慎小心。期間我為了不要借同學(xué)電源，自己也去做了個(gè)可調(diào)電源供電，最后我還找到一個(gè)小透明盒子為外觀設(shè)計(jì)改善，將其放進(jìn)其中，經(jīng)過自己改造，算是比較美觀，加上我外接音頻口，用音頻線接即可，電源線用包線，方便可調(diào)電源連接，開關(guān)也在盒子外部加上一個(gè)，總體效果不錯(cuò)。下面展示一下實(shí)物圖音頻線（左）TDA2030的OTL音頻功放電路小音箱（中）可調(diào)電源（右）TDA2030的OTL音頻功放電路小音箱（整體圖）TDA2030的OTL音頻功放電路小音箱（內(nèi)部圖）六、元件清單TDA2030的OTL音頻功放電路序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格位號(hào)數(shù)量1集成電路TDA2030U112整流二

11、極管1N4001D1，D223電位器20KR614電阻器100KR1，R2，R735電阻器150KR316電阻器4.7KR517瓷片電容器0.1FC118瓷片電容器220nFC719電解電容器100FC2110電解電容器2200FC3111電解電容器1FC4112電解電容器22FC5113電解電容器2.2FC6114撥動(dòng)開關(guān)J1115負(fù)載喇叭8R4116音頻接口1可調(diào)電源序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格位號(hào)數(shù)量1集成芯片LM317U112整流二極管1N4001D1，D223電源變壓器14電位器20KRP15電阻器150R116電解電容器10FC317瓷片電容器103（0.01F）C118瓷片電容器104（0.

12、1F）C21七、心得體會(huì)時(shí)間總是過得很快，在匆忙中課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，我自己能制作一個(gè)音頻功率放大器，調(diào)試效果還不錯(cuò)，還改造成小音箱。這其中的興奮是無法用言語表達(dá)的，同時(shí)也是受益匪淺。制作過程的這段時(shí)間也是我比較忙的日子，剛開始我的腦子里還是一片空白，對(duì)著這個(gè)模電課程任務(wù)書里的任務(wù)更是讓我昏了頭，一直我都是無從下手。剛接到模電的課程設(shè)計(jì)的任務(wù)，越想月是頭痛，想著著是個(gè)不可能完成的任務(wù)。拼命的問同學(xué)，問師兄，在請(qǐng)教過程中得知道音頻功率放大是比較容易做出來的，可是我還是在猶豫當(dāng)中，感覺電源也蠻有用，在以后日子里可能用到。時(shí)間在一天天過去，設(shè)計(jì)還是沒有一點(diǎn)頭緒。自己的知識(shí)畢竟有限，最后想到了平日接觸最多

13、的Internet。時(shí)間緊急打開百度輸入大家包括師兄們都說簡(jiǎn)單的“音頻功率放大器”，很快就出現(xiàn)了很多專業(yè)的網(wǎng)站，也有一寫發(fā)燒友自己的網(wǎng)站。我仿佛發(fā)現(xiàn)了寶藏，里面都是我感興趣的東西。最后我根據(jù)這次設(shè)計(jì)的要求確定了我這次設(shè)計(jì)的課題TDA2030的OTL音頻功率放大器。在多個(gè)網(wǎng)站上以及百度文庫中，我總結(jié)找到了一個(gè)功率放大器的詳細(xì)制作方法，也就是我這次制作的TDA2030 音頻功放。找到了它的電路應(yīng)用電路圖仔細(xì)看了一下似懂非懂，清點(diǎn)了所需的元器件，到小賽格電子小商場(chǎng)叫老板照單拿貨。買了元件離成功就近了一步?；貋碚J(rèn)真對(duì)照電路圖，仔細(xì)排版，盡量排版面積少，之后就忙著焊接，由于用的是萬能板焊起來比較需要技術(shù)

14、，而我有時(shí)一個(gè)新手，同時(shí)也沒有用想大家一樣用到PCB板制作，不夠美觀。這也可能是我的產(chǎn)品不夠完美的原因之一。在焊接過程中，我還是不夠技術(shù)還有點(diǎn)求快，有時(shí)不是不夠錫就是太多錫，導(dǎo)致有時(shí)焊錯(cuò)點(diǎn)。讓我懂得了電子制作是個(gè)精細(xì)的活，要求不許出錯(cuò)，急也是做不好的，這回影響效果，甚至?xí)?dǎo)致失敗。線路連接一定要清晰，不然出錯(cuò)后就很難找到是哪個(gè)地方。同時(shí)我還買少零件，又想到自己沒有電源，就問大家怎么測(cè)試自己的用不用得了，原來好多都是以前參加過電協(xié)，只做過可調(diào)電源。所以我就找到以前參加過電協(xié)的同學(xué)要了本書，去小賽格電子小商場(chǎng)買原料，自己按照書做了個(gè)可調(diào)電源，最后我也要可以用自己的電源測(cè)試了?？傮w來說是不錯(cuò)，實(shí)際效

15、果很好?？墒侵挥幸粔K板，喇叭又晃來晃去，好容易弄斷線，也不美觀，不方便。最后我想到了為讓作品更加完美，我還對(duì)音頻功率放大電路做了外觀設(shè)計(jì)，找來一個(gè)透明小盒子，為它做開關(guān)，做音頻口，電源線口，還為喇叭對(duì)應(yīng)盒子面挖孔方便聲音傳播。雖然是一個(gè)比較粗糙的作品，可是完完全全自己做出來的小音箱，真的很有成就感，也對(duì)電子設(shè)計(jì)操作生出濃厚興趣，以后我會(huì)多加努力，提高自己的各項(xiàng)能力，做出更好的作品。這個(gè)課程設(shè)計(jì)，盡管現(xiàn)在只是初步學(xué)會(huì)了音頻功率放大器設(shè)計(jì)，離真正掌握還有一定距離，但學(xué)習(xí)的這段日子確實(shí)令我收益匪淺，讓我又多掌握了一門新的技術(shù)，提高自己動(dòng)手的能力，收獲總是令人快樂的。在以后的學(xué)習(xí)中我會(huì)更多的注重實(shí)踐，讓自己的知識(shí)更加豐富，更加全面。而且這次計(jì)過程中的發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實(shí)踐能力的提高都會(huì)受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中。設(shè)計(jì)過程，好比是我們?nèi)祟惓砷L(zhǎng)的歷程，常有一些不如意，但畢竟這是第一次做，難免會(huì)遇到各種各樣的問題。在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，缺乏實(shí)際動(dòng)手能力。但是我學(xué)會(huì)通過查閱大量有關(guān)資料，遇到實(shí)在不明白的問題就會(huì)及時(shí)請(qǐng)教別人，使自己從中學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。通過這