集成音頻功率放大器的焊接與調試

電工電子基礎工程實踐綜合實訓集成音頻功率放大器的焊接與調試

集成音頻功率放大器，是以集成電路為核心，帶有音調和音量調節(jié)的低頻功率放大電路。電路輸出功率PO>2W；頻率響應（±3dB）：50Hz~20kHz；音調調節(jié)范圍：低音（50Hz）±20dB；高音（20kHz）±20dB。電路組成原理框圖如下圖所示。

電路中，輸入級的主要作用是實現(xiàn)音調控制電路與信號源之間的隔離作用，以減少音調調節(jié)時對信號源的影響；音調控制電路用于高、低音頻的獨立調節(jié)，以改變信號的頻譜，滿足人們對音調的不同要求；音量控制電路通過調節(jié)輸出到后級電路的信號幅度，實現(xiàn)音量大小控制；末級為功率放大電路，提供給負載RL足夠大的功率。電路方框圖電路原理圖跟隨器電路音調控制電路音量控制電路功率放大電路輸入級跟隨器電路輸入級是由IC1（1/4LM324）構成的電壓跟隨電路，主要起緩沖作用，使音調控制電路工作正常。為保證輸出端有最大的不失真輸出，LM324同相端3腳必須提供1/2Vcc的參考電壓。如圖，電路用兩個100KΩ的電阻構成分壓器，并用一個47μF的電解電容做濾波，同時使同相輸入端為交流信號輸入端。根據(jù)運算放大器同相、反相輸入端的“虛短、虛斷”特性，反相輸入端電壓與同相輸入端電壓相等，而反相輸入端電壓等于輸出端電壓，故使輸出端獲得與Vi相同的交流電壓，起到跟隨作用。由于運算放大器的輸入阻抗非常大，因而對信號源的影響很小，而輸出電阻很小，所以起到緩沖作用。但由于實際器件并非理想器件，有一定的損耗，故傳輸系數(shù)小于1。音調控制電路音調控制電路對電路的頻率響應加以調節(jié)，使某些頻率的幅度得以提升，某些頻率的幅度則給予削減。音調控制電路由IC2（1/4LM324）、電位器RW1、RW2等元器件構成，是衰減—反饋式有源音調控制電路，具有高音、低音分別提升或衰減的功能。IC2的靜態(tài)偏置與IC1相似，IC2輸出端對地的1/2VCC電壓經(jīng)負反饋網(wǎng)絡中的直流通路R7、RW1、R8加到反相輸入端，而分壓電阻R2上的1/2VCC電壓經(jīng)R5送到同相輸入端。音量控制電路音量控制由電位器RW3來實現(xiàn)。音量控制電路主要作用為控制音量的大小，即幅度的大小，因此電路比較簡單，根據(jù)給定條件音量電位器RW3為10K，信號經(jīng)過音量電位器時，其幅度是減小的，只有當音量電位器最小時，信號才沒有衰減，傳輸系數(shù)為1。功率放大電路，提供給負載RL足夠大的功率。功率放大電路安裝注意事項

1、根據(jù)電路原理圖或元件器清單表，逐項逐個核對，檢查有無元件器缺少，把核對無誤的元件器固定在清單表上。2、檢測元件器性能是否完好，同時對二極管、三極管和電容的類別和管腳極性進行判別。3、按照“先小后大，先低后高，先輕后重，先易后難，先一般后特殊元件”的原則插裝與焊接。插裝時，要注意：（1）要把相同方向排列的電阻的第一道色環(huán)放在左邊或最上邊。（2）對有極性的元器件，如電解電容、二極管極、三極管等的極性不能插錯；（3）瓷介電容、電解電容及三極管等元件安裝焊接時，所留引腳不能太長也不能太短，否則元器件的穩(wěn)定性降低。（4）檢查TDA2030管腳順序，注意TDA2030散熱片的安裝，先用螺釘和螺母將LTDA20300與散熱片組裝好，再將TDA2030插入電路板焊接，散熱片要緊貼電路板，散熱片不得與其他元件金屬部分相接觸；（5）焊接電位器時要使其緊貼電路板，并要在短時間內焊接完成，否則易損壞電位器動片使之接觸不良。（6）集成塊不能直接焊接，要先焊接集成塊座，焊好再把集成塊插上，注意集成塊座缺口方向。電路的檢測與調試1、檢查電路的靜態(tài)工作點4腳14V5\6\7腳電壓為7V8\9\10腳電壓為7V1\4腳7V5腳14V引腳①②③④⑤阻值黑表筆接③腳4kΩ4kΩ03kΩ3kΩ紅表筆接③腳∞∞018kΩ3kΩTDA2030好壞的測量TDA2030好壞的判斷可以用下列兩種方法進行粗略測量。1)電阻法正常情況下TDA2030各腳對③腳阻值見下表表中TDA2030各腳對③腳阻值，以上數(shù)據(jù)是用MF-500型萬用表的R×lk檔測得,不同表型所測阻值會有所區(qū)別,但其大致相同。2)電壓法將TDA2030接成OTL電路,空載時,①腳用電容對地交流短路,然后將電源電壓從0～15V逐漸升高,用萬用表測電源電壓和④腳對地電壓,若TDA2030性能完好,④腳電壓應始終為電源電壓的一半。否則,說明電路內部對稱性差,用作功率放大電路將產生失真。功率放大電路，提供給負載RL足夠大的功率。TDA2030的檢測TDA2030的引腳排列：Vi≤100mv2、檢查電路的交流通路（方法1：統(tǒng)調法）信號注入法電路安裝完畢，從函數(shù)信號發(fā)生器取出f=1kKHz，Vi=5mV的正弦波信號，加到電路的輸入端，用示波器觀察電路各節(jié)點的波形，查找故障點。跟隨器電路7V4腳14VVi≤100mv1\2\3腳電壓為7V2、檢查電路的交流通路（方法2：分調法）電路安裝完畢，將整機電路分為輸入級、音調與音量控制級及功放末級四部分，分別加入14V電源，進行獨立的調試。

1、檢查每級集成電路各管腳的直流電位是否正常，如不正常，則需檢查直流偏置電路和反饋支路的連接情況；2、從函數(shù)信號發(fā)生器取出f=1kKHz，Vi=100mV的正弦波信號，分別加到上述各級電路的輸入端，進行電路交流部分的調試，用示波器觀察電路各節(jié)點的波形，查找故障點。5\6\7腳電壓為7VVi≤100mv音調控制電路音量控制電路Vi≤100mv功率放大電路14V7V7VVi≤10mv試音前應測量以下數(shù)據(jù)：1、所有元件安裝好后接上直流電源14V，先檢查直流電源的電流示數(shù)有無異常。2、測量不插LM324時的IC各管腳的直流電壓和功放電路的中點電壓。3、插上LM324，再次檢查直流電源的電流示數(shù)有無異常，并測量電路的總電流(最大不失真的情況下)、IC各管腳的直流電壓和功放電路的中點電壓。4、（1）輸入電壓Vi

＝10mV，頻率f=1KHZ，觀察電路的輸出波形并測量電路的放大倍數(shù)。（2）調節(jié)RW3，觀察電路輸出波形的變化。5、把以上數(shù)據(jù)拿給老師并試音。6、試音合格后進行性能指標的測量。性能指標的測試（一）列表測量不插LM324和插上LM324時的IC各管腳的直流電壓和功放電路的中點電壓。

（二）列表測量第一級電路的放大倍數(shù)與總的放大倍數(shù)（RW1/RW2/RW3均處于最強位置時）。（三）列表測量電路的最大輸入電壓、最大輸出功率、電源實際供給功率和實際效率。RL=8Ω（參考課本P231-235）

1、將RW1、RW2、RW3置于最大提升和最大輸出位置，(RW1置于最大提升是指在50HZ時調RW1使VO最大;RW2置于最大提升是指在20KHZ時調RW2使VO最大;)2、輸入信號頻率f=1KHZ，輸入信號電壓Vi從0逐漸增大，直到示波器顯示的波形剛好不產生削波失真，失真度D小于10%，此時輸出電壓值為最大輸出電壓Vom,記下Vi

、Vom和動態(tài)電流。算出功率最大輸出功率、電源實際供給功率和實際效率。（四）列表測量放大電路輸出波形的失真度。

RW1、RW2、RW3位置同上，輸入信號為電路的最大輸入電壓，頻率分別為100HZ、1KHZ

、5KHZ

時所對應的失真度D的值。（五）測試噪聲電壓

RW1、RW2、RW3位置同上。輸入端短路，測量其輸出電壓，即噪聲電壓VN。（六）測量電路高低音提升與衰減的幅頻特性并畫出該曲線。

1、將RW1、RW2置于最大提升位置。輸入電壓Vi

＝10mV，調節(jié)RW3使輸出信號頻率在50HZ和20KHZ時不產生削波失真，改變信號頻率f從50HZ到20KHZ時，測量電路高低音提升幅頻特性。2、將RW1、RW2置于最大衰減位置。輸入電壓Vi

＝50mV，頻率f=1KHZ，調節(jié)RW3使輸出信號不產生削波失真，改變信號頻率f從50HZ到20KHZ時，測量電路高低音衰減的幅頻特性。性能指標測試完畢后：１、把性能指標測量數(shù)據(jù)交給老師；２、把焊接板寫上姓名并交回焊接板與元件盒；３、電烙鐵斷電，整理桌面，方可離開實驗室。同學注意喲！實驗報告的書寫：1、寫出功率放大器的電路方框圖，并簡述其工作原理；2、用仿真軟件畫出其整體電路圖，并仿真其測量指標；3、寫出測量指標所用儀器及其用途；4、列表測量電路的指標，并簡述測量步驟；5、分析焊接和調試過程中出現(xiàn)的故障，并總結解決方法；6、寫出學習這門課的心得體會；7、回答問題。（1）分析功率放大器輸入級（跟隨器）與音調調節(jié)級，為什么LM324的同相端和反相端以及輸出端電壓為電源電壓的一半？（課本P）（2）LA324的第Ⅰ、第Ⅱ運放組成跟隨、音調控制電路，其中點電壓應是6V左右，如果檢查電路時發(fā)現(xiàn)