TDA2030型功率放大器课程设计

1、电子技术课程设计报告设计题目：TDA2030型功率放大器姓名 # 专业电气工程及其自动化班级电气10-1班学号 指导老师 摘 要TDA2030A是许多电脑有源音箱所采用的HI-FI功放集成块。它接法简单，价格实惠，输出电流大，谐波失真和交越失真小，具有优良的短路和过热保护电路。其有单电源和双电源两种接法，在本设计中使用双电源接法。TDA2030A是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。按引脚的形状引可分为H型和V型。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。意大利SGS公司、美国RCA公司、日本

2、日立公司、NEC公司等均有同类产品生产，虽然其内部电路略有差异，但引出脚位置及功能均相同，可以互换。关键词：TDA2030A 功率放大9 / 13文档可自由编辑打印目 录第1章 概述11.1 设计目的11.2 基本功能1第2章 系统总体方案设计12.1 设计思路12.2 设计方案12.3 设计要求2第3章 各模块功能与设计33.1 元件分析33.2 放大电路的基本设计43.3 电源设计43.4 音量调节设计53.5 总体电路设计6第4章 总体分析64.1 仿真分析64.2 安装调试74.3 元件清单8第5章 心得体会9参考文献10第1章 概述1.1 设计目的(1) 掌握集成运算放大器的工作原理

3、及其应用；(2) 通过实验总结回顾所学的模拟电子知识，掌握低频小信号放大电路和功率放大电路的设计方法；(3) 培养自主学习能力和实际动手能力。1.2 基本功能采用集成功放TDA2030设计一个语音放大电路，将微弱的语音信号，经过放大、滤波、功率放大后驱动扬声器。以集成电路TDA2030为中心组成的功率放大器具有失真小、外围元件少、装配简单、功率大、保真度高等特点。第2章 系统总体方案设计2.1 设计思路一般地，语音放大电路由“前置放大电路”、“有源带通滤波器”、“功率放大器”、“喇叭”等几部分结构构成。前置放大器：将前级输出的微小的点信号在电压上进行放大；带通滤波器：滤除各种噪声信号，而使正常

4、的信号通过；功率放大器：放大电流，使信号能够驱动负载（即喇叭）。 2.2 设计方案在本设计中，选用的是TDA2030集成功率放大器。由于元件自身的特点，本电路主要有三部分组成：电源部分、左声道功率放大器、右声道功率放大器。如图2.22.3 设计要求(1)前置放大器：a)输入信号；b)输入阻抗；(2)有源带通滤波器：a)带通频率范围；b)增益；(3)功率放大器：a)最大不失真输出功率；b)负载电阻；c)电源电压；(4)输出功率连续可调：a)直流输出电压（输出开路时）；b)静态电源电流（输出短路）。第3章 各模块功能与设计3.1 元件分析本电路的重要元件是TDA2030A.TDA2030A的外形和

5、引脚图如图3.1所示。1-同相输入端，2-反相输入端，3-负电源端，4-输出端，5-正电源端。TDA2030A音频集成功放主要参数如表3.1所示：表3.1电源电压输出峰值电流3.5 A输入电阻>0.5 M电压增益30 d频响带宽(BW)0-140 kHzTDA2030A电路的外接元件非常少，输出功率大，采用超小型封装提高了组装密度，开机冲击小，内含各种保护电路工作安全可靠。使用该元件的时候，要注意以下几点：(1) TDA2030A具有负载泄放电压反冲保护电路，如果电源电压峰值电压40V的话，那么在5脚与电源之间必须插入LC滤波器，二极管限压（5脚因为任何原因产生了高压，一般是喇叭的线圈电

6、感作用，使电压等于电源的电压）以保证5脚上的脉冲串维持在规定的幅度内；(2) 热保护：限热保护有以下优点，能够容易承受输出的过载（甚至是长时间的），或者环境温度超过时均起保护作用；(3) 与普通电路相比较，散热片可以有更小的安全系数，万一结温超过时，也不会对器件有所损害，如果发生这种情况，Po=（当然还有Ptot）和Io就被减少；(4) 印刷电路板设计时必须较好的考虑地线与输出的去耦，因为这些线路有大的电流通过；(5) 装配时散热片与之间不需要绝缘，引线长度应尽可能短，焊接温度不得超过260，12秒；(6) 虽然TDA2030A所需的元件很少，但所选的元件必须是品质有保障的元件。3.2 放大电

7、路的基本设计如图3.2所示，这是TDA2030A构成的一种经典放大电路。对于这种经典电路，能计算出增益3.3 电源设计TDA2030A构成的功率放大电路需要用到正负双电源。在这个设计中，使用变压器，整流桥，滤波等将工频电压转化为直流双电源。如图3.3所示是一种电源电路图。从A+和A-可以输出正负直流电压。通过调节元件参数，使得输出电压为，以保证电路正常工作。3.4 音量调节设计音频信号通过 J1，J2 输入，左右两通道元件参数完全相同在 L 左声道中 C1，C2，R2，W1 等构成高音调节电路；R3，R4，R5，C3，C4，W2 等构成低音调节电路。音频信号经过 C5 耦合至音量电位器 W3

8、进行音量调整，C6 是为了防止自激和减少高频噪声而加入的。其电路如图3.4：3.5 总体电路设计如图3.5，这是本次实验所设计的完整电路图。电源部分是由变压器和整流桥构成的电源，TDA2030A放大电路，音量调节电路等部分构成。电路选择音频输入线输入音频信号，经过放大得到双声道音频信号，从喇叭输出响亮的声音。第4章 总体分析4.1 仿真分析由于整个电路的左右声道两个部分原理相同，仿真分析只选取其中的一个声道，并且电源略去不仿真。仿真软件选用multisim，在软件中连接电路如图4.1所示：图4.1选用信号发生器作为输入信号，调节信号为1kHz,100mV，将音量调节电位器调至50%，用示波器观

9、察输出信号，如图4.2：图 4.2电路的反放大倍数放大级的放大倍数，在模拟中，测得TDA2030A输入输出端的电压，有，可以认为两者是相同的。4.2 安装调试(1)静态调试：集成输入对地短路，观察输出有无振荡，如有震荡，采取消震措施以消除振荡。(2)功率参数测试a)测量最大输出功率输入f=1kHz的正弦输入信号u，并逐渐加大输入电压幅值直至输出电压的波形出现临界削波时，测量此时两端输出电压的最大值或有效值，则b)测量电源供给的平均功率近似认为电源给整个电路的功率为，所以在测试的同时，只要在供电回路串入一只直流电流表测出直流电源提供的平均电流，即可求出c)计算效率 d)计算电压增益Au3 (3)

10、系统调节经过对TDA2030A的放大级部分的局部测试之后，扩大到整个系统的调节。a)令输入信号，测量输出的直流输出电压。b)输入f=1kHz的正弦信号，改变ui幅值，用示波器观察输出电压uo波形的变化情况，记录输出电压uo最大不失真幅度所对应的输入电压ui的变化范围。c)输入ui为一定值的正弦信号，改变输入信号的频率，观察uo的幅值变化情况，记录uo下降到0.707uo之内的频率变化范围。d)计算总的电压放大倍数。4.3 元件清单该设计中所用到的元件如下表所示：表4.1序号名称型号规格位号数量1集成电路TDA2030AIC1、IC22块2整流二极管IN4007VD1VD44块3电阻器10R9、

11、R182支4电阻器300R8、R172支5电阻器1kR1、R102支6电阻器1.5kR5、R142支7电阻器2.2kR3、R122支8电阻器5.6kR4、R132支9电阻器10kR2、R11、R19、3支10电阻器22kR6、R152支11电阻器47kR7、R162支12瓷片电容器222C1、C82支13瓷片电容器223C2、C4、C9、C114支14瓷片电容器104C15、C162支15瓷片电容器224C5、C7、C12、C144支16电解电容器10C3、C6、C10、C134支17电解电容器2200/25VC17、C182支18电位器B50kRP11个19电位器B100kRP2、RP32个

12、20散热器、开关SRQ、K各121发光二极管3LED1个第5章 心得体会通过此次课程设计，我掌握了功率放大器的基本设计方法和设计原理，对集中基本电路有了更深刻的认识和印象，积累了一定的放大电路设计和调试的经验，并且深刻地体会到了在电子设计过程中应该十分细心，应有全局观。首先，应该对电路的布局有一个整体的考虑，做到元件的布置合理，避免出现短路、断路等情况，而且应尽量使元件均匀地分布在整个电路板上，注意对称。其次， 在焊接过程要谨慎，避免出现接点之间的粘连和虚焊等情况。最后，要认真检查电路， 在确认准确无误后接通电源进行调试。在进行实物焊接前，应该对元件进行检查，在确认无损坏的情况下再进行焊接。可以多增加几级滤波电路来滤除波纹，还可以通过改进元器件的性能来减少噪音，这些改进会在一定程度上提高语音放大电路的性能。随着信息科学技术的不断发展，学习电子信息工程的我越来越强烈地感觉到理论知识与实践结合的重要性，可以说实践是我们研究电子技术的一个重要手 段，是对理论的验证又是理论知