音频功率放大器设计实验报告

题目：音频功率放大器电路音频功率放大器设计任务1、基本要求（1）频带范围200Hz——10KHz，失真度<5%。（2）电压增益>=20dB。（3）输出功率>=1W(8欧姆负载)。（4）功率放大电路部分使用分立元件设计。发挥部分（1）增加音调控制电路。（2）增加话筒输入接口，灵敏度5mV，输入阻抗>>20欧姆。（3）输出功率>=10W(8欧姆负载)。（4）其他。目录1引言·····························································2总体设计方案·····················································2.1设计思路·······················································2.2总体设计框图···················································3设计原理分析·····················································3.1设计总原理图3.2设计的PCB电路图···1引言在现代音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以，就高保真度功放而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。本次设计旨在熟悉设计流程，达到基本指标。

2总体方案根据实验要求，本次设计主要是也能够是用集成功放\o"TDA2030"TDA2030为主的电路

一、电路工作原理

图1所示电路为音频功率放大器原理图，其中\o"TDA2030"TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，输出功率大于10W，频率响应为10~1400Hz，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。\o"TDA2030"TDA2030使用方便、外围所需元器少，一般不需要调试即可成功。

RP是音量调节电位器，C1是输入耦合电容，R1是TDA2030同相输入端偏置电阻。

R2、R3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（R2+R3）/R2=（0.68+22）/0.68=33.3倍，C2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。

C4、C5为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。R4、R5称为茹贝网路，用以在电路接有感性负载扬声器时，保证高频稳定性。VD1、VD2是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块\o"TDA2030"TDA2030。

2．电流反馈电流反馈是指在一个反馈电路中，若反馈量与输出电流成正比则为电流反馈;若反馈量与输出电压成正比则为电压反馈。通常可以采用负载短路法来判断。从概念上说，若反馈量与输出电压（有时不一定是输出电压，而是取样处的电压）成正比则为电压反馈；若反馈量与输出电流（有时不一定是输出电流，而是取样处的电流）成正比则为电流反馈。在判断电压反馈和电流反馈时，除了上述方法外，也可以采用负载短路法。负载短路法实际上是一种反向推理法，假设将放大电路的负载电阻RL短路（此时，），若输入回路中仍然存在反馈量，即，则为电流反馈；若输入回路中已不存在反馈，即则为电压反馈。判断电压反馈和电流反馈更直观的方法是根据负载电阻与反馈网络的连接方式来区分电压反馈与电流反馈。将负载电阻与反馈网络看作双端网络（在反馈放大电路中其中一端通常为公共接地端），若负载电阻与反馈网络并联，则反馈量对输出电压采样，为电压反馈。否则，反馈量无法直接对输出电压进行采样，则只能对输出电流进行采样，即为电流反馈。电压负反馈可以稳定输出电压；而电流负反馈则可以稳定输出电流。区分电压反馈与电流反馈只有在负载电阻RL变动时才有意义。如果RL固定不变，因输出电压与输出电流成正比，所以，在稳定输出电压的同时也必然稳定输出电流，反之亦然，二者效果相同。但是当负载电阻RL改变时，二者的效果则完全不同，电压负反馈在稳定输出电压时，输出电流将更不稳定；而电流负反馈在稳定输出电流时，输出电压将更不稳定

二、元器件的选择

集成功率放大器\o"TDA2030"TDA2030。

RP为碳膜电位器。

C1、C2为电解电容器，耐压为16V，C3、C4、C5为瓷介电容。

R1、R2、R3为碳膜电阻，额定功率为1/8W。R4为碳膜电阻，额定功率为1/4W。VD1、VD2为IN4007小功率整流二极管。B为4Ω或8Ω、15W全频扬声器。

三、电路制作

图2是本电路印制电路板图及\o"TDA2030"TDA2030管脚图。

由于\o"TDA2030"TDA2030输出功率较大，因此需加散热器。而\o"TDA2030"TDA2030的负电源引脚（3脚）与散热器相连，所以在装散热器时，要注意散热器不能与其他元器件相接触。四、PCB设计中应注意的问题1．布线方向：

从焊接面看，元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致，布线方向最好与电路图走线方向相一致，因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测，故这样做便于生产中的检查，调试及检修（注：指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的前提下）。

2．各元件排列，分布要合理和均匀，力求整齐，美观，结构严谨的工艺要求。

3、设计布线图时要注意管脚排列顺序，元件脚间距要合理。

4．在保证电路性能要求的前提下，设计时应力求走线合理，少用外接跨线，并按一定顺充要求走线，力求直观，便于安装，高度和检修。

5．设计布线图时走线尽量少拐弯，力求线条简单明了。

6．布线条宽窄和线条间距要适中，电容器两焊盘间距应尽可能与电容引线脚的间距相符；

7．设计应按一定顺序方向进行，例如可以由左往右和由上而下的顺序进行。五．焊盘应注意的常见问题焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。

焊盘的开口：有些器件是在经过波峰焊后补焊的，但由于经过波峰焊后焊盘内孔被锡封住，使器件无法插下去，解决办法是在印制板加工时对该焊盘开一小口，这样波峰焊时内孔就不会被封住，而且也不会影响正常的焊接。

焊盘补泪滴：当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样的好处是焊盘不容易起皮，而是走线与焊盘不易断开。

相邻的焊盘要避免成锐角或大面积的铜箔，成锐角会造成波峰焊困难，而且有桥接的危险，大面积铜箔因散热过快会导致不易焊接。六、总结此次设计是我们提高专业能力的重要一步。从最初的选题到制作直到完成论文。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改论文，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。通过这次实践，我了解了音频功率放大器用途及工作原理，熟悉了音频功率放大器的设计步骤，锻炼了设计实践能力，培养了自己独立设计能力。此次设计