课程设计
课程名称模拟电子技术课程设计题目名称_音频功率放大电路
学生学院材料与能源学院
2011年07月04日
目录
前言 (2)
一、课程设计题目 (2)
二、设计任务和要求 (2)
三、原理电路设计及元件参数 (2)
四、元件清单 (5)
五、电路调试过程与结果 (5)
六、总结和心得体会 (8)
七、参考文献 (9)
八、致谢 (9)
九、附件 (9)
前言
摘要：
功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。
当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线形失真尽可能的小，效率尽可能的高。
功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。
有用继承运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有专集成电路功率放大器。
本文设计的是一个OTL 功率放大器，该放大器采用TDA2030音频放大器芯片，TDA2030音频放大器电路是最常用到的音频功率放大电路，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。
采用正输出单电源供电。
关键词：TDA2030 音频放大器电路OTL 功率放大器非线形失真
一、课程设计题目
音频功率放大电路
二、设计任务和要求
1、要求：设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬
声器，阻抗8Ω。
2、基本指标：频带宽50H
Z ～20kH
Z
，输出波形基本不失真；电路输出功率
大于8W；输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47KΩ。
三、原理电路设计及元件参数
TDA2030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。
如下图所示。
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。
如LM1875。
电路特点：
●外接元件非常少。
●输出功率大，
Po=18W(RL=4Ω)。
●采用超小型封装
（TO-220）,可提高组装
密度。
●开机冲击极小。
●内含各种保护电路，因此工作安全可靠。
主要保护电路有：短路保护、热
保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。
（1）方案比较与确定：
○
1 OCL 电路简介： OCL 电路称为无输出电容攻放电路，是在OCL 电路的基础上发展起来的。
主要特点：
1.采用双电源供电方式，输出端直流电位为零；由于没有输出
电容，低频特性很好扬声器一段接地，一端直接与放大器输出端连接，因此须设置保护电路。
2.具有恒压输出特性：允许选择4欧、8欧或16欧负载；
3.最大输出电压振幅为正负电源值。
额定输出功率约为/(2RL) ○
2 OTL 电路简介： OTL 电路称为无输出变压器功放电路，是一种输出级与扬声器之间采用电容耦合而唔输出变压器的功放电路，它是工报真功率放大器的基本电路之一，但输出端得耦合电容对频响也有一定的影响。
主要特点：
1.采用单电源供电方式，输出端直流电位为电源电压的一半；
2.输出端与负载之间采用大容量电容耦合，扬声器一端接地；
3.据有恒压输出特性，允许扬声器阻抗在4欧、8欧、16欧负载； 经过查阅资料、认真比较和考虑后，决定选择OTL 电路来进行设计。
（2）整体电路框图的确定：
图1 电路基本框图
采用集成运算放大器设计基本放大电路
图2 电路结构框图
（3）单元电路设计及元件选择：
1.根据闭环增益计算方法，选择R5和R6时应增大他们之间的比例，所以选择R6为150千欧，而R5太小会失真，所以选择4.7千欧。
2.输出部分的滤波电容应尽量选择大电容以使输出中的直流分量尽可能的被滤除。
这里选择2200uf 的电容。
3.由于TDA2030的工作电压不能超过22V ，所以这里的二极管选取IN4001即可，其反向击穿电压为50V,符合电路要求。
图3 电路基本原理图
图4 multisim 电路图
四、元件清单
五、电路调试过程与结果：
（1）理论数据
放大倍数：
○
1当输入100mV 、1kHz 时
输入Ui 输出Uo
○
2当输入50mV 、1kHz 时
输入Ui 输出Uo TDA2030集成运算放大器静态工作点分析
静态工作点1 静态工作点2
静态工作点3静态工作点4
通频带分析：
下限频率fL=630.9573Hz 上限频率fH=17.4532KHz
fH - fL=（17.4532 -0.6309573）KHz =16.822427KHz
频带宽50H Z～20kH Z （符合设计要求）
波形图：
输出正弦波波形基本不失真（符合设计要求）
（2）实测数据
与理论
值（30.88倍）有一定的差异。
这是由于音频集成放大芯片发热量比较大，比较容易受周围环境温度的影响，从而也导致了一定的误差
波形频率：1.002KHz 周期：1.002ms RMS1.08V
输出峰-峰值 (1)100mV: 3.16V (2) 50mV: 1.66V
输入阻抗满足设计要求，输入阻抗大于47k 输出波形在示波器上的实拍图 (符合设计要求)
运算放大器静态工作点：脚1: 5.89V 脚2: 5.98V 脚3：0.01V
脚4：5.97V 脚5：12.00V
在实验室调试电路过程中，刚开始电路一点反应都没有，经过检查，发现有几个地方焊错了，但是最后还是解决了问题，最终调试成功。
六、总结和心得体会
这次课程设计我们先是上网查找资料，再进行电路设计和仿真，在仿真过程中出现了不少问题，而且在做实物的过程中也给我们带来了难题，例如：如何布线。
但是最后通过我们的努力还是完成了这次课程设计。
这次课程设计对我来说是一个很好的锻炼机会，让我能够充分地利用所学过的理论知识还有自己的想象能力，另外还让我学习查找资料的方法以及加强自己分析电路，设计电路的能力，除了加强了分析电路和设计电路的能力外，对模电知识更加巩固了，而且扩大了我的知识领域，同时也发现了自己的很多不足之处。
如：
（1）虽然理论上达到了设计要求，但在实际操作过程中理想与现实总是存在很大差异。
在一些元器件的选择上，性能较好的管子参数很好但性价比较低。
更有一些元件市场上买不到。
应此在电路设计时一定要寻求最优化设计。
（2）在设计电路时考虑到元器件差异，理论与实际的差异及元器件对电路复杂程度的影响和电路的性价比等因素，所以在设计电路时一般都有多于一套的方案及备用元件来更好的完成此次试验。
（3）在焊接电路板板时也遇到很多问题：排板不合理，还需要考虑元件散
热问题等。
（4）在焊接电路板时需要注意焊接技巧，若不细心则会出现虚焊或焊接不美观，更糟糕的是可能损坏元器件。
另外，通过这次课程设计，我发现动手实践和理论是有差距的，这让我明白在以后的学习生活中要更多的去动手实践，这样才能学到更多的东西和巩固自己的理论知识，为以后在社会上工作打下坚实的基础。
总之，通过这次课程设计我意识到自己以前所学知识的肤浅，不能利用所学的解决生活中存在的一些问题，这次课程设计增强了我的实际动手能力和分析能力，也给了我很大的启发，知识如海洋般广阔，是学不到尽头的，以后我要看更多的书，学更多的知识，多动手实践，扩大自己的视野。
我相信只有这样，才能提高自己的水平。
本次电路设计，一方面巩固和加强了自己在电路方面的知识，了解一些常用家用电器的内部电路结构，从而为以后的学习和工作作好知识保障。
另一方面，我们可以进一步加深对所学知识的理解，以及如何用所学知识来处理一些在实际操作过程中问题。
这一实践与理论相结合的过程，将有益于我们学习其它理论知识和提高我们今后进一步利用理论知识解决实际问题的能力.在设计
的过程中使得我们有必要对其进行更深刻地认识与了解，从而在本质上掌握它的设计思路及实践方式，为以后能够更好的应用打下良好的理论基础。
七、参考文献
1、童诗白、华成英，《模拟电子技术基础》
2、康华光，《电子技术基础》模拟部分
3、赵淑范王宪伟，《电子技术实验与课程设计》
八、致谢
在本次课程设计成稿之际，首先我要特别感谢我的指导老师陈元电老师。
在陈老师的答疑帮助下，同时也给予我不少实质上的建议，我学会了好多知识，纠正了我在电路设计中的许多错误。
另外，也要感谢我们班的同学给予我的很多帮助，每当遇到困难时都是在同学们的帮助下才得到了及时解决，使我知道了怎样发现问题，学会怎样处理问题的方法。
九、附件
实物图
音频放大电路（实物图正面）
音频放大电路（实物图反面）
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