TDA2030单电源双通道纯后级功放设计与制作报告一、摘要
后级的输入讯号很单纯,就是承接前级的输出。
但后级的负载是喇叭,这就是让许多音响迷,甚至杂志评论写手搞不定之处。
后级是前级的负载,是高阻抗负载;喇叭是后级的负载,是低阻抗负载。
看起来差不多,只差一个字,但阻抗的一高一低却造成「很容易推」或「推不动」现象。
当前级接上高阻抗的后级,它主要提供适切的输出电压,因为后级扩大机的输入阻抗很少低于10KΩ,有这种后级,但不多见,一般都是47KΩ左右。
当后级扩大机接上低阻抗的喇叭,它不但要提供适切的电压,也要提供足够的电流。
除少数特例,目前喇叭阻抗很少高过8Ω,甚至还低于4Ω。
而1KΩ=1000Ω。
差异是不是很大?
所以Hi-End后级,不但讲求大功率输出,动辄数百瓦,每声道独立装箱,还特别注明是大电流设计,当负载阻抗降低一半,输出功率会提升至原来的两倍。
若是输出电流能力不足,当负载阻抗降低时(某些喇叭在工作时,例如Dynaudio,它的阻抗会随着讯号频率降低而降低),若扩大机输出电流不够,就会产生切割─clipping
二、引言
如今随着科学技术的迅猛发展,电子产品被应用到了人们工作、生活的各个角落。
而在众多电子产品中功放的应用相当广泛,功放技术已经渗透到国民经济的各个行业和日常生活的方方面面,在工业自动化、生产过程控制、信息采集和处理、通信工程、音乐播放、家庭生活、办公教学、家用电器等各个方面得到了广泛的应用。
特别是一些家用电器音响几乎都是用功放完成。
大量的音频功放的使用带来了大量的音响的生产。
在一些功放的生产以及维修中,对其音响是否规范的检测尤其重要。
在功放生产线上,工人们需要对功放的每个部分进行检测,以确定音响能否发出高品质的音效。
为了解决音频功放的检测问题,适应市场需要而设计不同类型的音频功放设备。
三、设计方案
3.1系统框图
3.2工作原理图
3.3工作原理
四、硬件电路
4.1仪器工具:电路套件
4.2元件清单
4.3、TDA2030
TDA2030A是电话机根生产的音频功
放电路,采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。
如图所示,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。
电源电压±18v
输入电压Vs
差分输入电压±15v
峰值输出电流3.5A
耗散功率20w
1电路特点
[1].外接元件非常少。
[2].输出功率大,Po=18W(RL=4Ω)。
[3].采用超小型封装(TO-220),可提高组装密度。
[4].开机冲击极小。
[5].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。
[6].TDA2030A能在最低±6V最高±22V的电压下工作在±19V、8Ω阻抗时能够输出16W的有效功率,THD≤0.1%。
无疑,用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或小型功放再合适不过了。
2引脚情况
1脚是正向输入端
2脚是反向输入端
3脚是负电源输入端
4脚是功率输出端
5脚是正电源输入端。
3极限参数
4注意事项
[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。
五、单元电路
5.1电源电路:
为电路提供5v~12v直流电源
5,2信号输入控制电路
3p音频插座为音频信号输入借口,两端为左右声道接入口,中间为公共端(也是接地无端)。
双联电位器用来控制音频大小,顺时针为增大音频,逆时针减小音频。
5.3放大电路
放大电路采用TDA2030放大器,将输
入的音频信号进行功率放大,然后输出。
5,4负载电路
负载采用50W 40HM喇叭把音频信号进行输出。
六、手工绘图
6.1裁板:
1.把覆铜板裁成3cm*4cm。
2.用纱布打磨干净、光滑。
6.2手工依照原理图进行画图与布局
1.布局要整齐清晰
2.绘图时注意事项:
a) 走线不要连直角,应走120度角。
b) 线粗;交流电源线最粗,其次直流电源线,再次接地线,最好普通
元件之间的连线。
6.3腐蚀电路板
1.腐蚀液:盐酸、双氧水、水。
2.注意事项:
a. 配制溶液时应佩带塑料手套(盐酸具有腐蚀性)。
b. 口鼻离盐酸(盐酸易飞发、有刺激性气味)瓶口30公分远。
c. 盐酸:双氧水=1:1,加少量常温水,搅拌均匀后在放入绘制好的电
路板
d. 电路板腐蚀好后用水清洗后再用手接触。
6.4钻孔
腐蚀好的电路板,药及时打孔,以便涂上保护膜。
每个孔位要先用铁定或冲子轻轻打一个定位眼,再用电钻或手钻钻孔,钻头直径一般为0.8—1mm.
七、焊接整机调试
7.1检测、区分元件
1.用万用表检测相关元件是否能够使用、部分电阻阻值及个别元
件的管脚区分。
2.用万用表检测腐蚀好的电路板连接线是否有断路。
7.2焊接电路
1.用电烙铁按照对应元件从小到大依次焊接。
2.电烙铁一般在一个焊盘上停留1~3s,避免温度过高损坏焊盘和元件,
3.使用松香助焊。
7.3检测电路
1.电路焊接完成后用万用表检测元件是否损毁,电路中是否存在虚焊、
短路,断路。
7.4调试电路
给电路通上12v直流电源输入音乐音频信号则会听到悦耳的音乐效果,略微带有杂音,调节双联电位器控制音效的大小。
7.5遇到为题及解决措施
问题
a)电路工作时音效会带有杂音。
b)音效有时会忽高忽地。
c)更严重的是喇叭中就不会输出声音。
d)两个喇叭音频不一样大。
e)当有金属导体或者人体导体接触电解电容或双联电位器时喇叭就会产
生较大的杂音。
原因及措施
1)焊点存在虚焊漏焊特别是电解电容的焊盘,消除虚焊或者漏焊
2)音频输入阴线固定不牢固,加固接线口就可以解决问题
3)电路连接错误、短路断路。
或者元件损坏不能使用,都会造成这
样的结果。
仔细对照原理图,检查电路,层层检查各部分电路及元
件。
4)谐振电路电阻和电容不匹配造成,选选择合适的电阻电容,就可以
适当改善效果。
5)金属导体或者人体导体会带有一些静电,但接触电解电容顶端金属
时会给电容充电或者放电,接触双联电位器金属端导体上的静电会
影响电位器。
形成电场干扰,把元件上外壳上加上绝缘外壳避免与
外界电场、静电干扰。
这样就能减小杂音。
八、总结
(二)、参考文献
a.曲昀卿、杨晓波.模拟电子技术基础[M].北京邮电大学出版社,2012.
b. 胡斌、胡松.电子元器件.[M].北京.电子工业出版社,2012.
c. 马晓麟.整机装联工艺与技术.[M].北京.电子工业出版社,2011.
d. 康华光.电子技术基础模拟部分(第五版).北京市:高等教育出版
社,2006.
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