音频功率放大电路课程设计报告
一、设计题目
题目:音频功率放大电路
二、设计任务和要求
1)设计任务
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
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2)设计要求
频带宽50HZ20kHZ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47K
三、原理电路设计
功率放大电路:
 功率放大电路通常作为多级放大电路的输出级。功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。在很多电子设备中,要求放大电路的输出级能够带动某种负载,例如驱动仪表,使指针偏转;驱动扬声器,使之发声;或驱动自动控制系统中的执行机构等。也就是把输入的模拟信号经被放大后,去推动一个实际的负载工作,所以要求放大电路有足够大的输出功率,这样的放大电路统称为功率放大电路。而音频功率放大器的作用就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地小,效率尽可能的高。随着半导体工艺,汽车音响功放技术的不断发展,输出功率几十瓦以上的集成放大器已经得到了广泛的应用。功率VMOS管的出现,也给功率放大器的发展带来了新的生机。总之,功率放大器的主要任务是向负载提供较大的信号功率,故功率放大器应具有以下几个主要特点:
1. 输出功率要足够大
工作在大信号状态下,输出电压和输出电流都很大.要求在允许的失真条件下,尽可能提高输出功率。
2. 效率要高
功率放大器实质上是一个能量转换器,它是将电源供给的直流能量转换成交流信号的能量输送给负载,因此,要求转换效率高.在直流电源提供相同直流功率的条件下,输出信号功率愈大,电路的效率愈高。
3. 非线性失真要小
功率放大器是在大信号状态下工作,电压,电流摆动幅度很大,而且由于三极管是非线性器件,在大信号工作状态下,器件本身的非线性问题十分突出,因此,输出信号不可避免地会产生一定的非线性失真.在实际应用中,要采取措施减少失真,使之满足负载要求.
设计流程:
1)方案比较与确定
方案一.用分立元件实现
分立元件是电子电路的基础元件,一直以来都是在它的基础之上分析和设计电路的。但是随着科技的发展,近年来出现了各式各样的集成器件,使分立元件的主体地位逐渐被集成元件所取代。虽然如此,不过在一些小型的电子电路中,它的优势依然不减。总的来说,分立元件,散热快,价格便宜,在设计中自由性也比较大。
方案二.用集成器件实现
集成功率放大器是在集成运算放大电路的基础之上发展起来的,其内部的电路和原理与集成运算放大电路基本类似。但是它又和集成运放有很大的不同,这在于它的安全性,高效性,低失真上优于集成运放,并且输出功率大。电路内部多施加深度负反馈。集成功率放大器广泛应用于各种各样的电器中,输出功率由几百毫瓦到几十瓦。除了单片集成功放电路外,还有集成功率驱动器,它与外配的大功率管及少量阻容元件构成大功率放大电路,有的集成电路本身包含两个功率放大器,称为双声道功放。集成功率放大器不仅具有体积小,重量轻,
成本低,外围元件少,安装调试简单,使用方便等优点;而且在性能上也优于分立元件,例如温度稳定性好,功耗小,失真小,特别是集成功率放大器内部还设置有过热,过电流,过电压等自动保护功能的电路对电路自行进行保护。
通过比较,由于使用分立元件所用的单个器件比较多,从而考虑的各种反馈电路和保护电路会比较多,实现起来会相对复杂;另外,集成器件在很多方面明显优于分立元件。所以我们运用集成芯片TDA2030完成音频功率放大电路的设计,能够更好地达到设计任务和要求。
TDA2030简介:
TDA2030是一块性能十分优良的功率放大集成电路,它是德律风根生产的音频功放电路,采用V5 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。