音頻功率放大器課程設(shè)計(jì)

1、 梧 州 學(xué) 院 課程設(shè)計(jì)論文課程名稱 模擬電子技術(shù) . 論文題目 音頻功率放大器設(shè)計(jì). 系 別 電子信息工程系 . 專 業(yè) 電子信息工程 . 班 級 電本一班 . 學(xué) 號 201301902100 . 學(xué)生姓名 聰明的小強(qiáng) . 指導(dǎo)教師 xxxx . 完成時間 2014 年 12 月題號一、作品測試二、課程設(shè)計(jì)論文總分滿分10 30 10 103010100評分依據(jù)電路設(shè)計(jì)電路的調(diào)試及工作情況回答問題論文規(guī)范性設(shè)計(jì)原理簡述及原理圖測試結(jié)果及分析得分 目錄第一章、 系統(tǒng)原理分析與設(shè)計(jì)任務(wù)31.1 功率放大器的基本原理31.2 設(shè)計(jì)任務(wù)3第二章、 設(shè)計(jì)方案分析4 2.1 TDA2030簡介5 2

2、.2 主要單元電路62.3 所需元器件6第三章、 制作、調(diào)試過程與測量數(shù)據(jù)分析73.1制作、調(diào)試過程與測量數(shù)據(jù)分析83.2 作品展示93.3小結(jié)10 3.4參考文獻(xiàn)10第一章 系統(tǒng)原理分析與設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 功率放大器的基本原理利用三極管的電流控制作用或場效應(yīng)管的電壓控制作用將電源的功率轉(zhuǎn)換為按照輸入信號變化的電流。因?yàn)槁曇羰遣煌穹筒煌l率的 波，即交流信號電流，三極管的集電極電流永遠(yuǎn)是基極電流的倍，是三極管的交流放大倍數(shù)，應(yīng)用這一點(diǎn)，若將小信號注入基極，則集電極流過的電流會等于基 極電流的倍，然后將這個信號用隔直電容隔離出來，就得到了電流(或電壓)是原先的倍的大信號，這現(xiàn)象成為三極管的放大

3、作用。經(jīng)過不斷的電流及電壓放 大，就完成了功率放大。功率放大器，簡稱“功放”。很多情況下主機(jī)的額定輸出功率不能勝任帶動整個音響系統(tǒng)的任務(wù)，這 時就要在主機(jī)和播放設(shè)備之間加裝功率放大器來補(bǔ)充所需的功率缺口，而功率放大器在整個音響系統(tǒng)中起到了“組織、協(xié)調(diào)”的樞紐作用，在某種程度上主宰著整個 系統(tǒng)能否提供良好的音質(zhì)輸出。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個音頻功率放大器，聲音信號可直接由話筒或線路輸入。設(shè)計(jì)指標(biāo)：（1）. 最大不失真輸出功率：Po8W。（2）. 額定負(fù)載電阻：RL=8或4。（3）. 頻帶寬度：50HZ20KHZ。（4）. 非線性失真度：小于5。（5）. 具有音調(diào)控制功能第二章 設(shè)計(jì)方案分析2.1

4、 TDA2030簡介 TDA2030是德律風(fēng)根生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5 腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。按引腳的形狀引可分為H型和V型。該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備，具有內(nèi)部保護(hù)電路。意大利SGS公司、美國RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同類產(chǎn)品生產(chǎn)，其主要特點(diǎn)是上升速率高、瞬態(tài)互調(diào)失真小，我們知道，瞬態(tài)互調(diào)失真是決定放大器品質(zhì)的重要因素，該集成功放的一個重要優(yōu)點(diǎn)。TDA2030A功率放大管利用三極管的電流控制作用或場效應(yīng)管的電壓控制作用將電源的功率轉(zhuǎn)換為按照輸入信號變化的電流。因?yàn)槁曇羰遣煌穹筒煌l率的波，即交流信號電流，三極管的集電極電流永遠(yuǎn)是基極電

5、流的倍，是三極管的交流放大倍數(shù)，應(yīng)用這一點(diǎn)，若將小信號注入基極，則集電極流過的電流會等于基極電流的倍，然后將這個信號用隔直電容隔離出來，就得到了電流(或電壓)是原先的倍的大信號，這現(xiàn)象成為三極管的放大作用。經(jīng)過不斷的電流及電壓放大，就完成了功率放大。 根據(jù)掌握的資料，在各國生產(chǎn)的單片集成電路中，輸出功率最大的不過20W，而TDA 2030的輸出功率卻能達(dá)18W，若使用兩塊電路組成BTL電路，輸出功率可增至35W。另一方面，大功率集成塊由于所用電源電壓高、輸出電流大，在使用中稍有不慎往往致使損壞。然而在TDA 2030集成電路中，設(shè)計(jì)了較為完善的保護(hù)電路，一旦輸出電流過大或管殼過熱，集成塊能自動

6、地減流或截止，使自己得到保護(hù)。電路特點(diǎn)：1.外接元件非常少。2.輸出功率大，Po=18W(RL=4)。3.采用超小型封裝（TO-220）,可提高組裝密度。4.開機(jī)沖擊極小。5.內(nèi)含各種保護(hù)電路，因此工作安全可靠。 TDA2030集成電路的第三個特點(diǎn)是外圍電路簡單，使用方便。在現(xiàn)有的各種功率集成電路中，它的管腳屬于最少的一類，總共才5端,通過查閱資料知道他的管腳分布為：漢字對著人，從左往右數(shù)為1 2 3 4 5 其中1為同相輸入端2為反相輸入端3為功率放大器的接地端4為功率放大器額的輸出端5為功率放大器的電源線的接入端2.2主要單元電路設(shè)計(jì)2.3所需元件：第三章3.1 制作、調(diào)試過程與測量數(shù)據(jù)分

7、析1、利用原理圖設(shè)計(jì)工具繪制原理圖。當(dāng)然，有些特殊情況下，如電路版比較簡單，已經(jīng)有了網(wǎng)絡(luò)表等情況下也可以不進(jìn)行原理圖的設(shè)計(jì)，直接進(jìn)入PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)，在PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，可以直接取用零件封裝，人工生成網(wǎng)絡(luò)表。2、手工更改網(wǎng)絡(luò)表。將一些元件的固定用腳等原理圖上沒有的焊盤定義到與它相通的網(wǎng)絡(luò)上，沒任何物理連接的可定義到地或保護(hù)地等。將一些原理圖和PCB封裝庫中引腳名稱不一致的器件引腳名稱改成和PCB封裝庫中的一致，特別是二、三極管等。3、設(shè)置PCB設(shè)計(jì)環(huán)境。包括設(shè)置格點(diǎn)大小和類型，光標(biāo)類型，版層參數(shù)，布線參數(shù)等等。大多數(shù)參數(shù)都可以用系統(tǒng)默認(rèn)值，而且這些參數(shù)經(jīng)過設(shè)置之后，符合個人的習(xí)慣，以后無須再去修

8、改。4、規(guī)劃電路版。電路版的邊框，包括電路版的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上適當(dāng)大小的焊盤。對于3mm的螺絲可用6.58mm的外徑和3.23.5mm內(nèi)徑的焊盤對于標(biāo)準(zhǔn)板可從其他板或PCB IZARD中調(diào)入。5、調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表文件和修改零件封裝。也是原理圖設(shè)計(jì)與印象電路版設(shè)計(jì)的接口，只有將網(wǎng)絡(luò)表裝入后，才能進(jìn)行電路版的布線。在原理圖設(shè)計(jì)的過程中，ERC檢查不會涉及到零件的封裝問題。因此，原理圖設(shè)計(jì)時，零件的封裝可能被遺忘，在引進(jìn)網(wǎng)絡(luò)表時可以根據(jù)設(shè)計(jì)情況來修改或補(bǔ)充零件的封裝。當(dāng)然，可以直接在PCB內(nèi)人工生成網(wǎng)絡(luò)表，并且指定零件封裝。6、 布線。多數(shù)設(shè)計(jì)者采用手動布局的形式。用鼠標(biāo)選中一個元

9、件，按住鼠標(biāo)左鍵不放，拖住這個元件到達(dá)目的地，放開左鍵，將該元件固定。Prote在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局選項(xiàng)包含自動選擇和自動對齊。使用自動選擇方式可以很快地收集相似封裝的元件，然后旋轉(zhuǎn)、展開和整理成組，就可以移動到板上所需位置上了。當(dāng)簡易的布局完成后，使用自動對齊方式整齊地展開或縮緊一組封裝相似的元件。7、 布孔。假如板上空間允許則可在板上放上一些類似于實(shí)驗(yàn)板的布線區(qū)。對于大板子，應(yīng)在中間多加固定螺絲孔。板上有重的器件或較大的插件等受力器件邊上也應(yīng)加固定螺絲孔，有需要的話可在適當(dāng)位置放上一些測試用焊盤，最好在原理圖中就加上。將過小的焊盤過孔改大，將所有固定螺絲孔焊盤的網(wǎng)絡(luò)定

10、義到地或保護(hù)地等。放好后用VIEW3D功能察看一下實(shí)際效果，存盤。(生成的PCB圖)8、打印設(shè)置并制作電路板，然后焊接。9、通過測試完成此次波形圖數(shù)據(jù)。3.2作品照片展示：3.3小結(jié)通過對此次音頻功率放大器的制作，我更深一步的了解了TDA2030的有關(guān)作用并親自付諸于實(shí)踐完成了此次制作，雖然之前有失敗過一次但我并未放棄，終于經(jīng)過我的不懈努力終于成功了，那種快樂與成就感從未有過。同時我然的我深刻的認(rèn)識到，以后對電路作品的制作應(yīng)該時時刻刻懷著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度去對待，也讓我深刻的感悟到，在大學(xué)里只是單純的學(xué)習(xí)課本的理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)是不夠的，我們更應(yīng)該親手去實(shí)踐才能達(dá)到學(xué)習(xí)這門課程的目的，也為以后畢業(yè)找工作中增加成功的砝碼。歸根到底，此次制作的成功主要是老師的辛勤教導(dǎo)還有自己的不懈努力獲得的，在以后的學(xué)習(xí)中我會以更飽滿的狀態(tài)去學(xué)習(xí)。3.3 參考文獻(xiàn)【1】謝龍漢 魯力 張桂東. 原理圖與PCB設(shè)計(jì)及仿真. 電子工業(yè)出版社. 【2】楊欣 王玉鳳 劉湘黔編. 電子設(shè)計(jì)從零開始. 清華大學(xué)出版社. 2005.10.01【3】西安交通大學(xué)電子學(xué)教研室編. 沈尚賢主編.