TDA2030型功率放大器課程設(shè)計(jì)

1、摘 要TDA2030A是許多電腦有源音箱所采用的HI-FI功放集成塊。它接法簡單，價(jià)格實(shí)惠，輸出電流大，諧波失真和交越失真小，具有優(yōu)良的短路和過熱保護(hù)電路。其有單電源和雙電源兩種接法，在本設(shè)計(jì)中使用雙電源接法。TDA2030A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，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點(diǎn)。并具有內(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)，雖然其內(nèi)部電路略有差異，但引出腳位置及功能均相同，可以互換。關(guān)鍵詞：TDA2030

2、A 功率放大目 錄第1章 概述11.1 設(shè)計(jì)目的11.2 基本功能1第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)12.1 設(shè)計(jì)思路12.2 設(shè)計(jì)方案12.3 設(shè)計(jì)要求2第3章 各模塊功能與設(shè)計(jì)33.1 元件分析33.2 放大電路的基本設(shè)計(jì)43.3 電源設(shè)計(jì)43.4 音量調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)53.5 總體電路設(shè)計(jì)6第4章 總體分析64.1 安裝調(diào)試74.2 元件清單8第1章 概述1.1 設(shè)計(jì)目的任務(wù)：如下圖所示，使用功率放大器TDA2030或TDA2004設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功放電路。1.2 基本功能1.系統(tǒng)有左右雙聲道。2.失真率小。 3.具備高音和低音的調(diào)節(jié)功能。4.具有音量、和左右聲道均衡控制。第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 設(shè)

3、計(jì)思路一般地，語音放大電路由“前置放大電路”、“有源帶通濾波器”、“功率放大器”、“喇叭”等幾部分結(jié)構(gòu)構(gòu)成。前置放大器：將前級輸出的微小的點(diǎn)信號在電壓上進(jìn)行放大；帶通濾波器：濾除各種噪聲信號，而使正常的信號通過；功率放大器：放大電流，使信號能夠驅(qū)動(dòng)負(fù)載（即喇叭）。 2.2 設(shè)計(jì)方案在本設(shè)計(jì)中，選用的是TDA2030集成功率放大器。由于元件自身的特點(diǎn)，本電路主要有三部分組成：電源部分、左聲道功率放大器、右聲道功率放大器。如圖2.22.3 設(shè)計(jì)要求(1)前置放大器：a)輸入信號；b)輸入阻抗；(2)有源帶通濾波器：a)帶通頻率范圍；b)增益；(3)功率放大器：a)最大不失真輸出功率；b)負(fù)載電阻；

4、c)電源電壓；(4)輸出功率連續(xù)可調(diào)：a)直流輸出電壓（輸出開路時(shí)）；b)靜態(tài)電源電流（輸出短路）。第3章 各模塊功能與設(shè)計(jì)3.1 元件分析本電路的重要元件是TDA2030A.TDA2030A的外形和引腳圖如圖3.1所示。1-同相輸入端，2-反相輸入端，3-負(fù)電源端，4-輸出端，5-正電源端。TDA2030A音頻集成功放主要參數(shù)如表3.1所示：表3.1電源電壓輸出峰值電流3.5 A輸入電阻>0.5 M電壓增益30 d頻響帶寬(BW)0-140 kHzTDA2030A電路的外接元件非常少，輸出功率大，采用超小型封裝提高了組裝密度，開機(jī)沖擊小，內(nèi)含各種保護(hù)電路工作安全可靠。使用該元件的時(shí)候，

5、要注意以下幾點(diǎn)：(1) TDA2030A具有負(fù)載泄放電壓反沖保護(hù)電路，如果電源電壓峰值電壓40V的話，那么在5腳與電源之間必須插入LC濾波器，二極管限壓（5腳因?yàn)槿魏卧虍a(chǎn)生了高壓，一般是喇叭的線圈電感作用，使電壓等于電源的電壓）以保證5腳上的脈沖串維持在規(guī)定的幅度內(nèi)；(2) 熱保護(hù)：限熱保護(hù)有以下優(yōu)點(diǎn)，能夠容易承受輸出的過載（甚至是長時(shí)間的），或者環(huán)境溫度超過時(shí)均起保護(hù)作用；(3) 與普通電路相比較，散熱片可以有更小的安全系數(shù)，萬一結(jié)溫超過時(shí)，也不會(huì)對器件有所損害，如果發(fā)生這種情況，Po=（當(dāng)然還有Ptot）和Io就被減少；(4) 印刷電路板設(shè)計(jì)時(shí)必須較好的考慮地線與輸出的去耦，因?yàn)檫@些線路

6、有大的電流通過；(5) 裝配時(shí)散熱片與之間不需要絕緣，引線長度應(yīng)盡可能短，焊接溫度不得超過260，12秒；(6) 雖然TDA2030A所需的元件很少，但所選的元件必須是品質(zhì)有保障的元件。3.2 放大電路的基本設(shè)計(jì)如圖3.2所示，這是TDA2030A構(gòu)成的一種經(jīng)典放大電路。對于這種經(jīng)典電路，能計(jì)算出增益3.3 電源設(shè)計(jì)TDA2030A構(gòu)成的功率放大電路需要用到正負(fù)雙電源。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，使用變壓器，整流橋，濾波等將工頻電壓轉(zhuǎn)化為直流雙電源。如圖3.3所示是一種電源電路圖。從A+和A-可以輸出正負(fù)直流電壓。通過調(diào)節(jié)元件參數(shù)，使得輸出電壓為，以保證電路正常工作。3.4 音量調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)音頻信號通過 J1，

7、J2 輸入，左右兩通道元件參數(shù)完全相同在 L 左聲道中 C1，C2，R2，W1 等構(gòu)成高音調(diào)節(jié)電路；R3，R4，R5，C3，C4，W2 等構(gòu)成低音調(diào)節(jié)電路。音頻信號經(jīng)過 C5 耦合至音量電位器 W3 進(jìn)行音量調(diào)整，C6 是為了防止自激和減少高頻噪聲而加入的。其電路如圖3.4：3.5 總體電路設(shè)計(jì)如圖3.5，這是本次實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的完整電路圖。電源部分是由變壓器和整流橋構(gòu)成的電源，TDA2030A放大電路，音量調(diào)節(jié)電路等部分構(gòu)成。電路選擇音頻輸入線輸入音頻信號，經(jīng)過放大得到雙聲道音頻信號，從喇叭輸出響亮的聲音。第4章 總體分析4.1 安裝調(diào)試(1)靜態(tài)調(diào)試：集成輸入對地短路，觀察輸出有無振蕩，如有震

8、蕩，采取消震措施以消除振蕩。(2)功率參數(shù)測試a)測量最大輸出功率輸入f=1kHz的正弦輸入信號u，并逐漸加大輸入電壓幅值直至輸出電壓的波形出現(xiàn)臨界削波時(shí)，測量此時(shí)兩端輸出電壓的最大值或有效值，則b)測量電源供給的平均功率近似認(rèn)為電源給整個(gè)電路的功率為，所以在測試的同時(shí)，只要在供電回路串入一只直流電流表測出直流電源提供的平均電流，即可求出c)計(jì)算效率 d)計(jì)算電壓增益Au3 (3)系統(tǒng)調(diào)節(jié)經(jīng)過對TDA2030A的放大級部分的局部測試之后，擴(kuò)大到整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。a)令輸入信號，測量輸出的直流輸出電壓。b)輸入f=1kHz的正弦信號，改變ui幅值，用示波器觀察輸出電壓uo波形的變化情況，記錄輸出電

9、壓uo最大不失真幅度所對應(yīng)的輸入電壓ui的變化范圍。c)輸入ui為一定值的正弦信號，改變輸入信號的頻率，觀察uo的幅值變化情況，記錄uo下降到0.707uo之內(nèi)的頻率變化范圍。d)計(jì)算總的電壓放大倍數(shù)。4.2 元件清單該設(shè)計(jì)中所用到的元件如下表所示：表4.1序號名稱型號規(guī)格位號數(shù)量1集成電路TDA2030AIC1、IC22塊2整流二極管IN4007VD1VD44塊3電阻器10R9、R182支4電阻器300R8、R172支5電阻器1kR1、R102支6電阻器1.5kR5、R142支7電阻器2.2kR3、R122支8電阻器5.6kR4、R132支9電阻器10kR2、R11、R19、3支10電阻器22kR6、R152支11電阻器47kR7、R162支12瓷片電容器222C1、C82支13瓷片電容器223C2、C4、C9、C114支14瓷片電容器