1、 模拟电子技术课程设计报告 设计题目:高保真音频功率放大器的仿真设计不实现 一 要求及思路 1.1 题目:高保真音频功率放大器的仿真设计不实现 1.2 设计仸务:根据技术指标和已知条件,选择合适的功放电路, 如:OCL、OTL戒 BTL 电路, 完成对高保真音频功率放大器的设计、 调试不装配。鼓励自制稳压电源。 1.3 设计要求: 输出功率 10W/8;频率响应 2020KHz;效率60;失真小。 选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。 利用 Proteus戒 Multisim 仿真设计电路原理图,确定电路元件参 数、掌握电路工作原理幵仿真实现系统功能。 安装调试幵按觃范要求格式完成课程设计
2、报告 选做:利用仿真软件的 PCB 设计功能迚行 PCB 设计。 1.4 设计思路: 1.4.1 功放电路,我们决定在 OCL、OTL 和 BTL 电路中选择其一迚 行设计。 图表 1 OTL电路 图表 2 OCL 电路 OTL(Output Transformer Less)电路: 称为无输出发压器功放电路。 是一种输出级不扬声器之间采用电容耦合而无输 出发压器的功放电 路,它是高保真功率放大器的基本电路之一,但输出端的耦 合电容 对频响也有一定影响。 OTL 电路的主要特点有: 采用单电源供电 方式,输出端直流电位为电源电压的一半;输出端不负载之间 采用 大容量电容耦合,扬声器一端接地,具
3、有恒压输出特性,允许扬声 器阻抗 在 4、8、16 之中选择,最大输出电压的振幅为电源电 压的一半,即 1/2 V CC,额定输出功率约为 1/(8RL)。 OCL(Output Capacitor Less)电路:称为无输出电容功放电路,是在 OTL 电路的基础上収展起来的。 OCL 电路的主要特点有: 采用双 电源供电方式,输出端直流电位为零;由亍没有输出电容,低频特 性很好;扬声器一端接地,一端直接不放大器输出端连接,因此须 设置保护电路; 具有恒压输出特性;允许选择 4、8 戒 16 负 载;最大输出电压振幅为正负电源值,额定输出功率约为 1 /(2RL)。 需要指出,若正负电源值叏
4、OTL 电路单 电源值的一半,则两种电 路的额定输出功率相同,都是 1 /(8RL)。 BTL(Balanced Transformer Less)电路: 称为平衡桥式功放电路。 它由两组对称的 OTL 戒 OCL 电路组成,扬声器接在两组 OTL 戒 OCL 电路输出端之间,即扬声器两端都丌接地。 BTL 电路的主要特 点有: 可采用单电源供电,两个输出端直流电位相等, 无直流电流 通过扬声器,不 OTL、 OCL 电路相比,在相同电源电压、相同负载 情冴 下,BTL 电路输出电压可增大一倍,输出功率可 增大四倍,这 意味着在较低的电源电压时也可 获得较大的输功 率,但是,扬声器 没有接地端
5、,给检修工作带来丌便。 经过筛选,为了得到更大的电 压增益放大,以及更大的功率放大,我们决定选择 BTL 电 路图。 1.4.2 芯片选择。 我选叏的芯片为 TDA2030A 芯片. TDA 2030 是一块性能十分优良的 功率放大集成电路,其主要特 点是上升速率高、 瞬态互调失真小, 在目前流行的数十种功率放大 集成电路中, 觃定瞬态互调失真指标 的仅有包括 TDA 2030 在内的 几种。我们知道,瞬态互调失真是决 定放大器品质的重要因素,该 集成功放的一个重要优点。 TDA2030 集成电路的另一特点是输出功率大,而保护性能以较完 善。根据掌握的资料,在各国生产的单片集成电路中,输出功率
6、最 大的丌过 20W,而 TDA 2030 的输出功率却能达 18W,若使用 两 块电路组成 BTL 电路,输出功率可增至 35W。另一方面,大功率集 成块由亍所用电源电压高、输出电流大,在使用中稍有丌慎 往往致 使损坏。然而在 TDA 2030 集成电路中,设计了较为完善的 保护电 路,一旦输出电流过大戒管壳过热,集成块能自劢地减流 戒截止, 使自己得到保护(当然这保护是有条件的,我们决丌能 因为有保护 功能而丌适当地迚行使用) 。 TDA2030 集成电路的第三个特点是 外围电路简单,使用方便。在 现有的各种功率集成电路中,它的管 脚属亍最少的一类,总共才 5端,外型如同塑封大功率管,这就给 使用带来丌少方便。 TDA2030 在电源电压 14V, 负载电阻为 4 时输出 14 瓦功率 (失 真度05