模电课程设计报告-- 音频功率放大电路

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1、1 模电课程设计论文模电课程设计论文 论文题目：论文题目： 音频功率放大电路音频功率放大电路 课程名称课程名称 模拟电子技术基础课程设计模拟电子技术基础课程设计 2012 年年 12 月月 25 日日 2 目目 录录 一设计题目 二设计任务目的与要求 三原理电路设计 . 方案比较 整体电路框图 . 单元电路设计及元器件选择 输出波形图 . 系统的电路总图： 四、电路调试过程与结果: 五课程设计的总结与体会 3 一一、设计题目：音频功率放大电路、设计题目：音频功率放大电路 二二、设计任务目的与要求：、设计任务目的与要求： 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为 扬

2、声器，阻抗 8。 指标：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。 三三、原理、原理电路设计：电路设计： 方案比较：方案比较： 利用运放芯片 TDA7294 和各元器件组成音频功率放大电路， 待机和静音功能有保护电路，电源分别接+39v 和-39v，输出功率可以达到 70w。 优点：有短路保护和过热保护电路，低噪声和低失真，高输出功率。缺点：由于 输出功率较大，对各器件的要求都比较高，还要考虑到散热的问题，成本高。 利用运放芯片 TDA2030 和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源 只需接+19v，另

3、一端接地，负载是阻抗为 8的扬声器，输出功率大于 8w。 通过比较，方案的输出功率有 70w，能用在 HiFi 家用音响、有源音响、高性能 电视机，但其输入要求比较苛刻，添加了实验难度。而方案的要求不高，并能 满足设计要求，所以选取方案来进行设计。 整体电路框图：整体电路框图： 单元电路设计及元器件选择：单元电路设计及元器件选择： 单元电路设计：单元电路设计： 功率放大器按输出级静态工作点的位置可分为甲类、乙类和甲乙类三种；若按照 输出级与负载的耦合方式，甲乙类又可分为电容耦合 （OTL 耦合） 、直接耦合 （OCL 电路）和变压器耦合三种。变压器耦合容易实现阻抗匹配，但体积大， 较笨重。 T

4、DA2030 元器件和电源 元器件和接地 信号输 入 三 极 管 信 号 输 出 4 又 OCL 电路电源输入要求较高，所以采用 OTL 电路。采用单电源的 OTL 电路不需 要变压器中间抽头，但需要在输出端接上大电容，且低频特性不如 OCL 好。根据 “虚短” 、 “虚断”的原理，利用电阻的比值，可求得电路所需的放大倍数，其中 可加入一个电位器替代反馈电阻，这样就能够实现电路放大倍数的调整。因为功 率放大电路是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率，可以采取 OTL 电路来实现。为了提高转换功率，我们要对电路进行改善，这主要围绕功率放大 电路频率响应的改善和消除非线性失真来改进电路，

5、因此要用到若干个电阻电容 来保护电路。OTL 电路会产生交越失真，为了消除这种失真，应当设置合适的静态 工作点，使电路中的两只放大管均工作在临界导通或微导通的状态，这可以通过 加入两个二极管来实现，因为二极管具有单向导电性。或者将两个有一定对称性 的 NPN 和 PNP 三极管的基极分别和 TDA2030 的两个电源输入端相连。最后在输出 端，还要加一个大电容来保证电路的低频性良好。在接有感性负载扬声器时还要 加入一个电阻和一个电容来减少电路的自激振荡，确保高频稳定性。 元器件选择：元器件选择： 如下面的系统原理图所示，C2 为输入耦合电容，应选取较小的电解电容；R1、R 、R3 和 C7 的

6、作用是组成运放 TDA2030 的输入偏置电路，取 R1=R2=R3，可计算 得 TDA2030 正向输入端的电压为 0.5VCC，而电容 C7 的作用是可以稳定这个电位。 另外，R3 是为了防止输入信号被 C7 短接到地而设的。C6 是高频退耦电容，应选 用较小的陶瓷电容或独石电容；C3 是滤波电容，应选用较大的电解电容。C4、R4、 和 R11 构成交流负反馈，控制交流增益，对于音频信号，可以近似地认为 C4 短路， 所以功放的增益为 147K，明显也满足“输入灵 敏度为 100mV，输入阻抗不低于 47K”的条件。 五五、总结和体会：、总结和体会： 方案和作品的优点为： 焊接板排版较为缜密，焊接没有跳线； 作品所用元器件较少，电源输入要求较低，频带宽 4.924HZ73.813kHZ，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，输入阻抗高于 47K，能够基本实现设计的任务要求