基于tda2030的音频功率放大器毕业论

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1、摘要本系统以高效Hi-fi功放集成芯片TDA2030为核心元件，制作了高保真的音频功率放大器，并利用AltiumDesigner软件设计完成原理图和PCB板。该系统在电源电压，负载电阻为时能达到18W的输出功率，且只有0.5%的失真度。系统有良好的短路和过热保护电路，比较理想的达到了设计指标的要求。高效率的音频功率放大器不仅仅是在便携式设备中需要，在大功率的设备中也占有较大的比重。随着人们居住条件的改善，高保真音响设备和高档的家庭影院也逐渐兴起。集成音频功放在这些设备中起到了很重要的作用。关键词：高保真音频功率放大第一章绪论音频功率放大器是

2、一个技术已经相当成熟的领域，几十年来人们为之付出了不懈的努力。最近几年，无论是在线路技术还是元器件方面，乃至是思想认识上都取得了长足的进步。1.1集成音频放大器发展过程上个世纪80年代以前，输出功率仅几瓦的声频功率放大器都要采用分立元件来制作。进入80年代后，国内开始研制生产出一些小功率的功放IC，但由于这些功放IC的性能指标不佳，尤其是可靠性比较差，很快就被国外生产的功放IC所取代。日本生产的HA1392、TA7240曾经是80年代用得非常普遍的功放IC。HA1392与TA7240的输出功率都只有4W~6W。。意法SGS公司在80年代初开

3、发生产的TDA2030A算是比较好的一款功放IC，它的输出功率能够达到12W以上。尽管SGS公司在TDA2030A基础上又研制出TDA2040、TDA2050功放IC，使输出功率能够达到24W，但由于它们的电源适用范围只有±22V，如果使用未经稳压的整流滤波直流电供电，它们实际上都只能给4Ω负载输出12W功率。在90年代以前，电子器件生产厂商提供的功放IC输出功率实际都在30W以下。在经过10多年的努力后，美国NS公司和意法SGS公司都在90年代期间相继开发生产出多款输出功率超过30W的功放IC芯片。其中，LM3876、LM3886是美国N

4、S公司的代表作，TDA7294、TDA7295、TDA7296是意法SGS公司的代表作。1.2音频放大器设计背景音频放大器的目的是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号，信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。音频范围为约20Hz～20kHz，因此放大器在此范围内必须有良好的频率响应(驱动频带受限的扬声器时要小一些，如低音喇叭或高音喇叭)。根据应用的不同，功率大小差异很大，从耳机的毫瓦级到TV或PC音频的数瓦，再到“迷你”家庭立体声和汽车音响的几十瓦，直到功率更大的家用和商用音响系统的数百瓦以上，大到能满足整个电影院或礼堂的声音要

5、求。1.3音频放大器设计意义在传统晶体管放大器中，输出级包含提供瞬时连续输出电流的晶体管，实现音频系统放大器许多可能的类型包括A类放大器，AB类放大器和B类放大器。与D类放大器设计相比较，即使是最有效的线性输出级，它们的输出级功耗也很大。这种差别使得D类放大器在许多应用中具有显著优势，因为低功耗产生热量较少，节省印制电路板面积和成本，并且能够延长便携式系统的电池寿命。另外，D类功率放大器工作于开关状态，理论效率可达100%，实际的运用中也可达80以上，功率器件的耗散功率小，产生热量少，可以大大减小散热器的尺寸，连续输出功率很容易达到数百瓦，

6、功率MOS有自我保护电路，可以大大简化保护电路，而且不引入非线性失真。1.4名词解释音响系统整体技术指标性能的优劣，取决于每一个单元自身性能的好坏，如果系统中的每一个单元的技术指标都较高，那么系统整体的技术指标则很好。其技术指标主要有六项：频率响应、信噪比、动态范围、失真度、瞬态响应、立体声分离度、立体声平衡度。1.3.1频率响应：所谓频率响应是指音响设备重放时的频率范围以及声波的幅度随频率的变化关系。一般检测此项指标以1000Hz的频率幅度为参考，并用对数以分贝(dB)为单位表示频率的幅度。音响系统的总体频率响应理论上要求为20~2000

7、0Hz。在实际使用中由于电路结构、元件的质量等原因，往往不能够达到该要求，但一般至少要达到32~18000Hz。1.3.2信噪比：所谓信噪比是指音响系统对音源软件的重放声与整个系统产生的新的噪声的比值，其噪声主要有热噪声、交流噪声、机械噪声等等。一般检测此项指标以重放信号的额定输出功率与无信号输入时系统噪声输出功率的对数比值分贝(dB)来表示。一般音响系统的信噪比需在85dB以上。1.3.3动态范围：动态范围是指音响系统重放时最大不失真输出功率与静态时系统噪声输出功率之比的对数值，单位为分贝(dB)。一般性能较好的音响系统的动态范围在100

8、(dB)以上。1.3.4失真：失真是指音响系统对音源信号进行重放后，使原音源信号的某些部分（波形、频率等等）发生了变化。音响系统的失真主要有以下几种：a．谐波失真：所谓谐波失真是