模电课程设计仿真 音频放大电路

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1、电子科技大学《模拟电路基础》电子线路应用设计报告设计题目：功率放大电路学生姓名：学号：教师姓名：日期：2016.12.271、设计任务设计要求：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，负载为扬声器，阻抗RL=8Ω。性能指标：频率：20Hz～20kHz输出功率：≥8W放大倍数：30dB失真：≤10%2、电路原理2.1电路整体方案2.1.1方案的确定及论证一、OCL互补对称功率放大器如图所示放大电路是由两个射极输出器组成的，T1和T2分别为NPN型管和PNP型管，两管的材料和参数相同（即特性对称），且电源由对称的双电源+VCC和-

2、VCC提供。图中，两管基极没有偏置电流，静态损耗为0，电路工作在乙类状态，信号从基极输人，从射极输出，RL为负载，输出端没有耦合电容。所以，把图4-35所示的电路称为无输出电容的功率放大电路，简称OCL电路。图2.1.11OCL电路静态时，UEQ＝UBQ＝0输入电压的正半周：＋VCC→T1→RL→地 输入电压的负半周：地→RL→T2→－VCCOCL电路的输出功率的计算公式如下：最大输出功率：转换效率：二、用集成器件实现TDA2030集成功放芯片：TDA2030是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5脚单列直插式塑料封装结构。该集成电路广泛应用

3、于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。图2.1.1-2TDA2030芯片TDA2030管脚功能：1脚是正相输入端；2脚是反向输入端；3脚是负电源输入端；4脚是功率输出端；5脚是正电源输入端。图2.1.1-3TDA2030芯片图2.1.1-4TDA2030典型参数TDA2030特点:1.开机冲击极小。2.外接元件非常少。3.TDA2030输出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。4.采用超小型封装(TO-220),可提高组装密度。5.内含各种保护电路，因此工作安全可靠。主要保护电路有：短路保

4、护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接(Vsmax=12V)以及负载泄放电压反冲等。6．TDA2030A能在最低±6V最高±22V的电压下工作在±19V、8Ω阻抗时能够输出16W的有效功率，THD≤0.1%。运用集成芯片TDA2030完成音频功率放大电路的设计，能够更好地达到设计任务和要求。2.1.2整体电路整体电路设计：使用TDA2030加少量外围元件，输入端使用高通滤波。图2.1.2-1音频功放电路2.2各部分电路原理一、输入部分图2.2-1输入部分电路R3是直流平衡电阻，同时与C3构成高通响应，用以滤除低频信号。二、放大部分图2.2-2放

5、大部分电路R1、R2和C2构成负反馈电路，决定电路的电压增益及低端截止频率。Au=R1/R2三、输出部分输出部分负载为扬声器，阻抗RL=8Ω。四、保护部分图2.2-3保护部分电路R4和C7可以稳定频率，防止电路自激。 D1、D2用以保护集成块2.3电路参数选择依据阐述电路整体方案、各部分电路原理和电路参数选择依据3、电路仿真和结果根据要求，仿真软件选用multisim，在软件中连接电路如图4.1所示：图3-1电路仿真图一、波特图输出图3-2波特图由图可以看出，其仿真的结果，在20Hz-20kHz内中后段的波形放大能力基本保持不变化，且放大倍数约

6、为30dB。符合题目要求。二、输出功率图3-3输出回路上探针数据图3-4输出功率图输出功率为8.662W，≥8W，满足要求。三、失真分析图3-5失真分析图失真为0.014%，≤10%。满足要求。选择的器件及其参数给出部分和整体电路仿真截图，给出仿真结果及结论。4、电路加工及测试（可选）阐述制作电路（画图、焊接）的过程及注意事项，给出PCB版图、实物图。阐明所用的测试仪表、测试方法，给出测试结果。在最后，针对这次DIY，也有些收获和感悟。其中最重要的一点就是功放单点接地的问题！一定得慎之慎之处理处理不好功放会有底噪。 图中R1、R2是输入落地电阻

7、，C2是直流反馈电容，接地点是小信号地，标记为蓝色，；C3、C4、C6、C7是退耦电容，接地端标记为红色，属电源地。正确的接地方式为：三个小信号接地点可混合在一条地线上，四个电源地汇集为另一条地线，电源地与小信号地在总接地点处汇合，除总接地点外，两种地不得有其他连通点。5、问题解答1、为什么共射放大电路不宜用作功率放大电路？共射主要用于放大电压信号，其输出功率和效率都很低；而功放不仅需要有放大的电压信号，还需要有放大的电流信号，只有电压信号和电流信号都足够大，才能满足功放的要求，所以共射放大不宜用作功率放大电路。2、TDA2030使用时对电路有

8、什么要求？TD2030使用时类似于集成运放，需要用负反馈电路。3、如何实现电路的实物制作？根据电路图绘制PCB→将PCB文件导出为PDF文档格式，采用