音频功率放大器_课程设计论文.doc
《音频功率放大器_课程设计论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《音频功率放大器_课程设计论文.doc(21页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、 西安科技大学模拟电子技术课程设计题 目 音频功率放大器 学生姓名 专业班级 11级通信工程 学 号 院 (系) 信息工程学院 指导教师 完成时间 2013年5月30日 目 录1 课程设计的目的12 课程设计的任务与要求12.1 设计任务12.2 设计要求13 设计方案与论证23.1 方案选择与论证24 设计原理与元器件功能说明44.1 设计原理44.2 元器件功能说明55 单元电路设计85.1 音频放大电路85.2 音调控制电路96 硬件的制作与成品调试106.1 电烙铁的使用106.2 功放成品的调试117 总结12参考文献14附录一:总体电路原理图15附录二:元器件清单16附录三:实物图
2、171 课程设计的目的通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题,巩固和运用在模拟电子技术中所学的理论知识和实验技能,掌握常用模拟电路的一般设计方法,提高设计能力和实践动手能力,为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。学习目的:1、学习音频功率放大器的设计方法; 2、研究音频功率放大器的设计方案; 3、掌握TDA2030A的放大原理; 4、电路中音频信号的放大处理原理; 5、熟悉电烙铁的使用方法。2 课程设计的任务与要求2.1 设计任务设计一个应用TDA2030A实现音频功率放大的小音箱。2.2 设计要求设计所需满足的条件:1、功率放大器的频带宽度BW50Hz15KHz;2、在最大输
3、出功率下非线性失真系数3%;3、输入阻抗Ri100k; 4、具有音调控制功能:低音100Hz处有12dB的调节范围,高音10kHz处有12dB的调节范围。3 设计方案与论证3.1 方案选择与论证 音频功率放大器的关键部分是音频功率放大电路,由TDA2030A实现,由TDA2030A在电路中的接法不同,现列出两种不同方案。具体方案如下:方案一:用TDA2030A构成OTL功放电路。OTL功放采用单电源,有输出耦合电容,其原理图如图3-1所示。图3-1 OTL功放电路图 如图3-1所示电路中,是以集成电路TDA2030A为中心组成的功率放大器,具有失真小、外围原件少、装配简单、功率大、保真度高的特
4、点。电路中D1、D2为保护二极管,C5为滤波电容,C6为高频退耦电容;RP为音量调节电位器;IC即TDA2030A是功放集成电路;R1、R2、R3、C2为功放IC输入端的偏置电路,R4、R5、C3构成负反馈回路,改变R4大小可以改变反馈系数。C1为输入耦合电容,C4为输出耦合电容;在电路接有感性负载扬声器时,R6、C7可确保高频稳定性。方案二:用TDA2030A构成OCL功放电路。OCL功放形式采用双电源,无输出耦合电容,其原理图如图3-2所示。图3-2 OCL功放电路图如图3-2所示电路中,由于无输出耦合电容,该电路低频响应得到改善,属于高保真电路。双电源采用一次侧绕组成中间点接地、上下电压
5、对称相等的变压器,经过整流滤波后构成18V双电源,输出功率为20W。两只二极管起保护作用。 方案三:用TDA2030A构成BTL音频功率放大电路。其原理图如图3-3所示。图3-3 BTL功放电路图 如图所示,BTL功放是由两个相同的功放组成,输入信号互为反相。实际采用放大器的同向输入与反响输入,以保证输入信号互为反相,同时还应使两输入信号互为反相,同时还应使两输入信号的幅度相同,这样可以满足BTL的基本要求。电路中R4与R5对信号分压后衰减的倍数与A1的放大倍数正好相同,衰减后的信号通过R7加在A2的反相输入端。事实上是由两个运放完成了一路信号放大,实际测得输出电平高出一个集成电路的1.5倍,
6、即原输入功率为20W的运放,现在输出功率约为50W。但由于BTL的电路特点,选择集成电路时尽可能用参数一致的两个运算放电路,调整输入信号幅度,可通过输入正弦波用示波器观察两输入信号的幅度,这使调整R7使两输入信号的幅度相同,以保证在提高功率的同时尽可能减小非线性失真。较为复杂。 通过对三种方案的比较我们可以看出,第一种方案无疑是比较好的方案,我们可以从以下几个方面作为依据选择第一种方案。按照第一种方案我们可以达到课程设计所要达到的要求,结果比较准确,受外界干扰较小, 而且第一种方案的实现非常的简单,电路容易理解,实验容易进行,能够尽少的减小实验的成本,而且这种方案的主要器件有自我保护的措施,能
7、够更好的保护实验器件,减少不必要的损失。4 设计原理与元器件功能说明4.1 设计原理 本电路主要由前置放大、音调控制、功率放大等部分组成,原理框图如图4-1所示。电路原理如图4-2所示。图4-1 原理方框图图4-2 电路原理图 4.2 主要元器件的说明1. 集成运放TDA2030ATDA2030A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,规定瞬态互调失真指标的仅有包括TDA2030A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。TDA2030A集成电路的另一特点是输出功率大,而保
8、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,输出功率最大的不过20W,而TDA2030A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50W左右。另一方面,大功率集成块由于所用电源电压高、输出电流大,在使用中稍有不慎往往致使损坏。然而在TDA2030A集成电路中,设计了较为完善的保护电路,一旦输出电流过大或管壳过热,集成块能自动地减流或截止,使自己得到保护(当然这保护是有条件的,我们决不能因为有保护功能而不适当地进行使用)。TDA2030A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,它的管脚属于最少的一类,总共才5端,外型如同
9、塑封大功率管,这就给使用带来不少方便。TDA2030A在电源电压14V,负载电阻为4时输出14W功率(失真度05);在电源电压 16V,负载电阻为4时输出18W功率(失真度05)。该电路由于价廉质优,使用方便,并正在越来越广泛地应用于各种款式收录机和高保真立体声设备中。该电路可供低频课程设计选用。TDA2030A内部原理结构图,如下图4-3所示。图4-3 TDA2030A内部组成框图 TDA2030A实物接线引脚图,如下图4-4所示。图4-4 TDA2030A引脚图经过多方面资料搜索甄别和验证,发现一个简单的方式辨别TDA2030A的实物中引脚所对应的电路中1、2、3、4、5所在位置,即:将T
10、DA2030A有型号标称的一面朝向自己,从左到右依次为电路图中的1、2、3、4、5。开始由于不了解引脚的正确编号及其作用,我们的团队遭遇了五次失败的打击!2、扬声器扬声器是本电路中重要的元器件之一。它是一种能将电信号转换为声音或将声音转换为电信号的换能器件,这种器件能完成电能和声能的相互转换。 (1)扬声器的种类 扬声器种类繁多,但最常用的是动圈式扬声器(又称电动式)。而动圈式扬声器又分为内磁式和外磁式,因为外磁式便宜,所有本款音频功率放大器选用外磁式的扬声器。其组成有:纸盆、折环、音圈、盆架、防尘罩、音调、磁铁、导磁夹板、场心柱等。 (2)扬声器功率 、阻抗的选择扬声器在电路图中的符号很形象
11、。扬声器上一般都标有标称功率和标称阻抗值。本电路中扬声器选用了功率为5W,阻抗值为4的扬声器。一般认为扬声器的口径大,标称功率也大。在使用时,输入功率最好不要超过标称功率太多,以防损坏。万用表R1电阻档测试扬声器,若有咯咯声发出说明基本上能用。测出的电阻值是直流电阻值,比标称阻抗值要小,是正常现象。 (3)扬声器的工作原理当有音频电流通过音圈时,音圈产生随音频电流而变化的磁场,在永久磁铁的磁场中时而吸引时而排斥,带动纸盆振动发出声音。3、 电位器通过调节接入电路中的电阻的大小进而调节音频信号电流的大小,从而控制音量,简单、方便、快捷。所选方案电路中选用的是2K的电位器。4、 电容 在所选方案电
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 音频 功率放大器 课程设计 论文
链接地址:https://www.31doc.com/p-3976899.html