TDA2030型功率放大器課程設計

TDA2030A是許多電腦有源音箱所采用的HI-FI功放集成塊。它接法簡單，價格實惠，輸出電流大，諧波失真和交越失真小，具有優(yōu)良的短路和過熱保護電路。其有單電源和雙電源兩種接法，在本設計中使用雙電源接法。TDA2030A是德律風根生產的音頻功放電路，采用V型5腳單列直插式塑料封裝結構。按引腳的形狀引可分為H型和V型。該集成電路廣泛應用于汽車立體聲收錄音機、中功率音響設備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點。并具有內部保護電路。意大利SGS公司、美國RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同類產品生產，雖然其內部電路略有差異，但引出腳位置及功能均相同，可以互換。關鍵詞：TDA2030A功率放大TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章概述 1\o"CurrentDocument"設計目的 1\o"CurrentDocument"基本功能 1\o"CurrentDocument"第2章系統(tǒng)總體方案設計 1\o"CurrentDocument"設計思路 1\o"CurrentDocument"設計方案 2\o"CurrentDocument"設計要求 2\o"CurrentDocument"第3章各模塊功能與設計 3\o"CurrentDocument"元件分析 3\o"CurrentDocument"放大電路的基本設計 4\o"CurrentDocument"電源設計 4\o"CurrentDocument"音量調節(jié)設計 5\o"CurrentDocument"總體電路設計 6\o"CurrentDocument"第4章總體分析 6\o"CurrentDocument"安裝調試 6\o"CurrentDocument"元件清單 7第第1章概述1.1設計目的任務：如下圖所示，使用功率放大器TDA2030或TDA2004設計一個音頻功放電路。頻號入音信輸-音頻擰制中一路TDA2004頻號入音信輸-音頻擰制中一路TDA2004均

衡

控；1小1.2基本功能.系統(tǒng)有左右雙聲道。.失真率小。.具備高音和低音的調節(jié)功能。.具有音量、和左右聲道均衡控制。第2章系統(tǒng)總體方案設計設計思路一般地，語音放大電路由“前置放大電路'、“有源帶通濾波器”、“功率放大器”、“喇叭”等幾部分結構構成。音頻信號輸入一前置放大器帶通濾波器H功率放大器 ?喇叭圖2.1前置放大器：將前級輸出的微小的點信號在電壓上進行放大；帶通濾波器：濾除各種噪聲信號，而使正常的信號通過；功率放大器：放大電流，使信號能夠驅動負載（即喇叭）。設計方案在本設計中，選用的是TDA2030集成功率放大器。由于元件自身的特點，本電路主要有三部分組成：電源部分、左聲道功率放大器、右聲道功率放大器。如圖2.2圖2.2設計要求（1）前置放大器：2）輸入信號Ud<10mV；⑴輸入阻抗R>100kQ；i（2）有源帶通濾波器：a）帶通頻率范圍300Hz~3kHz；b）增益A=1；（3）功率放大器：a）最大不失真輸出功率P >1W；omaxb）負載電阻R=8Q；Lc）電源電壓+12V,-12V；（4）輸出功率連續(xù)可調：a）直流輸出電壓＜50mV（輸出開路時）;b）靜態(tài)電源電流＜100mA（輸出短路）。第3章各模塊功能與設計元件分析本電路的重要元件是TDA2030A.TDA2030A的外形和引腳圖如圖3.1所示。1-同相輸入端，2-反相輸入端，3-負電源端，4-輸出端，5-正電源端。TDA2030A音頻集成功放主要參數(shù)如表3.1所示:是3.1電源電壓VCC±3?±18V輸出峰值電流3.5A輸入電阻>0.5MQ電壓增益30d頻響帶寬（BW）0-140kHzTDA2030A電路的外接元件非常少，輸出功率大，采用超小型封裝提高了組裝密度，開機沖擊小，內含各種保護電路工作安全可靠。使用該元件的時候，要注意以下幾點：TDA2030A具有負載泄放電壓反沖保護電路，如果電源電壓峰值電壓40V的話，那么在5腳與電源之間必須插入LC濾波器，二極管限壓（5腳因為任何原因產生了高壓，一般是喇叭的線圈電感作用，使電壓等于電源的電壓）以保證5腳上的脈沖串維持在規(guī)定的幅度內；（2）熱保護：限熱保護有以下優(yōu)點，能夠容易承受輸出的過載（甚至是長時

間的)，或者環(huán)境溫度超過時均起保護作用;(3)與普通電路相比較，散熱片可以有更小的安全系數(shù)，萬一結溫超過時，也不會對器件有所損害，如果發(fā)生這種情況，Po=(當然還有Ptot)和Io就被減少；(4)印刷電路板設計時必須較好的考慮地線與輸出的去耦，因為這些線路有大的電流通過；(5)裝配時散熱片與之間不需要絕緣，引線長度應盡可能短，焊接溫度不得超過260℃，12秒；(6)雖然TDA2030A所需的元件很少，但所選的元件必須是品質有保障的元件。放大電路的基本設計如圖3.2所示，這是TDA2030A構成的一種經典放大電路。.+Vcc*C3100PFD1

IN4001

*C3100PF22uFq_ViC1R3Fl22k。R2

680?！稵DA2030,3322k。q_ViC1R3Fl22k。R2

680?！稵DA2030,3322k。R1PRL8。+Vo二二C2TC422pF100PFD2IN40010-Vcc?3.2對于這種經典電路，能計算出增益Af=1+R=332電源設計TDA2030A構成的功率放大電路需要用到正負雙電源。在這個設計中，使用變壓器，整流橋，濾波等將工頻電壓轉化為±12V直流雙電源。如圖3.3所示是一種電源電路圖。

從A+和A-可以輸出正負直流電壓。通過調節(jié)元件參數(shù)，使得輸出電壓為12V，以保證電路正常工作。圖3.3音量調節(jié)設計音頻信號通過J1，J2輸入，左右兩通道元件參數(shù)完全相同在L左聲道中C1，C2，R2，W1等構成高音調節(jié)電路；R3，R4，R5，C3，C4，W2等構成低音調節(jié)電路。音頻信號經過C5耦合至音量電位器W3進行音量調整，C6是為了防止自激和減少高頻噪聲而加入的。其電路如圖3.4：C5C1R2W3R3C3C4R5W2R4C6C5C1R2W3R3C3C4R5W2R4C6圖3.4總體電路設計如圖3.5,這是本次實驗所設計的完整電路圖。電源部分是由變壓器和整流橋構成的±12V電源，TDA2030A放大電路，音量調節(jié)電路等部分構成。電路選擇音頻輸入線輸入音頻信號，經過放大得到雙聲道音頻信號，從喇叭輸出響亮的聲音。圖3.5第4章總體分析4.1安裝調試(1)靜態(tài)調試：集成輸入對地短路，觀察輸出有無振蕩，如有震蕩，采取消震措施以消除振蕩。(2)功率參數(shù)測試a)測量最大輸出功率Pom輸入f=1kHz的正弦輸入信號u，并逐漸加大輸入電壓幅值直至輸出電壓uo的波形出現(xiàn)臨界削波時，測量此時R兩端輸出電壓的最大值U或有效值U，則omU U2 U2P=om-=o-om 2R RLLb）測量電源供給的平均功率PV近似認為電源給整個電路的功率為P,所以在測試U的同時，只要在供電V om回路串入一只直流電流表測出直流電源提供的平均電流乙，即可求出PVc）計算效率n "二p/pvd）計算電壓增益Au3 A3=U/U3（3）系統(tǒng)調節(jié)經過對TDA2030A的放大級部分的局部測試之后，擴大到整個系統(tǒng)的調節(jié)。a）令輸入信號u=0，測量輸出的直流輸出電壓。切輸入f=1kHz的正弦信號，改變ui幅值，用示波器觀察輸出電壓uo波形的變化情況，記錄輸出電壓uo最大不失真幅度所對應的輸入電壓ui的變化范圍。。）輸入ui為一定值的正弦信號，改變輸入信號的頻率，觀察uo的幅值變化情況，記錄uo下降到0.707uo之內的頻率變化范圍。d）計算總的電壓放大倍數(shù)A”=ujuj4.2元件清單該設計中所用到的元件如下表所示：表4.1序號名稱型號規(guī)格位號數(shù)量1集成電路TDA2030AIC1、IC22塊2整流二極管IN4007VD1-VD44塊3電阻器10R9、R182支4電阻器300R8、R172支5電阻器1kR1、R102支6電阻器1.5kR5、R142支7電阻器2.2kR3、R122支8電阻器5.6kR4、R132支9電阻器10kR2、R11、R19、3支10電阻器22kR6、R152支11電阻器47kR7