音頻功率放大器設(shè)計實驗報告

題目：音頻功率放大器電路音頻功率放大器設(shè)計任務(wù)1、基本要求（1）頻帶范圍200Hz——10KHz，失真度<5%。（2）電壓增益>=20dB。（3）輸出功率>=1W(8歐姆負載)。（4）功率放大電路部分使用分立元件設(shè)計。發(fā)揮部分（1）增加音調(diào)控制電路。（2）增加話筒輸入接口，靈敏度5mV，輸入阻抗>>20歐姆。（3）輸出功率>=10W(8歐姆負載)。（4）其他。目錄1引言·····························································2總體設(shè)計方案·····················································2.1設(shè)計思路·······················································2.2總體設(shè)計框圖···················································3設(shè)計原理分析·····················································3.1設(shè)計總原理圖3.2設(shè)計的PCB電路圖···1引言在現(xiàn)代音響普及中，人們因生活層次、文化習(xí)俗、音樂修養(yǎng)、欣賞口味的不同，令對相同電氣指標(biāo)的音響設(shè)備得出不同的評價。所以，就高保真度功放而言，應(yīng)該達到電氣指標(biāo)與實際聽音指標(biāo)的平衡與統(tǒng)一。音頻功率放大器是一個技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟的領(lǐng)域，幾十年來，人們?yōu)橹冻隽瞬恍傅呐?，無論從線路技術(shù)還是元器件方面，乃至于思想認識上都取得了長足的進步。本次設(shè)計旨在熟悉設(shè)計流程，達到基本指標(biāo)。

2總體方案根據(jù)實驗要求，本次設(shè)計主要是也能夠是用集成功放\o"TDA2030"TDA2030為主的電路

一、電路工作原理

圖1所示電路為音頻功率放大器原理圖，其中\(zhòng)o"TDA2030"TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，輸出功率大于10W，頻率響應(yīng)為10~1400Hz，輸出電流峰值最大可達3.5A。其內(nèi)部電路包含輸入級、中間級和輸出級，且有短路保護和過熱保護，可確保電路工作安全可靠。\o"TDA2030"TDA2030使用方便、外圍所需元器少，一般不需要調(diào)試即可成功。

RP是音量調(diào)節(jié)電位器，C1是輸入耦合電容，R1是TDA2030同相輸入端偏置電阻。

R2、R3決定了該電路交流負反饋的強弱及閉環(huán)增益。該電路閉環(huán)增益為（R2+R3）/R2=（0.68+22）/0.68=33.3倍，C2起隔直流作用，以使電路直流為100%負反饋。靜態(tài)工作點穩(wěn)定性好。

C4、C5為電源高頻旁路電容，防止電路產(chǎn)生自激振蕩。R4、R5稱為茹貝網(wǎng)路，用以在電路接有感性負載揚聲器時，保證高頻穩(wěn)定性。VD1、VD2是保護二極管，防止輸出電壓峰值損壞集成塊\o"TDA2030"TDA2030。

2．電流反饋電流反饋是指在一個反饋電路中，若反饋量與輸出電流成正比則為電流反饋;若反饋量與輸出電壓成正比則為電壓反饋。通?？梢圆捎秘撦d短路法來判斷。從概念上說，若反饋量與輸出電壓（有時不一定是輸出電壓，而是取樣處的電壓）成正比則為電壓反饋；若反饋量與輸出電流（有時不一定是輸出電流，而是取樣處的電流）成正比則為電流反饋。在判斷電壓反饋和電流反饋時，除了上述方法外，也可以采用負載短路法。負載短路法實際上是一種反向推理法，假設(shè)將放大電路的負載電阻RL短路（此時，），若輸入回路中仍然存在反饋量，即，則為電流反饋；若輸入回路中已不存在反饋，即則為電壓反饋。判斷電壓反饋和電流反饋更直觀的方法是根據(jù)負載電阻與反饋網(wǎng)絡(luò)的連接方式來區(qū)分電壓反饋與電流反饋。將負載電阻與反饋網(wǎng)絡(luò)看作雙端網(wǎng)絡(luò)（在反饋放大電路中其中一端通常為公共接地端），若負載電阻與反饋網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)，則反饋量對輸出電壓采樣，為電壓反饋。否則，反饋量無法直接對輸出電壓進行采樣，則只能對輸出電流進行采樣，即為電流反饋。電壓負反饋可以穩(wěn)定輸出電壓；而電流負反饋則可以穩(wěn)定輸出電流。區(qū)分電壓反饋與電流反饋只有在負載電阻RL變動時才有意義。如果RL固定不變，因輸出電壓與輸出電流成正比，所以，在穩(wěn)定輸出電壓的同時也必然穩(wěn)定輸出電流，反之亦然，二者效果相同。但是當(dāng)負載電阻RL改變時，二者的效果則完全不同，電壓負反饋在穩(wěn)定輸出電壓時，輸出電流將更不穩(wěn)定；而電流負反饋在穩(wěn)定輸出電流時，輸出電壓將更不穩(wěn)定

二、元器件的選擇

集成功率放大器\o"TDA2030"TDA2030。

RP為碳膜電位器。

C1、C2為電解電容器，耐壓為16V，C3、C4、C5為瓷介電容。

R1、R2、R3為碳膜電阻，額定功率為1/8W。R4為碳膜電阻，額定功率為1/4W。VD1、VD2為IN4007小功率整流二極管。B為4Ω或8Ω、15W全頻揚聲器。

三、電路制作

圖2是本電路印制電路板圖及\o"TDA2030"TDA2030管腳圖。

由于\o"TDA2030"TDA2030輸出功率較大，因此需加散熱器。而\o"TDA2030"TDA2030的負電源引腳（3腳）與散熱器相連，所以在裝散熱器時，要注意散熱器不能與其他元器件相接觸。四、PCB設(shè)計中應(yīng)注意的問題1．布線方向：

從焊接面看，元件的排列方位盡可能保持與原理圖相一致，布線方向最好與電路圖走線方向相一致，因生產(chǎn)過程中通常需要在焊接面進行各種參數(shù)的檢測，故這樣做便于生產(chǎn)中的檢查，調(diào)試及檢修（注：指在滿足電路性能及整機安裝與面板布局要求的前提下）。

2．各元件排列，分布要合理和均勻，力求整齊，美觀，結(jié)構(gòu)嚴謹?shù)墓に囈蟆?/p>

3、設(shè)計布線圖時要注意管腳排列順序，元件腳間距要合理。

4．在保證電路性能要求的前提下，設(shè)計時應(yīng)力求走線合理，少用外接跨線，并按一定順充要求走線，力求直觀，便于安裝，高度和檢修。

5．設(shè)計布線圖時走線盡量少拐彎，力求線條簡單明了。

6．布線條寬窄和線條間距要適中，電容器兩焊盤間距應(yīng)盡可能與電容引線腳的間距相符；

7．設(shè)計應(yīng)按一定順序方向進行，例如可以由左往右和由上而下的順序進行。五．焊盤應(yīng)注意的常見問題焊盤內(nèi)孔邊緣到印制板邊的距離要大于1mm，這樣可以避免加工時導(dǎo)致焊盤缺損。

焊盤的開口：有些器件是在經(jīng)過波峰焊后補焊的，但由于經(jīng)過波峰焊后焊盤內(nèi)孔被錫封住，使器件無法插下去，解決辦法是在印制板加工時對該焊盤開一小口，這樣波峰焊時內(nèi)孔就不會被封住，而且也不會影響正常的焊接。

焊盤補淚滴：當(dāng)與焊盤連接的走線較細時，要將焊盤與走線之間的連接設(shè)計成水滴狀，這樣的好處是焊盤不容易起皮，而是走線與焊盤不易斷開。

相鄰的焊盤要避免成銳角或大面積的銅箔，成銳角會造成波峰焊困難，而且有橋接的危險，大面積銅箔因散熱過快會導(dǎo)致不易焊接。六、總結(jié)此次設(shè)計是我們提高專業(yè)能力的重要一步。從最初的選題到制作直到完成論文。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改論文，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。通過這次實踐，我了解了音頻功率放大器用途及工作原理，熟悉了音頻功率放大器的設(shè)計步驟，鍛煉了設(shè)計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設(shè)計能力。此次設(shè)計