高保真音頻功率放大器設(shè)計(jì)

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1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名：專(zhuān)業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師：工作單位：信息工程學(xué)院題目:音頻功率放大器的設(shè)計(jì)仿真與實(shí)現(xiàn)初始條件：可選元件：集成功放，電容、電阻、電位器若干；或自選元器件。直流電源±12V，或自選電源?？捎脙x器：示波器，萬(wàn)用表，毫伏表等。要求完成的主要任務(wù):（1）設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)技術(shù)指標(biāo)和已知條件，選擇合適的功放電路，如：OCL、OTL或BTL電路。完成對(duì)音頻功率放大器的設(shè)計(jì)、裝配與調(diào)試，鼓勵(lì)自制穩(wěn)壓電源。（2）設(shè)計(jì)要求①輸出功率10W/8Ω；頻率響應(yīng)20~20KHz；效率>60﹪；失真小。②選擇電路方

2、案，完成對(duì)確定方案電路的設(shè)計(jì)。③利用Proteus或Multisim仿真設(shè)計(jì)電路原理圖，確定電路元件參數(shù)、掌握電路工作原理并仿真實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。④安裝調(diào)試并按規(guī)范要求格式完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)。⑤選做：利用仿真軟件的PCB設(shè)計(jì)功能進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)。時(shí)間安排：1、前半周，完成仿真設(shè)計(jì)調(diào)試；并制作實(shí)物。2、后半周，硬件調(diào)試，撰寫(xiě)、提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告，進(jìn)行驗(yàn)收和答辯。指導(dǎo)教師簽名：年月日系主任（或責(zé)任教師）簽名：年月日武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄摘要………………………………………………………

3、…………………11.功率放大器簡(jiǎn)介22.設(shè)計(jì)方案32.1設(shè)計(jì)思路32.2單元電路選取32.2.1直流電源32.2.2功率放大電路43仿真63.1Multisim簡(jiǎn)介63.2低頻功率放大器電路仿真83.2.1仿真增益及功率93.2.2頻率響應(yīng)124焊接與調(diào)試134.1焊接134.2測(cè)試條件134.3測(cè)試與調(diào)試134.3.1數(shù)據(jù)計(jì)算134.3.2輸出電壓144.3.3頻率響應(yīng)145.參考文獻(xiàn)156.心得與體會(huì)16附錄元件清單17武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)摘要本此低頻功率放大器設(shè)計(jì)采

4、用TDA2030A的OCL(雙電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路)，正負(fù)12v直流穩(wěn)定電壓源提供放大能量，接入電壓負(fù)反饋電路穩(wěn)定電壓，大電容濾去低頻紋波，小電容濾去高頻紋波，保證音頻信號(hào)不失真。關(guān)鍵詞：低頻功率放大器OCLTDA2030A17武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1.功率放大器簡(jiǎn)介音頻功率放大器是一個(gè)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟的領(lǐng)域,幾十年來(lái),人們?yōu)橹冻隽瞬恍傅呐?無(wú)論從線路技術(shù)還是元器件方面,乃至于思想認(rèn)識(shí)上都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。（1）早期的晶體管功放??半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步使晶體管放大器向前

5、邁進(jìn)了一大步，自從有了晶體管,人們就開(kāi)始用它制造功率放大器，早期的放大器幾乎全用鍺管來(lái)制作,但由于鍺管工藝上的一些原因,使得放大器中所用的晶體管,尤其是功放管性能指標(biāo)不易做得很高。（2）晶體管功放的發(fā)展和互調(diào)失真??隨著半導(dǎo)體工藝的逐漸成熟,大電流、高耐壓的晶體管品種日益增加,越來(lái)越多的功率放大器采用了無(wú)輸出變壓器的OCL電路或OTL電路，最初的大功率PNP管是鍺管,而NPN管是硅管,兩者的特性差別非常顯著,電路的對(duì)稱(chēng)性很差,人們更多采用的是準(zhǔn)互補(bǔ)電路,通過(guò)小功率硅管Q1與一只大功率的NPN硅管Q

6、2復(fù)合,得到一只極性與PNP管類(lèi)似的大功率管,降低了電路因?qū)ΨQ(chēng)性差而招至的失真。（3）功放輸入級(jí)——差動(dòng)與共射-共基??對(duì)稱(chēng)和平衡是電路發(fā)展的方向?qū)ΨQ(chēng)和平衡也許是世上事物完美的標(biāo)志之一。音樂(lè)講究各聲部之間的乎衡與統(tǒng)一,美術(shù)以色彩搭配均衡、和諧為美,在服裝設(shè)計(jì)中,常常采取看似不對(duì)稱(chēng)的設(shè)計(jì),其實(shí)質(zhì)也是為了取得視覺(jué)上的均衡.上面所說(shuō)的都是藝術(shù),對(duì)稱(chēng)和平衡給人一種安定、完美的感覺(jué)。有意思的是,在功率放大器中,對(duì)稱(chēng)和平衡也有類(lèi)似的效果。功率放大器，簡(jiǎn)稱(chēng)“功放”。很多情況下主機(jī)的額定輸出功率不能勝任帶動(dòng)整個(gè)音

7、響系統(tǒng)的任務(wù)，這時(shí)就要在主機(jī)和播放設(shè)備之間加裝功率放大器來(lái)補(bǔ)充所需的功率缺口，而功率放大器在整個(gè)音響系統(tǒng)中起到了“組織、協(xié)調(diào)”的樞紐作用，在某種程度上主宰著整個(gè)系統(tǒng)能否提供良好的音質(zhì)輸出。音頻放大電路是典型應(yīng)用電路，由一塊TDA2030和較少元件組成的音頻放大電路、裝置調(diào)整方便、性能指標(biāo)好等突出的優(yōu)點(diǎn)。特別是集成塊內(nèi)部設(shè)計(jì)有完整的保護(hù)電路，能自我保護(hù)。17武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)TDA2030是一塊性能十分優(yōu)良的功率放大集成電路，其主要特點(diǎn)是上升速率高、瞬態(tài)互調(diào)失真小，在目前

8、流行的數(shù)十種功率放大集成電路中，規(guī)定瞬態(tài)互調(diào)失真指標(biāo)的僅有包括TDA2030在內(nèi)的幾種。我們知道，瞬態(tài)互調(diào)失真是決定放大器品質(zhì)的重要因素，該集成功放的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)。TDA2030A功率放大管利用三極管的電流控制作用或場(chǎng)效應(yīng)管的電壓控制作用將電源的功率轉(zhuǎn)換為按照輸入信號(hào)變化的電流。因?yàn)槁曇羰遣煌穹筒煌l率的波，即交流信號(hào)電流，三極管的集電極電流永遠(yuǎn)是基極電流的β倍，β是三極管的交流放大倍數(shù)，應(yīng)用這一點(diǎn)，若將小信號(hào)注入基極，則集電極流過(guò)的電流會(huì)等于基極電流的β倍，然后將這個(gè)信號(hào)用隔