一、 设计题目 集成电路功率放大器 |
二、给定条件 |
设计一款额定输出功率为10 ~ 20W的低失真集成电路功率放大器,要求电路简洁,制作方便、性能可靠。性能主要指标: 输出功率:10 ~ 20W(额定功率); 频率响应:20Hz ~ 100kHz(≤3dB) 谐波失真:≤1% (10W,30Hz~20kHz); 输出阻抗:≤0.16Ω; 输入灵敏度:600mV(1000Hz,额定输出时) |
三、设计内容 |
1.根据具体电路图计算电路参数 2.选取元件、识别和测试。包括各类电阻、电容、变压器的数值、质量、电器性能的准确判断、解决大功率放大器散热的问题。 3.了解有关集成电路特点和性能资料情况 4.根据实际机壳大小设计1:1印刷板布线图 5.制作印刷线路板 6.电路板焊接、调试(调试步骤可以参考《模拟电子技术实验指 导书》有关放大器测试过程 7.实训期间必须遵守实训纪律、听从老师安排和注意用电安全。 |
四、功率放大电路的测试基本内容 |
注意:将输入电位器调到最大输入的情况。 1.测量输出电压放大倍数Au 测试条件:直流电源电压14v,输入信号1KHz 70 mv(振幅值100mv),输出负载电阻分别为4Ω和8Ω。 2.测量允许的最大输入信号(1KHz)和最大不失真输出功率 测试条件:①直流电源电压14v,负载电阻分别为4Ω和8Ω。 ②直流电源电压10v,负载电阻为8Ω。 3.测量上、下限截止频率fH和fL 测试条件:直流电源电压14v,输入信号70mv(振幅值100mv),改变输入信号频率、负载电阻为8Ω。 |
五、参考资料 |
TDA2030简介: TDA 2030 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TDA 2030 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。 TDA2030 集成电路的另一特点是输出功率大,而保护性能以较完善。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TDA 2030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35W。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TDA 2030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)。 TDA2030 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,外型如同塑封大功率管,这就给使用带来不少方便。 TDA2030 在电源电压±14V,负载电阻为4Ω时输出14瓦功率(失真度≤0.5%);在电源电压 ±16V,负载电阻为4Ω时输出18瓦功率(失真度≤0.5%)。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。 |
双电源供电BTL音频功率放大器 |
工作原理: 用两块TDA2030 组成如图1所示的BTL功放电路,TDA 2030(1)为同相放大器,输入信号Vin通过交流耦合电容C1馈入同相输入端①脚,交流闭环增益为KVC①=1+R3 / R2≈R3 / R2≈30dB。R3 同时又使电路构成直流全闭环组态,确保电路直流工作点稳定。TAD 2030(2)为反相放大器,它的输入信号是由TDA 2030(1)输出端的U01 经R5、R7分压器衰减后取得的,并经电容C6 后馈给反相输入端②脚,它的交流闭环增益KVC②=R9 / R7//R5≈R9/R7≈30dB。由R9=R5,所以TDA 2030(1)与TDA 2030(2)的两个输出信号U01 和U02 应该是幅度相等相位相反的,即: U01≈Uin·R3 / R2 U02≈-U01·R9 / R5 ∵ R9=R5 ∴ U02 =-U01 因此在扬声器上得到的交流电压应为: êUY&CCeDIL;= U01 -( -U02)= 2U01 = 2U02
扬声器得到的功率 PY 按下式计算: PY = = =4 =4 PMONO |
|
BTL 功放电路能把单路功放的输出功率(PMONO)扩展4倍,但实际上却受到集成电路本身功耗和最大输出电流的限制,该电路若在VS=±14V工作时,PO=28W。 若在VS=±16V或±18V(TDA 2030A)工作时,输出功率会增加,但调试中应密切注视两块电路输出端(④脚 )的直流电平,它们对地的电平都近似为零,为 图 1 BTL 功放电路 了保护扬声器不被 烧坏,通常要在扬声器回路中串联快速熔断丝。其电路印刷板见图2。 BTL电路元件清单(单声道) 电容:1μF×1 22μF×2 0.22μF×2 2200μF×2 0.1μF×2 电阻: 22KΩ×5 680Ω×2 1Ω1W×2 二极管:1N4001×4 1N4004×4 电位器: 22KΩ |
|
图 2 |
|
单电源供电音频功率放大器 |
单电源供电音频放大电路是典型应用电路, 由一块TDA 2030和较少元件组成单声道音频放大电路、装置调整方便、性能指标好等突出的优点。特别是集成块内部设计有完整的保护电路,能自我保护。 |
|
OTL电路元件清单(单声道) |
电容:1μF×1 22μF×1 0.22μF×1 2200μF×2 0.1μF×1 2.2μF×1 电阻: 22KΩ×2 4.7KΩ×1 1Ω1W×1 100KΩ×3 150KΩ×1 二极管:1N4001×2 1N4004×4 电位器: 22KΩ |
双声道OTL音频功率放大器印刷电路图: |
|
TDA2030集成电路OCL功放电路 |
OCL电路元件清单(单声道) 电容:1μF×1 2200μF×2 22μF×1 0.1μF×2 0.22μF×1 电阻: 22KΩ×2 680Ω×1 1Ω1W×1 二极管:1N4001×2 1N4004×4 电位器: 22KΩ |
|