模拟电子技术课程设计报告--音频功率放大器的设计.docx

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1、模拟电子技术课程设计报告设计题目：音频功率放大器的设计专业名称：电气工程及其自动化目录摘要3关键词3一、设计目的4二、设计要求4三、设计方案及论证5四、设计内容及步骤6-x五、设计小结XX六、致谢XX七、参考文献XX摘要本设计介绍了如何设计并制作一款最大不失真输出功率PoRNl5W（失真度小于5%）;带宽BWN（40-20000）Hz（功放部分）；在POR下的效率N50%;在前置放大级输入端交流短接到地时，RL=8上的交流声Vpp40011iV;前置放大器具有低音、中音、高音调节功能；具有音量调节功能的实用功率放大器。关键词：功率放大；音量调节；音调调节。一、设计目的通过理论设计和实物制作解决

2、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；二、设计要求设计所需满足的条件：1、功率放大器的频带宽度B论50HZ15KHz；2、在最大输出功率下非线性失真系数S3%；3、输入阻抗RNlOOkQ;4、具有音调控制功能：低音IoOHZ处有12dB的调节范围，高音IokHZ处有12dB的调节范围。三、设计方案及论证音

3、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，现列出三种不同方案。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所不。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、保真度高的特点。电路中DI、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；Rl、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。Cl为输入耦合电容，C4为输出耦合电容

4、;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。0+18V1N4OOI22kcTDA2030A22F% 680CRSCZl22k1N4001 -18V图3-2OCL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所不。图3-3BT

5、L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Al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L5倍，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,

6、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，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，能够更好的保护实验器件，减少不必要的损失。四、设计内容及步骤1、音频放大电路该放大电路主要包括：前置放大级、音调控制电路、功率放大电路三个部分组成。(I)前置放大级音频功率放大器的作用是将声音源输

7、入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。前置放大器的主要功能：a、是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；b、是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。如下图41所示。图4-1前置放大电路(2)功率放大电路功率放大电路的作用是给扬声器提供所需要的输出功率。如下图42所示。图4-2功率放大电路2、音调控制电路通过对放音频带内放大器的频率响应曲线的形状进行控制，从而达到控制放音音色的目的，以适应不同听众对音色的不同爱好。此外还能补

8、偿信号中所欠缺的频率分量，使音质得到改善,从而提高放音系统的放音效果。本电路选择负反馈型音调控制电路。如下图4-3所示。Dl * 1N4007耕1C3T47图4-3音调控制电路五、设计小结历时一周的课程设计结束了，这给我们带来了不可磨灭的深刻印象，尤其是对于未知的探索，对错误的寻找，这个过程是充满乐趣和成就感的，在连接电路的过程中，遇到了不少问题，包括原理的理解，实验电路的设计，以及在电路连接过程中不可避免的与设计思想相违背，不能出现实验结果的情况，经过对问题的分析及对线路，对实验器材的进一步调试，才一步一步地解决了问题，并最终得出实验结果。在这一周的课程设计中，我的收获是巨大的。第一，在专业

9、知识的理解与掌握上更进了一步，通过对所不理解的专业知识的查找，并最终将其理解掌握，而且融入到设计理念中，这是一个不断成长和成熟的过程。第二，我学会了怎么去做一个设计者，再设计的过程中，我们必须不断提高，必须通过不间断的学习来解决一个又一个难题，更重要的是遇到难题时我们应该抱有一个平淡的心态，以一个寻求答案的，渴望的思想去找到解决问题的方法,最终将问题解决。第三，我明白了怎么去做一个合作者。在一个设计中，一个人的力量是渺小的，只有在小组成员的共同努力下，才能更好的完成任务，达到设计要求，对待不懂的问题要及时询问，竭尽全力得到自己想要的知识。第四，我明白了基本的理论知识和实践设计的差别，好多理论上

10、可以执行的东西有时候是调试不出来的，这时候就要去自己寻找错误，有时候是电路连接，有时候是实验设备的问题。而且把理论知识运用到实践中时也是一个很大的挑战，需要不断的探寻和调试才可以达到目的。最后，这次课程设计让我得到了很多在课堂上无法获得的知识，以及解决问题的方法，对我来说，这是一次成功的课程设计，实践，永远是熟练自己知识的最根本的方法。六、致谢本次实训，特别感谢老师和同学们的热心帮助。在校期间，各种学习任务同学之间的相互帮助是不可或缺的，特别是老师能够提供给我们耐心的讲解和真挚的教导，没有老师的帮助这次实训是不会这么成功的。七、参考文献1电工技术/林育兹主编一北京：科学出版社，20062电工学下册，电子技术/秦曾煌主编.第7版-北京：高等教育出版社，20093电子线路EDA仿真技术4电工技术基础吕砚山主编，科学技术文献出版社，19825电子线路设计实验测试（第二版），谢自美主编，华中科技大学出版社，20006邱关源.电路原理（五版）.北京高等教育出版社,2006