音频功率放大器设计仿真与实现

1、课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信指导教师：工作单位：信息工程学院题目：音频功率放大器的设计仿真与实现初始条件：可诜亓件：集成功放，由容、由阳、电位器若干：或白诜元器件。直流电源+12V，或 自选电源。可用仪器： 示波器，万用表，毫伏表等。 要求达成的主要任（1）设计任务依据技术指标和已知条件，选择适合的功放电路，如：OCL、OTL或BTL电路。达成 对音频功率放大器的设计、装置与调试。（2）设计要求输出功率10W/8Q ；频次响应2020KHz；效 率60% ；失真小。选择电路方案，达成对确立方案电路的设计。利用Proteus或Multisim仿真设计电 路原理图，确立电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真切现系统功能。安装调试并按规范要求格式达 成课程设计报告书。选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。时间安排：第18周前半周，达成仿真设计调试；并制作实物。第18周后半周，硬件调试，撰写、 提交课程设计报告，进行查收和辩论。指导教师署名：年月日系主任（或责任教师）署名：年月日目录1 任与要求!不决。任!不决。要求!不决。方案!不决。器件与参数运算!不决。运放NE5532

2、介.！不决。TDA2030 介4.功率算5元路6主源路6音路6功率放大路7路仿真9仿真路 .9仿真果.9心得领会.10参照文件.11附表一：路原理!不决。附表二：元器件清!不决。附表三：物141设计任务与要求设计任务依据技术指标和已知条件，选择适合的功放电路，如：OCL、 或电路。达成对音频功率放大器的设计、装置与调试。设计要求输出功率10W/8Q ；频次响应2020KHz；效率60% ；失真小。选择电路方案，达成对确立 方案电路的设计。利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确立电路元件参数、掌握电路工作原理并 仿真切现系统功能。安装调试并按规范要求格式达成课程设计报告书。选做：利用仿真软件的PCB设计功 能进行PCB设计。设计方案音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，而后输出驱动扬声器。声音源的种类有好 多种，故输出信号的电压差异很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般动率放大器的输入敏捷度是必定的，这些不 一样的声音源信号假如直接输入到功率放大器的话，关于输入信号过低的，功率放大器功率输出不足，不可以充 足发挥功放的作用；加入输入信号的幅值过大，功率放大器的

3、输出信号将严重过载失真。这样就失掉了音频放大 的意义了，因此一个适用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一样的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使 其与功率放大器的输入敏捷度相般配。最后音频放大器由前置放大器和音调控制电路和功率放大器三部 分构成。如图1所示图1音频放大器构成框图蕴成框架如下I斗选择器件与参数运算运放NE5532介绍NE5532是高性能低噪声运放，与好多标准运放（如1458）相 r1 i像，它拥有较好的噪可邂懵优秀的输出驱动能力及相当高日的小信号与电源带宽。1）小信号带宽:10MHz； :也RI2）输出驱动能力：600，10V；一3）输入噪声电压：5nV/HZ（典型值）；4）DC电压增益：50000；5）AC电压增益：10KHz时2200；6）电源带宽：140KHz；7）变换速率：9V/uS；（8）大电源电压范围：320V。极限参数：源：Vs22V入：VINV源V差分入：VDIFF5V工作温度范：TA0C70C存温度：TSTG-65C150C温：Tj150C功耗（5532FE）： PD1000mW引温度（接，10S） 300C直流气参数：如2所

4、示。气iM| LBI iI5!. jjjij1 J?f9， + dF 冒, -I / t 4 A L mM 士 MlJ-1，j|iavs时* !, ,ittVrfA VwL AR,1mV，. y J、Ig 11 r OkJr J31! 一ID50nA._uJflO1J-11JOOjHjakTQCFa u粮&电幢h g 12004WI，00800IL%JFIT InW11000nA ckA V电电_rai_ _IdmAMBF .mA1 I1 All】s 3-aXx-*lj .十 T- I | JIF ff1 外-CNIRRjFL pjGI100 UKdB图2直流电气参数沟通电气参数如图5.3所力、T图3沟通电气参数TDA2030介绍TDA2030是一块性能十分优秀的功率放大集成电路其主要特色是上涨速率蒿、瞬态Hl 6互调失真小，在当前流行的数.十种功率放大集成电路中.，规定瞬态失真指标的仅有包客DA2030 在内的几种。我们知道瞬态互调为真是决定放大器质量的重要要素,成功放的一个重要长处。 入I JO ： M0 打 慕TDA2030A功率放大管利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制

5、作用将电源的功率变换为依，若将小信号注入基极，则集据输入信号变化的电流。因为声音是不一样振幅和不一样频次的波，即沟通信号电流，三极管的集电极电流永久是基极电流的B倍，B是三极管的沟通放大倍数，应用这一点 1MUbiKJKjMhi4电极流过的电流会等于基极电流的由倍，5后将这个信号用隔直电容隔绝出来，就获取了电流（或电压）wnTT是原来的B倍的大信号，这现象成为三极管的方作用。经过不|停的电流及电压放大，就达JOI放大。L ,依据掌握的资料，在各国生产的单片集成电路中，输出功率最大的可是20W,而TDA2030的输出功T * *Tet Al * LW - ir 11 1KHz率却能达18W,若使用两块电足各构成溶tL电路输出&功率iFn|1iVMISVI可增至35W。另一方面，大功率集成块因为所用电源电压高、输出电流大，在使用中稍有不慎常常 以致破坏。但是在TDA2030集成电路中，设计了较为完美的保护电路，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，使自己获取保护（自然这保护是有条件的，我们决不可以因为有保护功能 而不适合地进履行用）。TDA2030集成电路的第三个特色是外

6、头电路简单，使用方便。在现有的各样功 率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总合才5端，在焊接电路板的时候TDA2030A的管脚的散布 关于焊接的时候很重要的，假如管脚的划分有错，直接会以致的功率放大器烧掉。经过查阅资料知道他 的管脚散布为：汉字对着人，从左往右数为12345此中1为同武相输入端，2为反相输入端，3为功率 放大器的接地端，4为功率放大器额的输出端，5为功率放大器的电源线的接入端。TDA2030在电源电压14V，负载电阻为4Q时输出14瓦功率（失真度W0. 5%）；在电源电压 16V，负载电阻为4Q时输出18瓦功率（失真度W0.5%）。该电路因为价廉质优，使用方便，并正在愈来愈宽泛地应用于各样样式收录机和高保真立体声设施中。该电路可供低频课程设计采纳。本设计采纳3个TDA2030A芯片，此中一个放大声道，一个放大右声道，一个放大低音部分。表示图如图4IDAS I出电压有效.有效攵值V0和输出电流I0的乘积来图4TDA2030表示图功率计算计算输出功率Po输出功率用I表示。设输出电压的幅值为Vom，则因为Iom=Vom/RL，因此.当输入信号足够大，使Vim二Vom二Vce

7、m二VCC-VCESRVCC和Iom=Icm时，可获取最大的输出功率。由上述对Po的议论可知，要供给放大器的输出功率，能够增大电源电压VCC或降低负载阻抗RL。单元电路设计主电源电路如图5所示，采纳沟通双12V，30W变压器，市电从ACIN输入，VCC和VSS给TDA2030A供电，Va和Vb给NE5532供电。整流部分采纳单向桥式全波整流电路，在滤波电路中，采纳电容滤波电路,图5主电源电路调音电路VCCR26% I 680RC24104C22 C20104 33001：C271让C25104ybjvssR27 1HZZH 680R111C23 ,10411CN08D111D4 D3 ACINC2133OOURL207U本设计采纳六个参数为50K的电位器。此中RP1A, RP1B调理低音区，RP2A, RP2B调理中低音，RP3A, RP3B调理音量。调音电路与功率放大电路用排线相连，数字一一对应相连。电路图如图6所示图6调音电路功率放大电路电路分左声道，右声道，以及低音区输入，TDA2030构成双电源互补对JU称功放，放大电路之间相连采纳RCl耦合方式。NE5532是双运放，分为两个

8、单运放连结于电路中。ZtTNE5532电路如图7所示。图7NE5532电路TDA2030单声道电路FiRPjB5(1()图8TDA2030单声道电路电路设计仿真仿真电路图采纳Multisim仿真电路，如图9所示图9Multisim仿真电路仿真结果左右声道输入1kHz,1Vpp的正弦波，结果如图10所示。图10输出结果心得领会经过电子技术课程设计的训练，能够全面调换学生的主观能动性，举一反三其所学的“模 拟电子技术”、“数字电子技术”和“电子技术实验”等课程的基来源理和基本剖析方法，进一步把书 籍知识与工程实质需要联合起来，实现知识向技术的转变，以便毕业生走上工作岗位能较快地适应社会 的要求。而此次课程设计的题目是做一个有源滤波器的音频功率放大器，在此次设计中，我们的确遇了 好多灾以解决的问题，同时也学到了好多知识。掌握了功率放大器电路的设计与制作，掌握了 NE5532, TDA2030等集成芯片的原理与作用以及晶体管极性的判断，怎样去检查电路中的错误与线路能否导通， 进一步娴熟万用表的使用，怎样制作PCB电路板。更让我理解集体精神的重要性。更懂得做好一件事情 的不简单。接触到了与自己有关专业的详细的知识，感觉到所学的东西仍是很实用的，经过实践不只稳 固了学过的知识，并且其余的对所学知识进行实践论证，实时的现了存在的很多不足。经过本次课程设 计初步认识了一些专业软件的使用，如Multisim的软

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