基于Multisim的音频功率放大器设计与仿真

1、-信息工程学院课程设计报告书题目: 基于Multisimde 音频功率放大器设计与仿真 课 程：电子线路课程设计专 业：班 级：学 号：学生：指导教师：2015 年 1 月 3 日 信息工程学院课程设计任务书学 号学生专业班级设计题目基于Multisimde 音频功率放大器设计与仿真设计技术参数电源电压：Vs 22V 输入电压：VIN V 电源V 差分输入电压：VDIFF 5V 工作温度围：TA 070 存贮温度：TSTG -65150 结温：Tj 150 功耗5532FE：PD 1000mW 引线温度焊接，10S 300 设计要求1 输出功率10W/8；频率响应2020KHz；效率60；失真小。2 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。3 利用Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。4 安装调试并按规要求格式完成课程设计报告书。参考资料1. 自美.电子电路设计.实验.测试.武昌：华中理工大学，1994.2. 童诗白.模拟电子技术根底.第二版.：人民邮电，1999.3. 康华光主编，电子技术根底数字局部、模拟局部，高等教育，1998.

2、4.周泽义.电子技术实验。：理工大学，2001.55.梁宗善.?新型集成电路的应用-电子技术根底课程设计?.华中科技大学，20046.梅生.?电子技术根底课程设计?.高等教育，20057.黄继昌，海贵.?实用单元电路及其应用?.人民邮电，20068.王卫东，江晓安.?模拟电子电路根底?.电子科技大学，20039.华成英、童诗白.模拟电子技术根底.第四版.:高等教育,2006.52015 年 1 月 3 日 信息工程学院课程设计成绩评定表学生：*： 专业班级：课程设计题目：基于Multisimde 音频功率放大器设计与仿真成绩：指导教师：年 月 日摘要 TDA2030功率放大电路具有失真小、功率大、所需元件少、制作简单、效果良好等优点，用它来做电脑有源音箱的功率放大局部或MP4等小型功放再适宜不过，本论文便是用TDA2030来制作音频功率放大器原件。高效率的音频功率放大器不仅仅是在便携式设备中需要，在大功率的设备中也占有较大的比重。随着人们居住条件的改善，高保真音响设备和高档的家庭影院也逐渐兴起。音频功率放大器在这些设备中起到了很重要的作用。关键字：TDA2030功率放大电路、音频功率放

3、大器、高效率AbstractTDA2030power amplifiercircuit withsmall distortion,high power,which needs few ponents,simple fabrication,the advantages of good effect,can use it to makepowerputeramplifying partor MP4small poweris again appropriatehowever,this thesis isto make use of TDA2030audio poweramplifieroriginal.Audio power amplifier withhigh efficiencyis not only the needin portable devices,also account for a largeproportion inhigh powerdevices.With the development ofpeoples living conditionsimprove,high f

4、idelity audio equipment andhigh-endhome theateralsogradually on the rise.Audio poweramplifierplays a very important rolein these devices.Keywords: TDA2030power amplifier circuit,audio poweramplifier,high efficiency目录1前言11.1音频放大器的开展11.2 音频放大器设计背景11.3 音频放大器设计意义12任务与条件32.1初始条件32.2要求完成的主要任务32.3设计方案33选择器件与参数运算43.1运放NE5532介绍43.2 TDA 2030介绍53.3功率计算64单元电路设计74.1主电源电路74.2调音电路74.3功率放大电路85电路设计仿真105.1仿真电路图105.2仿真结果10总结12参考文献13. z.-1前言1.1音频放大器的开展上个世纪80 年代以前，输出功率仅几瓦的声频功率放大器都要采用分立元件来制作。进入80年代后，国开场研制生产出一些小功率的功放I

5、C，但由于这些功放IC的性能指标不佳，尤其是可靠性比较差，很快就被国外生产的功放IC所取代。日本生产的HA1392、TA7240曾经是80年代用得非常普遍的功放IC。 HA1392与TA7240的输出功率都只有4W 6W。意法SGS公司在80年代初开发生产的TDA2030A算是比较好的一款功放IC，它的输出功率能够到达12W以上。尽管SGS公司在TDA2030A根底上又研制出 TDA2040、TDA2050功放IC，使输出功率能够到达24W，但由于它们的电源适用围只有22V，如果使用未经稳压的整流滤波直流电供电，它们实际上都只能给4负载输出12W功率。在90 年代以前，电子器件生产厂商提供的功放IC输出功率实际都在30W以下。在经过10多年的努力后，美国NS公司和意法SGS公司都在90年代期间相继开发生产出多款输出功率超过30W的功放IC芯片。其中，LM3876、LM3886是美国NS公司的代表作，TDA7294、TDA7295、 TDA7296是意法SGS公司的代表作。1.2 音频放大器设计背景 音频放大器的目的是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号，信号音量和功率级都要理想如实

6、、有效且失真低。音频围为约20Hz 20kHz，因此放大器在此围必须有良好的频率响应(驱动频带受限的扬声器时要小一些，如低音喇叭或高音喇叭)。根据应用的不同，功率大小差异很大，从耳机的毫瓦级到TV或PC音频的数瓦，再到“迷你家庭立体声和汽车音响的几十瓦，直到功率更大的家用和商用音响系统的数百瓦以上，大到能满足整个电影院或礼堂的声音要求。1.3 音频放大器设计意义在传统晶体管放大器中，输出级包含提供瞬时连续输出电流的晶体管，实现音频系统放大器许多可能的类型包括A类放大器，AB类放大器和B类放大器。与D类放大器设计相比较，即使是最有效的线性输出级，它们的输出级功耗也很大。这种差异使得D类放大器在许多应用中具有显著优势，因为低功耗产生热量较少，节省印制电路板面积和本钱，并且能够延长便携式系统的电池寿命。另外，D类功率放大器工作于开关状态，理论效率可达100%，实际的运用中也可达80以上，功率器件的耗散功率小，产生热量少，可以大大减小散热器的尺寸，连续输出功率很容易到达数百瓦，功率MOS有自我保护电路，可以大大简化保护电路，而且不引入非线性失真。2任务与条件2.1初始条件可选元件：集成功放，电

7、容、电阻、电位器假设干；或自选元器件。直流电源12V，或自选电源。可用仪器：示波器，万用表，毫伏表等2.2要求完成的主要任务:（1） 设计任务根据技术指标和条件，选择适宜的功放电路，如：OCL、OTL或BTL电路。完成对音频功率放大器的设计、装配与调试。2设计要求1 输出功率10W/8；频率响应2020KHz；效率60；失真小。2 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。3 利用Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。4 安装调试并按规要求格式完成课程设计报告书。2.3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展放大，然后输出驱动扬声器。声音源的种类有很多种，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灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器的话，对于输入信号过低的，功率放大器功率输出缺乏，不能充分发挥功放的作用；参加输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真。这样就失去了音频放大的意义了，所以一个实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同的输入信号，或

8、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。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局部组成。如下列图3选择器件与参数运算3.1运放NE5532介绍 NE5532是高性能低噪声运放，与很多标准运放如1458相似，它具有较好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号与电源带宽。 1小信号带宽：10MHz； 2输出驱动能力：600，10V； 3输入噪声电压：5nV/HZ典型值； 4DC 电压增益：50000； 5AC 电压增益：10KHz 时2200； 6电源带宽：140KHz； 7转换速率：9V/S； 8大电源电压围：320V。 极限参数： 电源电压：Vs 22V 输入电压：VIN V 电源V 差分输入电压：VDIFF 5V 工作温度围：TA 070 存贮温度：TSTG -65150 结温：Tj 150 功耗5532FE：PD 1000mW 引线温度焊接，10S 300 直流电气参数：如图2 所示。 图2直流电气参数交流电气参数如图3所示 图3交流电气参数3.2 TDA 2030介绍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。 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作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的倍，是三极管的交流放大倍数，应用这一点，假设将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的倍的大信号，这现象成为三极管的

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