1、word格式文檔電子科技大學(xué)模擬電路基礎(chǔ)電子線路應(yīng)用設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目： 功率放大電路 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 教師姓名： 日期： 2016.12.27 專業(yè)整理 1、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)并制作用晶體管和集成運(yùn)算放大器組成的音頻功率放大電路，負(fù)載為揚(yáng)聲器，阻抗RL=8。性能指標(biāo)：頻率：20Hz20kHz 輸出功率：8W 放大倍數(shù)：30dB 失真：10%2、電路原理2.1 電路整體方案2.1.1 方案的確定及論證 一、OCL互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器如圖所示放大電路是由兩個(gè)射極輸出器組成的，T1和T2分別為NPN型管和PNP型管，兩管的材料和參數(shù)相同（即特性對(duì)稱），且電源由對(duì)稱的雙電源+VCC和-VCC提供

2、。圖中，兩管基極沒(méi)有偏置電流，靜態(tài)損耗為0，電路工作在乙類狀態(tài)，信號(hào)從基極輸人，從射極輸出，RL為負(fù)載，輸出端沒(méi)有耦合電容。所以，把圖4-35所示的電路稱為無(wú)輸出電容的功率放大電路，簡(jiǎn)稱OCL電路。圖 2.1.11 OCL電路靜態(tài)時(shí)，UEQUBQ0輸入電壓的正半周：VCCT1RL地輸入電壓的負(fù)半周：地RLT2VCCOCL電路的輸出功率的計(jì)算公式如下：最大輸出功率：轉(zhuǎn)換效率：二、用集成器件實(shí)現(xiàn)TDA2030集成功放芯片：TDA2030是德律風(fēng)根生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點(diǎn)。并具

3、有內(nèi)部保護(hù)電路。圖 2.1.1-2 TDA2030芯片TDA2030管腳功能：1腳是正相輸入端；2腳是反向輸入端；3腳是負(fù)電源輸入端；4腳是功率輸出端；5腳是正電源輸入端。圖 2.1.1-3 TDA2030芯片圖 2.1.1-4 TDA2030典型參數(shù)TDA2030特點(diǎn):1.開(kāi)機(jī)沖擊極小。2.外接元件非常少。3.TDA2030輸出功率大，Po=18W(RL=4)。4.采用超小型封裝(TO-220),可提高組裝密度。5.內(nèi)含各種保護(hù)電路，因此工作安全可靠。主要保護(hù)電路有：短路保護(hù)、熱保護(hù)、地線偶然開(kāi)路、電源極性反接(Vsmax=12V)以及負(fù)載泄放電壓反沖等。6TDA2030A能在最低±

4、;6V最高±22V的電壓下工作在±19V、8阻抗時(shí)能夠輸出16W的有效功率，THD0.1%。運(yùn)用集成芯片TDA2030完成音頻功率放大電路的設(shè)計(jì)，能夠更好地達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)和要求。2.1.2 整體電路整體電路設(shè)計(jì)：使用TDA2030加少量外圍元件，輸入端使用高通濾波。圖 2.1.2-1 音頻功放電路2.2 各部分電路原理一、輸入部分圖 2.2-1 輸入部分電路R3是直流平衡電阻，同時(shí)與C3構(gòu)成高通響應(yīng)，用以濾除低頻信號(hào)。二、放大部分圖 2.2-2 放大部分電路R1、R2和C2構(gòu)成負(fù)反饋電路，決定電路的電壓增益及低端截止頻率。Au=R1/R2三、輸出部分輸出部分負(fù)載為揚(yáng)聲器，阻抗

5、RL=8。四、保護(hù)部分圖 2.2-3 保護(hù)部分電路R4和C7可以穩(wěn)定頻率，防止電路自激。D1、D2用以保護(hù)集成塊2.3 電路參數(shù)選擇依據(jù)闡述電路整體方案、各部分電路原理和電路參數(shù)選擇依據(jù)3、電路仿真和結(jié)果根據(jù)要求，仿真軟件選用multisim，在軟件中連接電路如圖4.1所示：圖 3-1 電路仿真圖一、波特圖輸出圖 3-2 波特圖由圖可以看出，其仿真的結(jié)果，在20Hz-20kHz內(nèi)中后段的波形放大能力基本保持不變化，且放大倍數(shù)約為30dB。符合題目要求。二、輸出功率 圖 3-3 輸出回路上探針數(shù)據(jù) 圖 3-4 輸出功率圖輸出功率為8.662W，8W，滿足要求。三、失真分析圖 3-5 失真分析圖失

6、真為0.014%，10%。滿足要求。選擇的器件及其參數(shù)給出部分和整體電路仿真截圖，給出仿真結(jié)果及結(jié)論。4、電路加工及測(cè)試（可選）闡述制作電路（畫(huà)圖、焊接）的過(guò)程及注意事項(xiàng)，給出PCB版圖、實(shí)物圖。闡明所用的測(cè)試儀表、測(cè)試方法，給出測(cè)試結(jié)果。在最后，針對(duì)這次DIY，也有些收獲和感悟。其中最重要的一點(diǎn)就是功放單點(diǎn)接地的問(wèn)題！一定得慎之慎之處理處理不好功放會(huì)有底噪。 圖中R1、R2是輸入落地電阻，C2是直流反饋電容，接地點(diǎn)是小信號(hào)地，標(biāo)記為藍(lán)色，；C3、C4、C6、C7是退耦電容，接地端標(biāo)記為紅色，屬電源地。正確的接地方式為：三個(gè)小信號(hào)接地點(diǎn)可混合在一條地線上，四個(gè)電源地匯集為另一條地線，

7、電源地與小信號(hào)地在總接地點(diǎn)處匯合，除總接地點(diǎn)外，兩種地不得有其他連通點(diǎn)。5、問(wèn)題解答1、為什么共射放大電路不宜用作功率放大電路？共射主要用于放大電壓信號(hào)，其輸出功率和效率都很低；而功放不僅需要有放大的電壓信號(hào)，還需要有放大的電流信號(hào)，只有電壓信號(hào)和電流信號(hào)都足夠大，才能滿足功放的要求，所以共射放大不宜用作功率放大電路。2、TDA2030使用時(shí)對(duì)電路有什么要求？TD2030使用時(shí)類似于集成運(yùn)放，需要用負(fù)反饋電路。3、如何實(shí)現(xiàn)電路的實(shí)物制作？根據(jù)電路圖繪制PCB將PCB文件導(dǎo)出為PDF文檔格式，采用1：1導(dǎo)出將PDF打印到菲林上，采用實(shí)際大小打印將打印好PCB菲林平鋪在感光板上，準(zhǔn)備曝光用11W的

8、日光臺(tái)燈曝光約15分鐘曝光完畢后用顯影液進(jìn)行顯影準(zhǔn)備好腐蝕溶液進(jìn)行腐蝕腐蝕結(jié)束，鉆孔，準(zhǔn)備焊接焊接元件6、總結(jié)通過(guò)此次的課程設(shè)計(jì)，我增進(jìn)了對(duì)功率放大電路的了解、掌握了音頻功率放大電路的基本設(shè)計(jì)方法，對(duì)于仿真軟件Multisim也用得更加得心應(yīng)手，此外我還新學(xué)會(huì)了利用軟件Altium Designer繪出PCB版圖。同時(shí)對(duì)于模電的課程的內(nèi)容也有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。電子設(shè)計(jì)和需要扎實(shí)的理論基本功，同時(shí)也需要有一定的動(dòng)手能力。理論加上實(shí)踐，才能做等更好。從選擇題目到開(kāi)始著手去做，我才發(fā)現(xiàn)自己的模電知識(shí)掌握得并不牢固，于是花了很多時(shí)間去讀教材相關(guān)內(nèi)容，包括基本放大電路的知識(shí)，多級(jí)放大器，放大電路的反饋和

9、功率放大器等章節(jié)，總算是有了大概的想法和思路。而后便查閱各種論文和書(shū)籍資料，瀏覽各樣的電子、電工論壇，看到別人的一些見(jiàn)解和討論，啟發(fā)了我的思路。最終發(fā)現(xiàn)了TDA2030的集成運(yùn)放具有很大的優(yōu)點(diǎn)，便想用集成運(yùn)放來(lái)實(shí)現(xiàn)。我選擇了TDA2030典型電路中的雙電源電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，并揣摩該電路的設(shè)計(jì)思路和意圖，最終看出了其中的道理。之后便是應(yīng)用仿真軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。制作實(shí)物電路圖又是一次挑戰(zhàn)。首先我詢問(wèn)了一些搞電子設(shè)計(jì)的同學(xué)如何實(shí)現(xiàn)實(shí)物，得知要先繪出PCB布線再印制、最終把元件焊上去并調(diào)試。軟件Altium Designer的使用對(duì)我來(lái)說(shuō)又是一項(xiàng)新鮮事物，我不斷嘗試，學(xué)會(huì)了如何利用軟件布線。學(xué)校開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室給了我們

10、很大的支持和鼓勵(lì)，元件的找尋以及板子的印制都不再成為困擾我們的問(wèn)題。我在沒(méi)課的時(shí)候就呆在那里焊板子，最終做出了實(shí)物。雖然我做出來(lái)的電路滿足了設(shè)計(jì)要求，但是我仍覺(jué)得有些遺憾，那就是這個(gè)電路圖我是直接用的TDA2030典型電路，并沒(méi)有在此基礎(chǔ)上做什么改進(jìn)和變化。我想，以后我要更加注重模電這樣的課程的學(xué)習(xí)，掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)，才有創(chuàng)新思考的能力。同時(shí)我也認(rèn)識(shí)到，電子設(shè)計(jì)也需要有一定的動(dòng)手能力。理論加上實(shí)踐，才能做得更好。電路設(shè)計(jì)、仿真、加工、測(cè)試過(guò)程中的收獲和體會(huì)，對(duì)課程的理解，對(duì)實(shí)際電路的認(rèn)識(shí)等等。說(shuō)明：正文小四號(hào)宋體。圖表采用五號(hào)宋體，圖表分別按順序編號(hào)。表1 選用的元器件型號(hào)和數(shù)量圖1 xxx仿真電路圖參考文獻(xiàn)1. 童詩(shī)白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.第四版.北京：高等教育出版社，2006.2. 周文. 淺談TDA2030集成音頻功率放大器的制作J.課程教育研究,2013，(2).3. 朱李明.線性集成電路TDA2030AJ. 集成電路應(yīng)用，1986,(3).4. 張燕玉，陳