數(shù)控音量調(diào)節(jié)集成音頻功率放大器 課程設(shè)計報告-文庫吧
2025-02-07 01:49 本頁面
【正文】 用TDA2030A 作功放。 本設(shè)計功率放大器選用集成功放 TDA2030A，采用雙電源 OCL 電路，原理圖如圖 1 所示。 4 C1 為信號耦合電容， R3 為輸入接地電阻，防止輸入開路時引入感應(yīng)噪聲。 R R2 組成反饋網(wǎng)絡(luò)， C2 為直流負(fù)反饋電容，以使電路直流為 100%負(fù)反饋。靜態(tài)工作點穩(wěn)定性好。 D D2 為保護(hù)二極管。 R4 和 C3 組成輸出退耦電路，防止功放產(chǎn)生高頻自激。 C C C C7 是電源退耦電容。 4 個 1N4004 組成全橋整理電路，防止正負(fù)電源誤接。 RW 電位器可以實現(xiàn)輸入衰減，可作音量調(diào)節(jié)用。 5 圖 2 數(shù)控音量調(diào)節(jié)集成音頻功率放大器 原理圖框 電路設(shè)計 在音頻信號處輸入正弦波輸入電壓幅度≥ 800mV，等效負(fù)載電阻 RL 滿足： （ 1）額定功率輸出功率： POR≥ 10W； （ 2）頻率響應(yīng)： BW≥ 20Hz ~ 100kHz（≤ 3dB） （ 3）在 POR 和 BW 內(nèi)非線性失真系數(shù)：≤ 1％ (10W,30Hz~20kHz）； （ 4）在 POR 下的效率≥ 55%； 數(shù)控音量調(diào)節(jié)部分盡量能 多檔位。 電源穩(wěn)壓部分不要自制，但要求必須有整流濾波電路。 方案論證 芯片選擇 我們熟悉的集成功放有 TDA2030A、 LM187 TDA1514 等，其中 TDA1514 外圍電路較復(fù)雜，且容易自激。 LM1875 外圍電路簡單，電路成熟，低頻特性好，保護(hù)功能齊全，但是高頻特性較差（ BW≤ 70KHz）。 TDA2030A 上升速率高、瞬態(tài) 6 互調(diào)失真小；輸出功率大，而保護(hù)性能以較完善；外圍電路簡單，使用方便；頻帶寬 BW（ 10～ 140KHz），缺點是低頻特性欠缺。綜合題目要求，選用 TDA2030A作功 放。 TDA 2030 是一塊性能十分優(yōu)良的功率放大集成電路，其主要特點是上升速率高、瞬態(tài)互調(diào)失真小，在目前流行的數(shù)十種功率放大集成電路中，規(guī)定瞬態(tài)互調(diào)失真指標(biāo)的僅有包括 TDA 2030 在內(nèi)的幾種。我們知道，瞬態(tài)互調(diào)失真是決定放大器品質(zhì)的重要因素，該集成功放的一個重要優(yōu)點。 TDA2030 集成電路的另一特點是輸出功率大，而保護(hù)性能以較完善。根據(jù)掌握的資料，在各國生產(chǎn)的單片集成電路中，輸出功率最大的不過 20W，而 TDA 2030 的輸出功率卻能達(dá) 18W，若使用兩塊電路組成 BTL 電路，輸出功率可增至35W。另一方面，大功率集成塊由于所用電源電壓高、輸出電流大，在使用中稍有不慎往往致使損壞。然而在 TDA 2030 集成電路中，設(shè)計了較為完善的保護(hù)電路，一旦輸出電流過大或管殼過熱，集成塊能自動地減流或截止，使自己得到保護(hù)（當(dāng)然這保護(hù)是有條件的，我們決不能因為有保護(hù)功能而不適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行使用）。 TDA2030 集成電路的第三個特點是外圍電路簡單，使用方便。在現(xiàn)有的各種功率集成電路中，它的管腳屬于最少的一類，總共才 5 端，外型如同塑封大功率管，這就給使用帶來不少方便。 TDA2030 在電源電壓 177。14V ，負(fù)載電阻為 4Ω 時輸出 14 瓦功率（失真度≤0 ． 5％）；在電源電壓 177。16V ，負(fù)載電阻為 4Ω 時輸出 18 瓦功率（失真度≤0 ． 5％）。該電路由于價廉質(zhì)優(yōu)，使用方便，并正在越來越廣泛地應(yīng)用于各種款式收錄機和高保真立體聲設(shè)備中。 7 功率放大器的設(shè)計與計算 本設(shè)計功率放大器選用集成功放 TDA2030A，采用雙電源 OCL 電路，原理圖如圖 1所示。 TDA2030A 開環(huán)增益為 90dB，即放大倍數(shù) A=32021。 因為要求輸出到 8Ω電阻負(fù)載上的功率 POR≥ 10W，而 VPRV ORLom ?????? 加上功率管管壓降 2V，則 V= omV +2=+2= 取電源電壓為177。 15V。 ARPI LORcm ???? WIVP cmv ?????? ?? 所以計算效率為 %%100)(%100)/( ????? VOR PP? 輸出最大不失真電壓 omV =，故 VppVo . ???? ???? ppVippVoA f =32 則功率電壓增益取 33680 680220212 21 ????? R RRA f≈ 30dB 優(yōu)缺點 ：優(yōu)點是省去體積較大的輸出電容，頻率特性好，缺點是需要雙電源供電，對電源的要求稍高。 單電源供電 OTL 音頻功率放大器工作原理 電路 圖 8 優(yōu)缺點： 優(yōu)點是可以使用單電源供電，是電池供電的首選電路。缺點是需要通過體積較大電解電容作為輸出耦合。 雙電源供電 BTL 音頻功率放大器 工作原理 用兩塊 TDA2030 組成如圖 3 所示的 BTL 功放電路， TDA 2030（ 1）為同相放大器，輸入信號 Vin 通過交流耦合電容 C1 饋入同相輸入端①腳，交流閉環(huán)增益為 KVC①＝ 1＋ R3 / R2≈ R3 / R2≈ 30dB。 R3 同時又使電路構(gòu)成直流全閉環(huán)組態(tài)，確保電路直流工作點穩(wěn)定。 TDA2030（ 2）為反相放大器，它的輸入信號是由 TDA 2030（ 1）輸出 端的 U01 經(jīng) R R7 分壓器衰減后取得的，并經(jīng)電容 C6 后饋給反相輸入端②腳，它的交流閉環(huán)增益 KVC②＝ R9 / R7//R5≈ R9/R7≈ 30dB。 由 R9＝ R5，所以 TDA 2030（ 1）與 TDA 2030（ 2）的兩個輸出信號 U01 和 U02 應(yīng)該是幅度相等相位相反的，即： U01≈ Uin R3 / R2 U02≈－ U01 R9 / R5 ∵ ＝ R5 ∴ U02 ＝－ U01 因此在揚聲器上得到的交流電壓應(yīng)為： Vo＝ U01 －（－ U02）＝ 2U01 ＝
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