模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書-高保真音頻功率放大器設(shè)計-wenkub
2022-11-04 19:18:55 本頁面
【正文】 =負(fù)載上得到的功率 /電源提供的直流功率，所以應(yīng)該使輸出功率盡可能大，以提高電源的使用效率； （ 3） 非線性失真小： 功率放大器是在較大信號下工作的電子元件，輸出電壓、輸出 電 流變化幅值很大，很容易使輸出信號超過功率管的線性工作范圍，進(jìn)入非線性工作區(qū)，導(dǎo)致武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書 3 輸出信號失真。甲類工作方式是將靜態(tài)工作點取在交流負(fù)載線的中點，使放大電路的工作狀態(tài)始終在線性工作區(qū)，但甲類負(fù)載的功率放大電路電源使用效率最高只有 25%，不滿足設(shè)計要求，不可取。 設(shè)計思路： 功放電路，我們決定在 OCL、 OTL 和 BTL 電 路中選擇其一進(jìn)行設(shè)計。 OCL 電路的主要特點有： 采用雙電源 供電方式，輸出端直流電位為零；由于沒有輸出電容，低頻特性很好；揚聲器一端接地，一端直接與放大器輸出端連接，因此須設(shè)置保護電路；具有恒壓輸出特性；允許選擇 4Ω 、 8Ω 或 16Ω 負(fù)載；最大輸出電壓振幅為正負(fù)電源值，額定輸出功率約為 （ Vcc * Vcc ） /(2RL) ]3[ 。 BTL 電路的主要特點有： 可采用單電源供電，兩個輸出端直流電位相等，無直流電流通過揚聲器，與OTL、 圖 23 BTL 功放電路 OCL 電路相比，在相同電源電壓、相同負(fù)載情況下， BTL 電路輸出電壓可增大一倍， 輸出功率可增大四倍，這意味著在較低的電源電壓時也可獲得較大的輸功率，但是，揚聲器 沒有接地端，給檢修工作帶來不便。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。然而在 TDA 2030 集成電路中，設(shè)計了較為完善的保護電路，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（當(dāng)然這保護是有條件的，我們決不能因為有保護功能而不適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行使用）。 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。 武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書 6 圖 24 TDA2030 實物圖 最終，我們選擇的原理圖為， tda2030aBTL 功放電路圖。 Multisim 提煉了 SPICE 仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的 SPICE 技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計，這也使其更適合電子學(xué)教育。借助專業(yè)的高級 SPICE 分析和虛擬儀器，您能在設(shè)計流程中提早對電路設(shè)計進(jìn) 行的迅速驗證，從而縮短建模循環(huán)。 Multisim 為用戶提供了數(shù)量眾多的元器 件，被分門別類地存放在多個器件庫中。 武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書 8 4 電路原理圖 原理框圖 圖 41 工作原理論述 功率放大器用兩塊集成功放 TDA2030 組成 ， TDA2030（ 1）為同向放 大器，輸入信號通過功放管的同向輸入端輸入，其電壓放大倍數(shù)由反饋網(wǎng)絡(luò)決定。 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。 R9 / R5 ∵ R9＝ R5 ∴ U02 ＝－ U01 因此在揚聲器上得到的交流電壓應(yīng)為： ?UY?＝ U01 （ U02）＝ 2U01 ＝ 2U02 揚聲器得到的功率 PY 按下式計算： m o n o4P/R)4 ( U/R)( 2 U/RUP L2O1L2O1L2YY ???? 電路原理圖 圖 42 武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書 10 理論分析 直流電源 VEE和 VCC兩端的接地電 C C1和 C C2是用來作為 退耦電容 的。 圖 53 武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書 14 6 心得體會 課程設(shè)計心得體會 ： (1)這次課程設(shè)計是我進(jìn)入大學(xué)以來做的第一個課程設(shè)計，在這過程中使我學(xué)到了很多東西，讓我受益匪淺。雖然，到現(xiàn)在為止，我也只會該軟件的部分功能，但這也我們得設(shè)計過程帶來了很大的便利，用它可以隨時對電路進(jìn)行修改并仿真調(diào)試，減少了設(shè)計過程中的盲目性，不僅學(xué)習(xí)了專業(yè)知識，還學(xué)會了在電腦上繪圖，收獲不少啊！ (4)通過自己動手做實物，是我認(rèn)識到自己的知識水平的不足，真正體會到平時 所學(xué)都是理論上的東西，與實際較遠(yuǎn)。在這個過程中老師和同學(xué)給了我很大的幫助，在此向他們表示感謝。特別是在調(diào)試電路的時候 —— 理論與實際相結(jié)合，實際中的問題遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于理論。重要的事還要考慮到整個電路的安全性、可行性、實用性等。 具體數(shù)值計算 )2/(P 2 RccVom ? 因 為運用的是雙 TDA2030，可以使輸出功率提高為單個放大器的四倍即：P=4 )2/(4P 2 RccVom ? P=10w Rlo/UP 2? VRlPUo 10/ ?? 為了使輸出功率大約為 10 w，負(fù)載為 8Ω ，所以對于單個放大器的輸出電壓有 VVoo 52/1V ?? ViRRVo )6/41( ?? 若取 VVi ? ??? kRViVoR 186*/4 根據(jù)對稱性 所以 R1 R12 也取 18kΩ )RC2/(1 π?f 根據(jù)輸入信號中的高低頻交流信號分別取 C1= F C5=100μ F 武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書 11 由于電路的對稱性 C2= F C6=100μ F
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