音频功率放大器设计毕业设计.doc

1、马丽：音频功率放大器设计 重庆三峡学院毕业设计（论文）题目 音频功率放大器 院 系 物理与电子工程学院 专 业 电子信息工程 年 级 通讯（一）班 学生姓名 马丽 学生学号 200507060121 指导教师 赵威威 职称 讲师 完成毕业设计（论文）时间2009年4月 目 录引言 2第一章电源电路3第一节、电路组成及各部分电路作用3第二节、各部分电路工作原理3第二章前置放大电路6第一节、前置放大器的功能6第二节、前置放大器的技术要求6第三节、集成电路前置放大电路7第三章分频器电路 13第四章功率放大电路 14第一节、功率放大器的设计 14第二节、TDA系列的集成功率放大电路 15第五章 系统调

2、试结果分析 19结论 19致 谢 20参考文献 20附录 21音频功率放大器马丽 Ma li重庆三峡学院物理与电子工程系电子信息工程专业2005级 重庆万州 404000摘要：随着人们的生活水平的进一步提高，音响设备系统已经步入了人们的家庭，为此对音响装置的原理，性能进行了研究。本文主要介绍了音响装置的组成和电路工作原理，内容涉及输入前置放大电路，功率放大电路，分频器电路，电源电路。音响装置中主要构成部分之一的功放电路，它的保真度指标之一是频率响应。几乎所有的功率放大器的频响特性并不是完全平直的，也就是说它对音源信号中的各频率成分并不能给予同样程度的放大，尤其在高，低频两端较大的衰减，为了调整

3、和校正这种不平衡，在音响系统中设置了分频器，实现了高，低频率可调的音响系统，让其接近现场演奏，演唱的效果。关键词： 电源 分频器 前置放大器 功率放大器引言我国音响装置的发展历史是悠久的。五十年代从收音机、电唱机等单个音响装置发展起来的。六十年代，随着生产技术的发展，出现了落地式收音机，以及把收音和电唱组合起来。如我国在五十年代末六十年代初曾生产过的熊猫牌和美多牌高级落地式多用音响“装置”。这一类机器虽然还不能称之为音响装置，但已经开始向音响装置的领域迈进了一大步。真正的音响装置是伴随着立体声唱的应用以及后来的立体声录音机和调频立体声广播的出现而发展起来的。七十年代，音响技术和音响装置已趋于成

4、熟阶段。在此阶段音响装置作为家用电器的一个重要成员而被投入大批量的工业生产。八十年代，音响装置开始向性能更加完美、使用操作更加完善可靠的方向发展，生产出了高级的大型音响组合、薄形和超薄形性等形形色色的音响装置以及微型音响装置、便携式音响装置以及所谓音乐中心的音响装置。到了现在，音响技术上就有更多新的突破，如将数字技术和激光技术引入音响技术领域。尤其是数字编码技术已广泛用于音响装置、视听装置，使视听装置发生了革命性的变化，对今后视听装置的发展产生了巨大的影响，如现在的MP3，MP4，MP5等。随着社会不断的发展，人们的生活水平也在不断的提高，许许多多的人都已经喜爱电子产品。 音响装置的核心部分是

5、功率放大器，无论是调谐器输出的信号，还是录音机，VCD，MP3等输出的信号，都必须经过放大以后，才能推动扬声器放出声音。在音响装置中，功率放大器起着承前(接收来自调谐器，VCD，MP3等输出的信号)启后(推动扬声器发音)的关键作用。因此，对扬声器的功能和性能提出了越来越高的要求，一套音响装置的效果如何是与扬声器性能的好坏密不可分的。一部完整的功率放大器应包括前置放大器和功率放大器（推动级）两大部分。前置放大器应能将各种来源(调谐器，VCD，MP3等等)不同的电压信号变成形状相同的输出电压送到功率放大器，同时还可能须修正频率特性，以使放音输出恢复原来声源频率特性，这又叫频率均衡。此外，在这一级还

6、包括各种控制部分，如音调调节、音量控制、平衡控制、等响度控制、高频或低频切除控制等等。功率放大器主要是把前级送来的具有一定电平的信号继续加以放大以保证获得足够的输出功率去推动扬声器工作。设计一个能够放音乐负载三个扬声器，并能实现混频的分频功能（即将其分为高频，中频，低频）的音响装置，让其有较强的立体感，让听到的音乐就像是现场演唱的一样。第一章 电源电路1.降压电路降压电路主要由电源变压器（降压变压器）构成，它的作用是将220V/50Hz的交流电压降到所需要的电源值，因为电子电路的直流工作电压通常比较低。变压器降压电路的另一个作用是进行交流市电的隔离，使电子电路的底版（线路地线）不带交流市电，以

7、保证使用安全。除电源变压器可以进行降压外，一些电器中还采用电容降压。虽然电容降压方式的电路成本较低，但因为它安全性较差，因此本设计采用了变压器降压方式。如图1.1所示电路，电路中T1只有一组次级线圈，所以T1输出一种交流电压，这一电压直接加到整流电路中。这种降压电路只能输出一种电压，一般用于较简单的电路，本设计采用了这种变压器降压电路。图 1.1 单电压输出的降压电路2.整流电路整流电路的作用是将降压电路输出的电压较低的交流电转换成直流电，准确地说整流电路只能将交流电转换成单向脉动性的直流电。整流电路主要由二极管构成，分为半波，全波和桥式几种，然而本设计采用的是桥式整流电路。如图1.2所式电路

8、中，D1D4是全桥堆中的4只整流二极管，T1是电源变压器。图1.2全桥堆构成的桥式整流电路当1端为正电压，2端为负电压时，D2和D3同时导通，其导通后的电流回路为1端D2负极RL地端D3正极D3负极2端通过次级线圈到1端。流过RL电流方向为从上而下，所以RL上的电压为正，电流流经的路径和输出电压波形如图1.3所式。图1.3正半周电流回路和输出电压波形当变压器次级1端为负电压，2端为正电压时，D1和D4同时导通，其导通后的电流回路为2端D4正极D4负极RL地端D1正极D1负极1端次级线圈1端 ，通过次级线圈到1端。此时，流过RL的电流也是从上而下的，所以输出电压仍然是正极性电压，电流流经的路径和

9、输出电压波形见图1.4，图中虚线波形部分为正半周时的输出电压波形。图1.4负半周电流回路和输出电压波形3. 滤波电路滤波电路的作用是将整流电路输出的单向脉动性直流电压进行平滑，以获得脉动较小直流电压，这一直流电压可以直接供给电子电路，但电压不稳定（一般应用于对电压要求不高的电路）。滤波电路一般由电容，电感等储能元器件构成。图1.5为电容滤波电路，由于电容C1对直流电相当于开路，这样整流电路输出的直流电压不能通过C1到地，只有加到负载RL上。对于整流电路输出的交流成分，因C1容量较大，容抗较小，交流成分通过C1流到地端，而不能加到负载RL。这样，通过电容C1的滤波，从单向脉动性直流电中取出了所需

10、要的直流电压+U。图1.5电容滤波原理图滤波电容C1的容量越大，对交流成分的容抗就越小，使残留在负载RL上的交流成分越小，滤波效果就越好，所以本设计采用的是电容滤波电路。4.稳压电路由于电子电路要求的电源电压必须稳定，故不能直接使用滤波电路输出的直流电压，必须进行稳压处理。稳压电路的作用是将滤波电路输出的不稳定直流电压进行稳压处理，以保证输出的直流电压不变，不会因其它因素的影响而引起输出的直流电压的变化(如负载大小的变化或输入的交流市电压的变化时)，稳压电路输出的直流工作电压大小则不变，这样可以保证电子设备的稳定工作。常见的集成稳压有固定式三端稳压器和可调式三端稳压器，这里采用的是固定式三端稳

11、压器，常见产品如图1.6 图1.6固定式三端稳压器的典型应用（CW78xxx系列）CW78XX系列稳压器输出固定的正电压，如7805输出为+5V，输入端接电容Ci可以进一步滤除纹波，输出端接电容C0能改善负载的瞬态影响，使电路稳定工作。Ci，C0最好采用漏电流小的钽电容，如果采用电解电容，则电容量要比图中的数值增加10倍。LM78XX系列与CW78XX系列功能相近,本设计采用的是LM78XX系列。图1.7为扩展CW78XX系列集成稳压器的输出电流I0的电路。图1.7固定式三端稳压器输出电流扩展电路（CW78xxx系列）图中，T1是扩流功率管，应选用大功率管；T2与R2组成限流保护电流，当输出电

12、流过大时T2导通，扩展电流I1减少以保护T1。T2的导通电压是由R2 I1决定，应特别注意其额定功率是否满足要求，扩展后的输出电流IL=I0+I1。所以，根据以上知识设计出这次的电源电路如图1.8，包括四个部分：变压器降压电路，桥式整流电路，电容滤波电路，三端稳压器电路。图1.8本次功放设计的电源电路图第二章 前置放大电路第一节 前置放大器的功能 任何功率放大器总是要将音源信号进行放大,然后输出给扬声器.音源装置的种类有多种多样,如:传声器,收音头,电唱机,录音机(放音磁头),线路传输以及新近出现的CD唱机等.这些音源装置的输出信号电压差别很大,从零点几毫伏到几百毫伏,甚至12伏.而功率放大器

13、的输入灵敏度是一定的,如我们在前面设计的例子中约为50mV。这些音源信号如果从同一输入接口输入放大器，或者由于输入电平过低，使功率放大器的输出功率不足，不能充分发挥功率放大器的作用；或者由于输入电平过高，使放大器的输出信号产生严重过载失真，失去高保真放大的意义。因此，必须设置前置放大器，对输出放大器的各种输入信号进行处理；或放大，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。 在各种音源信号中，除了电平差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号的频率特性曲线呈上翘形，磁带放音频率特性曲线也呈上翘形，即低音呈衰减，高音被升，但它们的衰减和提升的程度又各不同。这样，在输入功率

14、放大器之前，必须进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态。 综上所述，前置放大器的主要功能为：（） 对输入功率放大器的各种音源信号进行加工处理，或放大，或衰减，使其和功率放大器的输入灵敏度相匹配，使功率放大器充分发挥其放大和保真的功能。（） 进行阻抗变换，使各种音源信号的输出阻抗能与功率放大的输入阻抗相匹配，实现信号的高效传输。（）进行频率均衡处理，使音源信号的频率特性恢复成平坦的状态。第二节 前置放大器的技术要求对前置放大器的技术要求，就是必须要和功率放大器的特性相适应，即对功率放大器的技术要求，同样也适应于前置放大器，而且对前置放大器还应略高一些。否则就不能成为一个高保真系统，也

15、就是说，构成高保真系统的每一个单元都必须是一个高保真单元。（1）失真度：包括谐波失真和互调失真，要求分别小于0.1%和0.05%。（2）信噪比：应大于5dB。（3）频率响应：在20Hz20kHz0.5Db.（4）转换速率：应大于5V/us 。（5）动态范围：应大于7580dB。（6）输入/输出信号匹配：前置放大器的输入端分别和节目源设备以及功率放大器相连，要使信号高质量传输，必须满足匹配条件，包括阻抗匹配，电平匹配，传输方式匹配等。（7）均衡网络要符合RLAA标准和NAB标准。（8）电源：高质量的电源是前置放大器性能好坏的因素之一，应包括低噪音，大容量和低内阻等条件。前置放大器的电源应与功率放

16、大器的电源分开，单独供电。第二节 集成电路前置放大电路. 优质低噪声前置放大器如图2.1优质低噪前置放大器电路如图2.1所示。输入信号经过一个低通滤波器输入到有场效应管组成的差分放大器进行一次前置放大，差分放大器的输出分别输入运算放大器的同相输入端和反相输入端。由于运算放大器的输入端为差分电路，因此由场效应管差分电路输出的信号，在运放输入后至少又一次差分放大。唱机均衡RIAA电路由R7，R8及C6，C7等组成。电路元件选用：差分输入场效应管可选用3DJ4F或其它低噪声优质场效应管，DSS2m,并按DSS配对，误差3%。运算放大器可选用072，082或5532等高性能运放。电阻选用金属膜电阻，级

17、精度。电容采用高质量电容，耦合电容采用聚酯电容。电源采用正负对称的稳压电源。技术指标：输出噪声： u（输入端对地交流短路）；频率响应： zkz(平直)； zkz(d)；谐波失真: 0.01（输出为p-p）；最大输出： （失真0.2）；转换速率： us。.高精度唱机输入均衡电路这是一个由集成运放LF353和晶体管2SC9014组成的高精度唱机输入均衡电路，电路如图2.2所示。该电路采用RIAA新标准，即在原三个转折频率的基础上又增加了一个转折频率为20Hz的转折点。它的转折频率和相对应的时间常数分别为：T1=7950us,对应转频率为f1=20.02Hz;T2=3180us,对应的f2 =50.

18、05Hz;T3=318us,f3=500.5Hz;T4=75us,f4=2122Hz。如图2.2高精度唱机均衡器电路中对应四个时间常数的RC网络为:T2的时间常数由C1与R2并联而成,T3由R4,R2,R5,R1 及C1构成的负反馈网络决定,T4由R3和C2构成的网络决定,T1则由R1及C3构成,其时间常数为750*10F=7500s,这个时间常数比标准T1=7950s略高,采用标准时间常数,则R1的阻值应采用795的精密电阻.这样除了专业化大批量生产外不易做到,而且也无必要。对于一般使者来说，采用标准化系列阻值795或820，其精度已经是足够的了。由于决定衰减时间常数的R3与C2的输出端是与

19、下一级的输入端相连接的，为了保证衰减时间常数不致被破坏，下一级的输入阻抗必须尽可能的高，一般需有10M以上才行。阻抗变换电路至下一级输入电路的匹配方法有两种：一种是采用高阻抗运放作阻抗变换，它的优点是增益较高，缺点是噪声较大且易自激和难以调试。另一种方法是采用低噪声，高晶体管作阻抗变换，这种方法的优点是电路简单，信噪比高。该警惕管可以选用LM9014，直流放大系数应在350450之间，左右声道配对使用。实际电路选用hFE=400的LM9014，发射极电阻选用30k,其输入阻抗为30k*400=12M，完全能满足10M以上输入阻抗的要求。供电电源电压采用+12 +15V的正负对称电源，这对提高电

20、路的动态范围，降低失真有较好的作用。电路前级增益为30dB,后级阻抗变换电路有6dB的增益，整个电路的总增益为36dB左右，完全可以满足输出电压为2.5 5V的接口要求。元件选用：电路所用运放LF353是一种频响，低噪声，大动态的双运放，它具有两路运放增益对称的特点。也可以选用其它类型的运放如TL072,LM4558以及TL082，NE5534等。电阻可采用金属膜电阻，一级精度。C1,C2采用CBB聚苯乙烯电容，C3和C5采用漏电极小的无极性电解电容或钽电解。C4,R6是配合电磁唱头的负荷电容和阻抗所设，若采用动圈唱头则不可以用C4。.低噪声前置放大器(1) 源阻抗与前置放大器的合理匹配不同源

21、阻抗的信号源 ,只有满足源阻抗与前置放大器的合理匹配 ,才能获得最小噪声系数。由噪声理论 ,放大器的等效输入噪声式中 EnS 为 信 号 源 电 阻 产 生 的 热 噪 声, EnS =，K 为波尔兹曼常数, T 为绝对温度,4 KT = 116*10 20 (在室温(290 K) 下) ,f 为噪声带宽; En 和 In 分别为等效到输入端的噪声电压和电流。定义噪声系数 F =总有效输入噪声功率/信号源 EnS 产生的输入噪声功率输入噪声功率= 则噪声系数(对数表示)N F = 10log F = 10log（）图2. 3是Eni-Rs噪声系数图解。当InRS=En时, Eni最接近EnS

22、,亦即F得最小值 F| RS=En/In=Fmin。对应的源电阻 Rs = Ro= En/In = 最佳源电阻。此时Fmin = 1 +EnIn/2KTf (1)在最佳源电阻邻近区域, F 均能取较小的值,这是我们正确选择源电阻以达到最佳噪声性能的依据。图2. 3噪声系数Eni-RS模型图解(2) 工作频率对噪声系数的影响因为 En 、In 均为工作频率 f 和工作电流的函数。因此选择低噪声运放时, 要考虑它们的影响。如令放大器的固有噪声功率为 S n = En In , 由 1 中提供的S n f 曲线可看出在中频率段, S n 为平滑段, 公式(1) 可写成Fmin = 1 +Sn/2KT

23、f (2) 即 Fmin稳定, 频率影响不大。而在高频和低频工作时, S n 增加很多, Fmin 将大大增加。另外工作点电流越小, Fmin也越小。综上所述,中频段工作时, 由于 Fmin 相对稳定, 使用低噪声运放及其它有源器件时,可参照图 1 进行,主要因素是噪声阻抗匹配问题。低频或超低频工作时(20Hz 以下) 尽量采用 In 较小或低 1/ f 转角频率的低噪声运放,因为 In 与f -1/2成正比。一般可选用结型场效应管(J FET) 或以J FET 作前置级的低噪声运放。对于纯直流信号必须有自动稳零装置或进行调制 ,如运放 5 G7650。在较高频工作时(一般在 100kHz1M

24、Hz 以上 ,视器件而定) ,由于 In 与 f 成正比, S n 即 Fmin也将大大增加,此时应选用截止频率 f T高的双极性晶体管或金属半导体场效应管(MOSFET) 为前置级的低噪声运放。在超高频工作时,功率和效率也要在设计中予以考虑。在超低频和超高频工作时 ,噪声阻抗匹配已不是主要矛盾 ,而应保证其频率特性为。(3) 运放的通用噪声模型图 2.4 示出了运放的通用噪声模型想运放 ,则失调、漂移及偏置电流均很小 ,故外接的反馈电阻、匹配电阻均可略去。RS1,RS2看作为信号源内阻。反相输入时, RS2=0 , RS1=RS;同相输入时,RS1=0,RS2=RS;差动输入时, RS=2R

25、S1=2RS2;令 RS1=RS2=RS，In1=In2= In 图 2.4 运算放大器的通用噪声模型 实际工程应用时, 最佳源电阻 RO 左右(亦即 EnS靠近的一些点) 的一段区域均能取得好的效果。图2. 5(a) 中 ,OP - 27/ 37 的最佳源电阻 RSO = 15k左右。工程实际应用时, RS取在8k Rs 40k的一段区间内 ,NF均很小。由OP-07的曲线看出15kRS 3k后 ,OP - 07 的噪声性能较 OP -27/ 37 为佳。以上分析可看出 ,不同频段工作时 ,低噪声运放的最佳源电阻区域是不同的。应根据低噪声运放在不同频率段的 Eni RS 曲线,确定其最佳源电

26、阻区域。图2.6 示出了 OP - 37 与其它普通运放噪声电压谱频率特性。Eni f 特性曲线可看出 ,低噪声运放 OP- 37 的 1/ f 拐角频率较其它运放如A741 等要低得多,其性能也较一般的音频低噪声运放好,但是输入信号必须大于所选择运放的 Eni 值, 否则放大器将无法工作。由 Enif 曲线可看出在低于所选择运放的 1/f 拐角频率工作时, Eni 将增加很多, 在超低频工作的情况下,要选择 1/ f 拐对于高源阻抗的信号源 ,由 Eni RS 曲线看出,已大大超过其最佳匹配工作区域, 一般的低噪声运放无法正常工作, 此时可选用 J FET为输入级的低噪声运放 , 如 L F

27、155/ L F156 等 , 因为其 In 值很低, 仅有0101pA/ Hz , 根据公式 , 故Eni值也大大降低。角频率较低的低噪声运放, 如OP - 37 等。图2.6几种运放的Enif曲线图2.7变压器耦合运放电路对低源电阻或纯电抗的信号源,如超导测温、热电偶测温,后者如光电器件和压电晶体等,均不能直接与放大器直接耦合,而需加一匹配网络。图 2.7 为低源电阻信号用变压器耦合的低噪声运放前置放大器电路。C 是改变动态特性(= 2s) 和消除高频噪声的 ,运放采用同相输入方式 ,变压器将低源电阻 150变换为 15k,考虑到信号源带宽为 20Hz20kHz ,由图2. 5 (a) 来

28、看最佳源电阻区域 ,15k是合适的。从测出的噪声数据来看 ,150k电阻 ,R1 、R2 及放大器的总噪声电压约为220nV/Hz左右 ,相当于放大器增益为 73dB 时 ,输出 1mV 的噪声电压 ,可见 ,该放大器的低噪声性能是极佳的。综上所述 ,低噪声运放的性能和使用有其特殊性。如果使用者忽略了这些因素 ,将低噪声运放简单地作为普通运放前置放大器设计将无法达到低噪声放大的效果。因此 ,作为电子系统的设计者在使用低噪声运放前置放大时 ,要充分考虑本文论述的最佳源电阻的噪声匹配和频率影响两大因素 ,同时还要考虑测量信号的通频带、动静特性、稳定性、抗干扰等因素 ,以使低噪声运放前置放大器达到理

29、想的效果。所以根据这些知识我所设计的前置放大电路如图2.8 如图2.8TDA2822M前置放大电路 第三章 分频器电路音响是整个影响系统的喉舌，而分频器则是音箱的心脏。一对音箱看似极其简单，只有几个喇叭加分频器，但要做好，做精，其学问之大，身不可测。生产厂家，根据每个品牌扬声器的设计特性，经过繁杂计算，合理选择分频点，再经过专业设备测试，调整，得到理想曲线。这还不算，还要通过主观听音，修改，补偿，才能定型。所以市场上有几千甚至几万元一对的音箱。 我们业余制作所配喇叭各有良莠，选购成品分频器有时又达不到要求，爱好者常常自己制作。一般来讲，低频单元分频频率应低于喇叭上限频率一个倍频程；高频单元分频

30、频率应高于喇叭下限频率一个倍频程；而中频单元的分频频率应高于喇叭下限频率一个倍频程；高频分频频率应低于中频喇叭上限频率一个倍频程。所以，音箱设计成三分频形式，大多数喇叭大致都能满足要求。但用二分频形式，则对喇叭特性的要求较高。人声和乐器的频率大约在500Hzkz范围，对音质影响很大。所以中音扬声器的好坏，最能直接影响到声音的音质音色表现。但并不是说高，低音扬声器就不重要，相反，高频的细节，低频的力度，全靠高，低音单元发出。本分频器分频点低端取800Hz,高端取kHz。分频器的长处是适合应用于各种高中低档喇叭，属通用型设计，能满足大多数听友的要求。当然喇叭越高档，音质也会越好。分频电路高，低音分

31、频采用12dB/oct分频网络。中音采用6dB/oct单元件型，其衰减曲线斜率较缓，有利于高低频率音频频率的衔接，并且中音扬声器不必反相连接。所以设计出的电路如图3.1如图3.1分频器电路图第四章 功率放大电路第一节 功率放大器的设计功率放大器是整个高保真音响系统的主要部分，它的设计制作水平对整个系统的音质起着十分重要的作用。制作一款高性能的功效，首先应当选择和设计一款好的电路，然后精心挑选所用元件，最后在制作中要精心调整电路的参数，使其符合设计要求的各项指标。要设计一个电路，首先要确定电路需要多大的输出功率，满功率输出时的非线性失真度和电路的输入灵敏度等主要技术指标，然后确定要采用的电路形式

32、。根裾这些条件首先计算出所需要的电源电压，进而通过分析个元件在电路中的作用，承受的工作电压，流过的工作电流并结合相关的因素，分别计算和选取晶体管，电阻，电容等元件。通过对电路的分析计算，还可以弄清各元件在电路中的作用，进而抓住电路的关键部分，不仅为电路的调整打下一个良好的基础，而且为今后对电路的改进，即所谓的“摩机”，也是必不可少的。在前面已介绍过的各种电路形式中，以OCL电路最具有代表性。它是各种形式电路的基础，其它形式的电路都是OCL电路的改进形式。因此下面就以OCL电路为代表作电路的分析计算。第二节 TDA系列的集成功率放大电路TDA2030 和TDA2040集成功放电路是SGS公司开发

33、和生产的集成功放电路，它们输出功率，谐波失真小，内部设有热过载保护，外围电路简单，可以作OTL使用，也可OCL使用，还可以作BTL功效使用，表1是这两种电路的性能参数。表一：型号TDA2030TDA2030ATDA2040TDA2040A生产厂家SGS公司SGS公司SGS公司SGS公司电源电 压Vs（V）+ 6+18 + 6+ 22+ 2. 5 + 20+ + 20输出功率P0（每路）测试条件d=0. 5% Gv=30dB f=40Hz15kHzVs=+14V RL=4 RL=8d=10% Gv=30 dBf=1kHzVs=+14V RL=4 RL=8d=0. 5% Gv=26dB f=40H

34、z15kHzVs=+16V RL=4 RL=8Vs=+19V RL=8d=0. 5% f=1kHzVs=+16V RL=4 RL=8d=1% RL=4f=1kHzf=15kHz典型值(w)14 9181118121622122422谐波失真d（每路）测试条件Vs=+14V Gv=30dBf=40Hz15kHzP0=0.112wRL=4P0=0.18wRL=8P0=0.114wRL=4f=40Hz15kHzf=1kHzP0=0.19wRL=8f=40Hz15kHzP0=0.110wVs=+16V RL=4f=40Hz15kHzf=1kHzP0=0.110wVs=+16V RL=1f=1kHz典型

35、值%0.20.10.080.030.050.080.030.05增益Gv测试条件f=1kHz开环闭环f=1kHz开环闭环f=1kHz开环闭环f=1kHz开环闭环典型值dB9030802680308030应用电路图图1图1（4）图2图3图3（a）保护措施热过载保护热过载保护热过载保护热过载保护适用范围音乐中心及家用音响设备音乐中心及家用音响设备音乐中心及家用音响设备音乐中心及家用音响设备.TDA2030/2030A的特性及应用电路TDA2030。它可以在双电源下工作，也可以在单电源下工作。在双电源+14，4负载扬声器可输出14W，失真度为0. 5%。在8负载上的输出功率为9W。它的应用电路如图4

36、.1：（a） 双电源工作（b） 单电源工作图4.1.TDA2030的应用电路TDA2030A是TDA2030的改进型产品，它将原工作电压最高+18V提高到+22V，使最大输出功率提高到18W。谐波失真度也大大降低。它的应用电路如图4.2。单电源工作图4.2.TDA2030A的应用电路.TDA2040/2040A的特性及应用电路TDA2040是SGS公司的又一种功率放大电路。它的工作电压范围比TDA2030更宽，在+2.5V+20V间，输出功率也较大，在+16V，4的负载上可输出18W功率，失真度也大大降低。应用电路如图4.3。TDA2040A。为TDA2040的改进型产品。它的电源电压范围较T

37、DA2040小，但是输出功率提高了。应用电路与TDA2040完全相同。（a）单电源工作（b）双电源工作如图4.3 TDA2040（A）的应用电路因此所设计的电路图如4.4:如4.4功率放大器推动级第五章 系统调试结果分析对于整个的电路进行了仿真，仿真通过了，电路是正确的。完整电路原理图见附录。整个电路焊接完成之后，对其进行测试，得到：(1)额定功率为9.1%，负载阻抗约为所有喇叭共为16，与预先的设计指标基本相吻合。(2)与预先设想的一样，采用的是分立元件，实现了频响较宽，易于集成化的特点。(3)动态特性较好，具有一定抗干扰的能力，但是对手机等的干扰的抵抗能力不是很好，这是我仍然需要在以后的研

38、究中继续研究的。结论这次所做的音频功放板还是比较成功的。首先，用MP3试音后，发现他的效果还不错，中音比较清晰，低音也还不错，高音是一般的，整个的失真比较小，能过满足人们的听觉需求；其次，我所做的音频功放板在元件位置的摆放、元件焊点的焊接以及板块的整体布局等方面，达到了一定的效果，线条的走向还算是不错，加了几条跳线；最后，所做的整个音频功放板的整机测试的某些技术指标所给定的要求，如基本上没有多大的失真，对于输入信号的放大效果还较好的。这是我第一次通过自己设计电路、仿真、购买元件、焊接装配调试来做的，不仅又让我学习了一下模电基础知识，还加强了我的动手能力。通过测试试音发现我的功放板同样也存在一些

39、问题:有一定的交流噪声和触摸噪声，高音部分不太理想，这可能与我的元器件的选取、元件布局以及布线走向有关。元器件的选取方面，电容的选取可不太好，特别是一些瓷片电容，不稳定，抗干扰能力差；加上音频功放板的布线走向和元件布局也可能会有一些影响的，如电源部分的交流电源对输入信号的干扰，可能会提高信噪比。还有就是部分走线有点太长，这对提高音质较少噪音有影响。在绘制功率放大器原理图期间我也发现了很多问题，经过反复思考与分析，发现原来许多理论的功率放大器原理图都与实践有很大的区别。我第一步就是要绘制功率放大器的原理图，接着设置元件的各种参数。接着我购买了所需的电路元件，开始了我的实物焊接阶段。本来以为之前在

40、模电实验室让我简单的接触到了焊接实物现在的焊接会比较轻松，但实际焊接起来才发现此次与先前的焊接实物有很大的不同，要自己对焊板上元件进行布置和焊接电路元件连线，增加了一定的难度。在此期间，除了对元件较好的焊接外，还要考虑电路元件间的影响，如元件之间信号的干扰等问题，还要考虑元件连线的不相交以及焊板面积的大小、元件摆放和连线的美观性等，所以想要焊出一块实用又美观的板子，还是有一定的难度的。这次电路设计不仅使我的电学知识有一点提高，而且还使我学到了许多其他方面的知识。比如，在计算机上制图，提高了我的动手能力。 但是我还仍然存在具体的一些问题。例如，让功放的抗干扰能力变强，我做得不是很好的，我的设计仍

41、然会受到像手机等的干扰。在抗干扰能力方面还有待以后去解决。总之，通过这次电路设计，不仅使我对所学过的知识有了一个新的认识。而且提高了我考虑问题，分析问题的全面性以及动手操作能力。使我的综合能力有了一个很大的提高。致谢语本论文是在赵威威老师悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在这里，我非常感谢我的指导老师的耐心辅导以及同学们的热心帮助。我忠心的感谢指导老师，您辛苦了本论文的顺利完成，离不开各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在此感谢老师的指导和帮助。参考文献1 童诗白，华成英。模拟电子技术基础，2001年，第二章，71页124页2 胡斌。电子线路快速识图，2005年，第五章，145页156页3 肖景和，赵健。高保真音响电路与家庭影院音响系统，2000年，4 将卓勤，邓玉元。Multisim 2001 及其在电子设计中的应用 2003年