• 課程設計題目
• 設計任務和要求
• 原理電路設計
• 電路調試過程與結果
• 總結
  

• 課程設計題目
  

題目2：音頻功率放大電路

• 設計任務和要求
  

• 要求：設計并制作一個音頻功率放大電路（電路形式不限），負載為揚聲器，阻抗8。
• 基本指標：頻帶寬50HZ～20kHZ，輸出波形基本不失真；電路輸出功率大于8W。
• 輸入靈敏度為100mV，輸入阻抗不低于47K。
  

三、原理電路設計：

（1）方案比較與確定；

功率放大器的常見電路有OTL電路和OCL電路。

音頻放大器芯片應采用最常使用的音頻放大器電路芯片TDA2030，外圍元件少，實驗容易成功。

TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，輸出功率大于10W,頻率響應為10~1400Hz,輸出電流峰值最高可達到3.5A。其內部電路包含輸入級、中間級和輸出級，且有短路保護和過熱保護，安全性高，采用正輸出單電源供電。

• OCL電路（無輸出電容功放電路）
  

• 采用雙電源供電方式，輸出端直流電位為0；由于沒有輸出電容，低頻特性較好，揚聲器一段可接地，保護電路。
• 具有恒壓輸出特性；
• 最大輸出電壓為正負電源值。
  

• OTL電路（無輸出變壓器功放電路）
  

• OTL電路是一種輸出級和揚聲器之間采用電容耦合而輸出變壓器的功放電路，但輸出端耦合電容對頻響有一定影響。
• 單電源供電方式，輸出端直流電位為電源電壓的一半；
• 輸入端和負載采用大容量電容耦合，揚聲器一端接地；
• 具有恒壓輸出特性，允許揚聲器阻抗8歐姆負載。
  

經過多方面資料的查閱，認真思考后，決定采用引入負反饋改進型OTL電路設計。

（2）整體電路框圖的確定；

圖1、整體電路框圖

（3）單元電路設計及元件選擇；

圖2、Multisim電路圖

如圖2所示：

C1為耦合電容，R1,R2,R3有分壓作用，電容和電阻為了穩定電路的靜態工作點。信號從運算放大TDA2030的同相輸出端輸入，而電路又引入電壓串聯負反饋電路。兩個三極管工作在放大區，與運算放大器的輸出串聯相接，更好地使輸出電流放大，從而增大信號的電壓和電流，達到功率放大的目的。

• 電路調試過程與結果：
  

理論設計數據

輸出電壓：Uo=Ui*(R7+R4)/R4

電壓放大倍數：Au=Uo/Ui=R4/(R4+R7)=21

輸出功率：P=Io*Uo

實測數據

（1）當輸入信號Ui=100Mv,輸出頻率f=1kHz,直流電源電壓為30/2=15V，負載電阻為8歐姆時，有Multisim仿真軟件測試得:

輸入交流電壓值Ui

輸出電壓交流值Uo

輸出電流值Io

由上可知：電壓放大倍數Au= Uo/Ui =1.484*1000/70.711=20.98

輸出功率Po=Uo*Io=1.484*12.846=19.06w

輸出功率大于8w,電壓放大倍數十分接近理論值，因此該電路基本上符合設計要求。

(2)由波特圖示儀得出電路頻帶寬的實測數值如圖

頻帶寬F=13.112kHz-10.589Hz=13.101kHz符合電路設計要求

（3）由示波器實測得如圖

由圖可知，電壓放大倍數接近理論值21，不過仍然存在誤差，原因可能是因為運算放大電路芯片發熱量大，受溫度影響，造成一定的誤差。

（4）輸入阻抗實測數值

（5） 仿真電路失真率

綜上所述，該電路是符合設計要求的。

原件清單

• 總結
  

該電路使用的原件類型少，電路連接簡單，實現電路要求也較為簡單。但是最初經測試后，發現其結果不是很理想，失真較為嚴重。經過反復推敲，改變了一下電路，終于達到了比較好的效果。整體實驗中收獲頗多：自己查閱資料，從書籍中整理出需要的知識，再自己推敲設計電路，再去測試等等都是自己一手做出來的，雖然中間出現了一些錯誤的思路和操作，但是經過思考和向老師同學尋求幫助，及時發現并改正，才能出來比較滿意的成果，順利的完成實驗，收獲了知識，彌補了以前學習中的知識漏洞，還能從整體去分析電路功能。

• 參考文獻
  

• 康華光《電子技術基礎》
• 童詩白，華成英《模擬電子技術基礎》
• 彭瑞《電工與電子技術實驗教程》
  

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2017-12-21 15:54 上傳

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