双声道BTL功放电路的设计

1、双声道BTL功放电路的设计 双声道BTL功放电路的设计 一、任务 根据设计课题的要求，音频功率放大器主要 有电源电路、前置放大电路、音量控制电路、功 率放大电路等四部分构成，构成框图见图所示。 二、要求 (1) 设计产生14V的直流电源。 (2) 设计前置放大器为左、右声道各提供 一级同向比例运算放大器(电压串联负 反馈电路)进行电压放大，电压放大倍 数约为6,可消除高频杂波。 (3) 设计双声道BTL功放电路，8G负载上 的输出功率大于20Wo 三、思考题 1、音调控制电路由那些滤波器所构成 【设计参考】： (1) 电源电路 直流电源电路有降压变压器、全波整流、滤 波和稳压电路构成。由于我们

2、选择TDA2030作为 功放管，其直流供电电压为6V-18V,因此为了 产生14V的直流电源，我们选择100W的环牛 变压器，输出双12V交流电，负载为8。扬声器。 整流电路，见图1.4所示: ul正半周时，Tri次级A点电位高于B点电 位，二极管D1、D3导通，电流自上而下流过RL； ul负半周时，Tri次级A点电位低于B点电位， 二极管D2、D4导通，电流自上而下流过RL。于 是RL两端产生单方向全波脉动直流电压uoo 负载和整流二极管上的电压和电流： 负彎电臥 负载电流： =10. 8V 二极管的罕扬电流: =0. 65A 二极管承U曼假向峰值电压： =26.8V 电容的容量为：0（35

3、）召375uF625uF 实际电容容量考虑到滤波的效果，各项参数 留出一定的余量，容量选择为2200uF或3300uF, 耐压值选择为25V,整流桥耐压值选择为25V, 额定电流选择为3Ao双声道BTL功放中电源电 路如图15所示。 I J 图15电源电路 此电源输出直流电压为14V,采用双电源 给TDA2030供电，其中C17和C18可以滤出高频 杂波，使获得的直流电压更稳定。 （2）前置放大电路 音频功率放大器的作用是将声音输入的信 号进行放大，然后输出驱动扬声器。由于音源的 1= 输入信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百 毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的， 这些不同的音源信号，

4、如果直接输入到功率放大 器，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率 不足，不能充分发挥功放的作用。假如输入信号 的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载 失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个 实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器, 以便使放大器适应不同的的输入信号，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。 前置放大器的主要功能一是使话筒的输出 阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前 置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入 灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，所 以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信 噪比影响很大。前置放大器的输入级首先釆

5、用低 噪声电路，我们选用集成运算放大器构成前置放 大器，一定要选择低噪声、低漂移的集成运算放 大器。 根据音频信号的特点，前置放大器选择由 NE5532集成运算放大器构成的电压放大器完成o NE5532是一种双运放高性能、低噪声运算放大 器，其性能指标如下: 小信号带宽：10MHz 输出驱动能力：600J2, 1OV 输入噪声电压：5nV/7HZ （典型值） DC电压增益：50000 AC电压增益：lOKHz时2200 电源带宽：140KHZ 转换速率：9V/gS； 电源电压范围: 3+20V 前置放大器为左、右声道各提供一级同向比 例运算放大器（电压串联负反馈电路）进行电压 放大，电路如图1

6、6所示，放大电路具有输入阻 抗高的特点，电压放大倍数为：冷= 5.7, 24】U 电容C27、C28是去耦电容，消除高频杂波。前 置放大器的下限频率由电容C19和电阻R22决 定。 图16前置放大电路 （3）功率放大电路 采用集成功放设计功率放大器不仅设计简 单，工作稳定，而且组装、调试方便，成本低廉, 所以本设计选用集成功放实现。目前常用的集成 功放型号非常多，本设计选取SGS公司生产的TDA2030/2030A集成功放，该器件具有输出功率 大、谐波失真小、内部设有过热保护，外围电路 简单。 TDA2030/2030A的外引线如图17所示。1 脚为同相输入端，2脚为反相输入端，4脚为输 出端

7、，3脚接负电源，5脚接正电源。电路特点 是引脚和外接元件少。其主要性能指标为：电源 电压范围为6V18V,静态电流小于60站，频响 为10Hz140kHz,谐波失真小0.5,在VCC二 14V, RL=4Q时，输出功率为14W,在8G负载上 的输出功率为9Wo 7 TDA2030 100k 22k 15V R1 680 C2_+ 22uF + 15V DI V021 Rp广 H 1N4001 二 JL1N4(X)1 |+ T C3=C4=l()OuF C5=C6=O .luF 输出端 .vs 、相输入 同相输入 4ZZF R2 22k O.22uF 80 图17 TDA2030管脚图 图1.8

8、 TDA2030组成的OCL功率放大器电路 由TDA2030/2030A构成的OCL功率放大器 电路如图1. 8所示。该电路由TDA2030组成的负 反馈电路，其交流电压放大倍数 “1+磊3。二极管DI、D2起保护作用， 一是限制输入信号过大，二是防止电源极性接 反。R4、C2组成输出相移校正网络，使负载接 近纯电阻。电容C1是输入耦合电容，其大小决 定功率放大器的下限频率。电容C3、C6是低频 旁路电容，电容C5、C4是高频旁路电容。电位 器RP是音量调节电位器。 本设计为了获得更大的输出功率，采用两个 TDA2030构成BTL率放大器，其中右声道的电路 如图19所示。U1 (TDA2030

9、)为同相比例运算 放大器，输入音频信号通过交流耦合电容C3馈 入同相输入端脚，交流闭环增益为 如=1 + ? = 1 +黑33。R4同时又使电路构成直流全 1X()U.Oo 闭环组态，确保电路直流工作点稳定。 U2 (TAD2030)为反相比例运算放大器，它的输入 信号是由U1输出端的U01经RIO、R19分压器 衰减后取得的，并经电容C9后馈给反相输入端 脚，它的交流闭环增益 A缶吩一為2。由R15=R10,所以U1 与U2的两个输出信号U01和U02应该是幅度相 等相位相反的，即： UOlUin R4/ R9 9 U02-U01 R15/R19, 由于 R4=R15, R9=R19, 所以

10、 U02 =-U01o 因此在扬声器 上得到的交流电压应为： U0= U01- (-U02) =2U01= 2U02 om 扬声器得到的功率按下式计算：几耳“几 K BTL功放电路能把单路功放的输出功率 (几)扩展4倍，但实际上却受到集成电路本身 功耗和最大输出电流的限制。 + nu4- nu nu nHz-. 图19 BTL功率放大器右声道电路 音量控制电路 本音频控制控制电路采用简单的音频电位 器控制，主要是通过改变输入音频功放的电压大 小，从而改变输出声音大小。 rv. 实物制作 TDA2030是许多电脑有源音箱所采用的 Hi-Fi功放集成块。它接法简单，价格实惠。额 定功率为14Wo电源电压为618V。输出 电流大，谐波失真和交越失真小(14V/4欧姆, THD=0.5%)o具有优良的短路和过热保护电路。 其接法分单电源和双电