电子设计综合实训

1、电子电气工程学院学生实训报告 专业 级 班 姓名 学号 课程名称 指导教师 成绩 一、实训报告实训序号实训题目预习日期要求：1.实训步骤;2.分析、讨论实训中存在的问题与解决方法。3、操作注意事项；4. 实训总结。一、设计目的、设计指标、设计框图及模块功能说明1.设计目的、指标 本次设计任务为做一块TDA2030A含音质调整18w功率放大电路实物板子，输入微弱音频信号时，能够输出较大的功率，板子要实现高低音分别控制的衰减式音调控制功能，PCB板布线合理，焊接无毛刺、虚焊，电源电路设计正确并输出正负双12V，PCB板规格大小8x10cm。2.测试电路设计 （1）两级阻容耦合放大电路的仿真、性能测

2、试。 （2）功率放大电路的仿真、测试。 （3）直流稳压电源的仿真、测试。 （4）集成运算放大器电路的仿真、测试。 （5）波形发生器的仿真、测试。 （6）TDA2030A含音质调整18w功率放大电路仿真、测试。3.仿真测试、制板工具 （1）使用Mulitisim13.0进行电路的仿真设计，包含波形、电压、功率。 （2）DXP2004绘制TDA2030A功放电路并使用PCB制板。 （3）电脑、打印机、热传印机、覆铜板、腐蚀液。4.制作流程框图DXP2004绘制原理图，PCB布线打印机打印电路热传印机转印电路布线电路焊接调试路仿真设计腐蚀电路板、钻孔Multisim电路仿真设计5.功放框图TDA20

3、30A功放电路正负12V电源供电音频输入8W喇叭负载输出二、功放模块选择 TDA2030是SGS公司生产的单声道功放IC，该IC体积小巧，输出功率大，静态电流小（50mA以下）；动态电流大（能承受3.5的电流）；负载能力强，既可以带动416W的扬声器，某些场合又可带动2W甚至1.6W的低阻负载；特别适合制作输出功率中等的高保真功放。采用5脚TO-220塑料封装。 电路出现以下几种情况不会损坏：温度高于150、输出端短路、浪涌电压的冲击、负载开路、电源极性接反。参数：1.TDA2030可以单电源或双电源工作 2.工作电压：622V推荐精选 3.输出功率：18W 4.开环增益：80dB，当f=1k

4、Hz时 5.静态电流：50mA 综合以上TDA2030A参数，作为实训电路，对输出音质的要求中等即可，而TDA2030A配合外围电路便可实现我们需要的所有功能，所以本次实验采用TDA2030A为功放电路。三、Multisim电路仿真测试（一）两级阻容耦合放大电路的仿真、测试1两级阻容耦合放大电路原理图2仿真测试图由仿真结果可知电压放大倍数为Au=1.216/0.01=121.6（二）集成电路设计、调试1原理图推荐精选2波形、测试图当调节R4与R5的比值时其放大倍数跟着改变，比值越大，Au也就越大，当R4=1K,R5=3.3k时，Au=1.94；当R4=1K,R5=33k时Au=194.73/1

5、0=19.4。（三）TDA2030构成的OCL功放电路1原理图2波形、测试图 原理图为功率放大器TDA2030的双电源电路，当输入10mv时，输出1.613v，输出功率为52.037mv，输入为113.633nw推荐精选由此可见输出功率及电压都增大。（四）TDA2030构成的单电源功放电路1原理图2.仿真测试图 原理图为TDA2030的单电源功放电路测试图中，输入功率为P=2.311uw，输入电压Vi=10mv，输出为V0=1.597v，P=25.508mw ，由此可见TDA2030功率放大器却是有放大功率的作用。（五）TDA2030正负12v供电电路1.原理图推荐精选2.仿真测试图输入正弦交

6、流电源220v，经变压器降压为两个相位相差p平均值为15v的双电源，经桥堆整流电容滤波后变为脉动直流电，再经7812和7912稳压输出位正负12V的直流电，二级管保护稳压管避免击穿，如测试图所示。（六）波形发生器设计1.原理图及仿真波形推荐精选 由555定时器设计成的波形发生器电路，可以同时产生三角波、正弦波、矩形波脉冲，在输出电路调节电阻与电容的容量和阻值就可以改变输出波形。（七）功率放大电路设计1.甲乙类互补对称功率放大电路原理图2.仿真测试图推荐精选 该电路为甲乙类互补对称功率放大电路，单电源供电，Q1对输入信号进行放大，Q3为NPN管，Q4为PNP管，两个管子实现对电流放大，其中R5、

7、R4、D1、D2为两个管子提供偏置电压，减小其输出的交越失真。由测试数据看出，输入功率为587.72nw，输出为350.336uW，当增大输入信号时，输出功率也随之增大。（八）TDA2030A含音质调整18w功率放大电路1原理图2.仿真测试图推荐精选 该电路为TDA2030A含音质调整18w功率放大电路，经仿真发现当输入信号大于0.2v会出现失真，在输入信号大于1V时，输出功率能达到18W，但失真严重，在0.1V以下时，信号保留完整性最好。即输入为0.1V（500.275nw）时，输出功率为6.535W，输出电压为7.23V。（九）TDA2030A含音质调整18w功率放大电路1.DXP2004

8、原理图2.PCB图3.原理：电路由一个高低音分别控制的衰减式音调控制电路和TDA2030放大电路以及电源供电电路三大部分组成，音调部分采用的是高低音分别控制的衰减式音调电路，其中的R3、R4、C1、C2、R5组成低音控制电路；C3、C4、R8组成高音控制电路；R6为隔离电阻，R2为音量控制器，调节放大器的音量大小，C5为隔直电容，防止后级的TDA2030直流电为对前级的音调电路影响。放大电路主要采用TDA2030，由TDA2030，R11、C6、R12等组成，电路的放大倍数由R11、R12的比值决定，C6用来稳定TDA2030的第四引脚直流电位的漂移，但对音质有一定的影响，C7、R13的作用是

9、防止放大器产生低频自振。放大器的发在阻抗为416W。四、EDA设计（一）数显式万用表的设计1原理图推荐精选2.启动万用表初始时3.555波形发生（1）555波形发生器波形（11us）推荐精选（2）555波形发生器波形（11ms）（3）555波形发生器波形（1.1ms）4.按下SB开始测量待测电容CX（888pf）的值，结果为888推荐精选4.万用表测量原理该电容表电路由基准脉冲发生器、待测电容容量时间转换器、闸门控制器、译码器和显示器等部分组成。 待测电容容量时间转换器把所测电容的容量转换成与其容量值成正比的单稳时间td。基变容二极管C值准脉冲发生器产生标准的周期计数脉冲。闸门控制器的开通时间

10、就是单稳时间td。在td时间内，周期计数脉冲通过闸门送到后面计数器计数，译码器译码后驱动显示器显示数值。计数脉冲的周期T乘以显示器显示的计数值N就是单稳时间td，由于td与被测电容的容量成正比，所以也就知道了被测电容的容量。图中，集成电路IC1B电阻R7R9和电容C3构成基准脉冲发生器（实质上是一个无稳多谐振荡器），其输出的脉冲信号周期T与R7R9和C3有关，在C3固定的情况下通过量程开关K1b对R7、R8、R9的不同选择，可得到周期为11s、1.1ms和11ms的三个脉冲信号。 IC1A、IC2、R1R6、按钮AN及C1构成待测电容容量时间转换器（实质上是一个单稳电路）。按动一次AN，IC2

11、B的10脚就产生一个负向窄脉冲触发IC1A，其5脚输出一次单高电平信号。R3R6和待测电容CX为单稳定时元件，单稳时间td=1.1（R3R6）CX。IC4、IC2C、C5、C6、R10构成闸门控制器和计数器，IC4为CD4553，其12脚是计数脉冲输入端，10脚是计数使能端，低电位时CD4553执行计数，13脚是计数清零端，上升沿有效。当按动一下AN后，IC4的13脚得到一个上升脉冲，计数器清零同时IC2C的4脚输出一个单稳低电平信号加到IC4的10脚，于是IC4对从其12脚输入的基准计数脉冲进行计数。当单稳时间结束后，IC4的10脚变为高电平，IC4停止计数，最后IC4通过分时传递方式把计数

12、结果的个位、十位、百位由它的9脚、7脚、6脚和5脚循环输出对应的BCD码。IC3构成译码器驱动器，它把IC4送来的BCD码译成十进制数字笔段码，经R11R17限流后直接驱动七段数码管。集成电路CD4553的15脚、1脚、2脚为数字选择输出端，经R18R20选择脉冲送到三极管T1T3的基极使其轮流导通，这两部分电路配合就完成了三位十进制数字显示。 C7的作用是当电源开启时在R10上产生一个上升脉冲，对计数器自动清零。（二）汽车尾灯控制电路1.原理图2.方向控制仿真推荐精选（1）紧急刹车仿真（2）正常行驶仿真 （3）右拐弯仿真推荐精选 （4）左拐弯仿真3.工作原理汽车尾灯控制电路主要由开关控制电路

13、，三进制计数器，译码电路，显示、驱动电路及555时钟脉冲电路构成。开关控制电路由异或门、二输入与非门和三输入与非门等构成；三进制计数器设计成用两片JK触发器构成；译码电路用3线8线译码器74LS138和6个与非门构成；显示、驱动电路由6个发光二极管和6个反向器构成；555时钟脉冲电路由555定时器及电阻、电容构成。汽车左转弯或右转弯时，在555多谐振荡器所产生的时钟脉冲触发下，三进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求循环点亮。这样就实现了设计电路所需实现的功能。两个可控制的开关S0、S1，可产生00、01、10、11四种状态。1、 开关置为00状态时，表示汽车处于正常运行状

14、态，所有尾灯全部熄灭。2、开关置为01状态时，表示汽车处于右转弯状态，尾灯按d4d5d6顺序循环点亮。3、开关置为10状态时，表示汽车处于左转弯状态，尾灯按d1d2d3顺序循环点亮。推荐精选4、开关置为11状态时，表示汽车处于刹车状态，所有尾灯随时钟脉冲CP同时闪烁。例如开关S1闭合，S0断开，即开关S1S0=10，与开关相连的异或门输出为高电平“1”，此时使得38译码器的使能端E3有效，3线8线译码器正常工作；译码器的地址端C端与开关S0相连，因为S0断开，所以S0端为“0”，而三进制计数器在多谐振荡器的输出脉冲触发下实现000110的三进制循环，即译码器的BA两端口输入信号依次为00011

15、0，结合此时C端输入信号“0”，则译码器译码地址输入端CBA信号分别为000001010，经译码器译码后，译码器输出端Y0Y1Y2循环为低电平（输出有效），此时D1D2D3被循环点亮。因开关S0断开，译码器C端为低电平，所以D4D5D6熄灭。这样就完成了汽车左转弯时尾灯的控制。同理得到在开关S1S0=00、S1S0=01、S1S0=11时所设计的电路同样能实现汽车尾灯正常行驶、右拐弯和紧急刹车控制的功能。五、实训步骤（一）电路设计在multisim13.0软件中设计绘制两级阻容耦合放大电路、功率放大电路、直流稳压电源、集成运算放大器电路、波形发生器、TDA2030A含音质调整18w功率放大电路

16、并进行相应的仿真测试。（二）在DXP2004软件中绘制TDA2030A含音质调整18w功率放大电路 1.绘制DTA2030A原理图 ； 2. 绘制可变电阻器PCB封装； 3.绘制DTA2030A的PCB封装； 4.电路正确连接后，对各个元器件选择相应合适的封装； 5.编译原理图是否有出错的地方； 6.生成PCB文件，对PCB电路调整布线，焊盘（外径2.5mm）、线宽（电源线2mm，信号线1mm）调整。7.设置为单层板，底层为焊接层，设计布线规则。8.在PCB文件上加上自己的学号姓名字符串，选择字体和大小并设置为镜像； 9.将PCB文件物理尺寸调整为8x10cm大小。 10.对元器件布局，布局合

17、理后可以采用自动布线或手动布线进行布线。（三） 制作TDA2030A实物板 1.在打印机中装入特殊转印纸，在Altium Designer6.0中打开设计好的PCB文件，在菜单栏中选择打印，打印比例为1:1，屏蔽掉顶层丝印层的元器件符号边框，开始打印PCB电路到转印纸上； 2.对热转印机进行设置，将热转印机预热温度调至160以下，并让热传印机预热几分钟直至设定的温度； 3.对覆铜板覆铜面用纸擦干净，将热传印纸线路部分正对覆铜板覆铜面规则包裹，然后送至已预热好的热传印机进行来回转印，大约来回两次就够了； 4.转印完成后打开转印纸，发现电路油墨已粘贴到覆铜板上，用油性记号笔对缺损的部分进行手动填涂

18、； 5.将填涂好的覆铜板放置进腐蚀液中进行腐蚀，腐蚀时间在半小时左右； 6.选用0.9mm的钻头对腐蚀好的覆铜板焊盘进行钻孔； 7.电路板腐蚀完成。（四）焊接、调试电路板 1.找老师领取电路板所需元器件，参数如下： 2.对照原理图和PCB图进行元器件的安装和焊接； 3.调试工具如下 （1）12V直流双电源推荐精选 （2）8喇叭 （3）音频信号发生器（手机）4.焊接图： 5.调试(1)将+12V电源接入JP1插件，-12V接入JP2,手机音频信号Vi接入JP3；(2)开启直流电源；(3)开启手机音乐播放器；(4)喇叭能输出放大后的声音；(5)调节音量电阻R2，喇叭输出音量有变化，音量电路成功；(

19、6)调节低音电阻R5，喇叭低音效果变化明显，低音电路成功；(7)调节高音控制电阻R8，喇叭高音变化明显，高音电路成功；(8)功放电路全部指标完成，电路调试成功，功放电路作品成功。6.功率放大器实物图六、分析实训中的问题推荐精选 1.由于DXP2004基础不好，在遇见PCB库中没有封装时，不知怎么办。 解决：网上搜画封装的教程，然后根据TDA2030实际尺寸画出了封装。 2.电路板在调试过程中只引出一根地线到板子出现很大的噪音 解决：电源分别引出地线到板子上的地，成功解决干扰。 3.在制作电源时7912地与输入脚接反，导致没有-12输出 解决：7912烧损，更换并更换连接顺序正常输出-12信号。4.板子低音