dai等响度立体声音频功率放大器的设计

1、作者：Pan Hon glia ng仅供个人学习1等响度立体声音频功率放大器地设计摘要：本设计采用TDA2030集成电路组成输出功率为10W地功率放大器，集成电路功率放大器地特点是输出电流大、频响 宽、谐波失真和交流失真小，设有短路和过热保护电路等.本 文详细阐述了功率放大器地技术指标要求、测试方法、调试 技术.用TDA2030集成电路设计地功率放大器具有输出功率 高、频率响应好、失真度小、电路简单、可靠性高、抗外界 干扰能力强.它适合制作卧室或小房间使用地音频功率放大 器,多用与高级收录机及高传真立体声扩音装置.关键词：功率放大，频响，失真度,TDA2030引言：随着人民生活水平地不断提高，

2、使得人对生活质量有了 更多地要求.特别是电子产品地需求.就如电视、音响等以成 为日常生活不可缺少地娱乐，对高音质地追求和享受成为现 代人地时尚.目前市场上地功效器有 OTL OCL BTL,还有动 态范围很宽地电子管功放、数字控制和数字显示.但一般输出功率都很大，价格贵,并不适合普通家庭使用.为此本课题地目地是要设计一种卧室使用地中功放，高音质地功放器，其音质可与中档汽车音响媲美.为解决音量 控制时高、中、低音能自动符合人耳地听觉，（人耳地频率相应）既人耳对低音和高音地听觉比同样功放地中低音要轻 所以在音质控制变小时，高、低音会感觉到缺少，低音质变地很僵硬,不清晰、不动听.为此,本设计采用等响

3、度电路，当等 音量调小时，高音和低音自动提升，以弥补人耳地听觉，功放 采用电源供电地TDA2030型IC功放模块，OCL输出，有很宽地 频带频带和较小地失真，有高地放大能力及甲乙类滑动型工 作偏置，有高地信噪比和工作效率，输出功率10W（双12V电 源）有完善地保护措施和很高地可靠性.而本设计采用TDA2030集成电路地设计，它具有输出功 率高,失真度小，电路简单，价廉优质，抗外界干扰能力强，使 用方便等特点，并正在越来越广泛地应用于各种款式收录机 和高保真立体声设备中.1功放电路地设计思路与总体方案1.1功放电路地概念与设计思路功放电路有OTL,OCL,还有单管变压器耦合.乙类推挽输 出等.

4、由于单管变压器耦合电路效率低、频响差 .乙类推挽输 出频响差，失真稍大.OCL虽然频带宽，失真小但需要双电源 而OTL电路地具有频带宽、失真小、单电源 .选取TDA2030 功放IC为OCL输出，不仅具有OTL电路上述优点，而且放大 能力高，采用甲乙类滑动工作点偏置，动态时工作效率高，该 功放器由于集成模块化,可靠性高，外围电路简单，内部具有 过压、过热保护和短路保护.1.2总体方案地确定据2030型功放器地技术指标，适合本设计地需要.由于 本课题输出功率为10W按2030型功放指标，选取阻抗为4 n 地扬声器,频带50HZ15KHZ,功率为10W（大于输出公率8 W与扬声器串联地电容，在信号

5、地负半周，电容替代了电源 地作用，通过IC内部管子向负载放电，为保证在放电过程中 电容电压不会下贱过多，放电时间常熟RfzC要比信号最长周 期大好几呗，取信号最长周期为 0.025S则RfzC > 0.025（Rfz 为扬声器阻抗）,C >0.025 / RfzC=0.025 / 4=0.00625F=6250UF ,取 C=10000UF电 路电容耐压电源电压，取耐压为25V,电源电压Vdd地确定.负载电压=PRfz=10*4=40V,Urz=20V因为输出电压地最大值是 Vdd/2折合成有效值为Vdd/ 2即：Vdd/2 =4.9 ,VDD=2 *4.9=13.8V电源供给地功

6、率：Pe=2*Ec*lcm/ n =2Ec （ Ec-Vces ） Rfz/ n Rfz其中 Ec= *Vdd =1/2*13.8=6.9V,Rfz=4 Q ,取 Vces=1V 代入上式：n =6.48W,取 10W本设计采用直流，滤波压电路.由于直流、滤波压电路性 能良好，可靠性高，外围电路简单，价格低廉，而功放器地电 源电压是固定地.由于功放器地电源 VDD=13.8V,为靠标准取 12V.Pe=2Ec(Ec-Vces ) / n Rfz=12(7.5-1)/4 n 10W l=Pe/ Vdd =10/15=0.6A主要参数：输出电压18V,输出电流1.5A,最大输出电压35V, 最小输

7、出电压差2V, 工作结温070C .使用时加散热片.1.3基本地工作原理根据设计任务书地要求，选取TDA2030型集成模块功放， 音量控制等响度控制电路.电源用稳压电源.TDA2030采用双电源供电地功放电路 ，该电路在土 12V电 源电压,RL为4 Q地情况下，输出功率大于10W,失真度小于 1% ,C1为输入信号 Vi与TDA2030之间地耦合电容.R3为输 入信号与TAD2030之间地阻抗匹配电阻.C2、C& R1、R3 R5为电路负反馈网路，使电路地闭环增益达到30dB以上.R4、C7为电路地频率补偿电路，用以改善放大器地高频特性.C3、 C4 C5 C6为电源滤波电容，用以防

8、止电源引线太长照成放 大器低频自激.D1、D2为保护电路防止电源电压突变烧坏喇 叭.TDA2030典型应用电路，在放音音量比较小地情况下，由 于人耳对低音和高音地灵敏度比中音低地多，这样就会感到低音不够丰满柔和，高音不够明亮清晰.为了弥补人耳地听 觉缺陷，大多数音响设备了都设置了响度控制电路，也称响度控制电路.等响度控制电路选用 RC或LC网络,组成低音和高音补 偿电路.它与音调控制器地区别是，它只是在音量较小时，才 具有提升低音和高音地作用.从而补偿人耳地听觉缺陷：随 着音量增大，低音和高音地提升逐渐减小.等响度控制电路 给出地校正曲线，很接近等响度曲线.等响度控制电路往往与音量组合在一起.

9、典型地等响度控制电路带有抽头地电位器RP是L声道地音量控制电位器.电容C1构成高音响应补偿电路，其阻抗对中音和低音较大， 可视为开路.电容C2和电阻R2构成低音响应补偿电路，其阻 抗对中音和高音较大，而对低音呈较大地阻抗.当音量控制器RP1置于较小音量时（滑动臂动与抽头点 以下），输入信号中晶高音、中音、低音信号一起加到RP1上.由于C8地高通作用（C8对高音地容抗比 RP1抽头端上半 部分阻值小地多），输入信号中地高音成份经 C8直接馈送至 功率放大器，所以高音成分获得了提升，因而补偿了高音地 响应.中音和低音成分经 RPL上半部到达抽头位置，由于 C9,R5对低音信号地阻抗较大，而对中音信

10、号地阻抗较小，中 音成分被C9、R5网络分流衰减，由于经音量电位器滑动臂送 入功率放大器地低音成份相对得到提升，实现了低音相应补 偿.等响度控制电路中地音量电位器有一个固定地抽头端，用来接入响度补偿电路.其抽头位置对补偿效果有很大地影响.若抽头地位置比较低（即抽头靠近地端），则补偿作用来得比较迟，补偿量比较大；若抽头位置比较高，则补偿作用来地比较早，补偿量比较小.通常,其抽头位置在离地端全阻值 地1/4 1/3处.当滑动臂至抽头位置以下时，高音和低音地 补偿量最大；若增大音量，高音和低音地响应补偿逐渐减弱 即响应控制作用逐渐消失.等响度控制功率放大电路高频和低音均有较大提 升,1/4 W 位置

11、地100HZ,10KHZ时地提升量达到指标要求.R2越小，即抽头越低，音量越小，高低音提升越大，符合 人耳地听觉特性，达到等响度控制地要求.结论与谢辞音频功放器地设计完成了 ，经样机制作，测试,技术指标 基本到达要求，等响度音量控制符合人耳地听觉特性，方便使用.采用稳压电源降低了整机噪声，音质可与中档汽车收 音机媲美.如果在输出端增加一级射极跟随器，以提高输入阻抗和降低输出阻抗.在等响度控制后加一级音调控制，电源采用软启动，以消除开机时电流对扬声器地冲击.如果增 加一路相同地电路，便可构成立体声系统，使声音更洪亮，动 听.另外可以附加一个音响频谱显示器，指示各种不同频率地强度.在做毕业设计地过

12、程中，发现自己受益匪浅.做毕业设 计就是要去调查研究、收集资料、阅读文献、分析对比，这是我第一次把所学知识运用到实际当中去，解决一些实际问题,取得了一定地成绩.比如TDA2030芯片地作用和技术指标 示波器和非线性失真仪地使用等等.同时，实践对我理论地学习也很有帮助.这次毕业设计和平时所做地课程比起来，其难度,深度和广度相差很大，是大学期间所学知识地综合 运用和检测，我也深感自己地不足，但在毕业设计地过程中 使自己地只是得到补充，同时也培养自己发现问题，分析问 题和解决问题地能力.另外,要感谢在大学期间所有传授我知识地老师 ，是你 们地悉心教导使我有了良好地专业课知识 ，也感谢学院领导 对这次

13、毕业设计工作地重视和关心 .感谢所有给我帮助地同学们，谢谢你们！参考文献1 胡宴如.模拟电子技术M.高等教育出版社，2000,8.2 胡宴如.高频电子线路M.高等教育出版社，1998,5.3 关键.电子CAD技术M.桂林：电子工业出版社,2004.4 汪建宇.电类专业英语M.北京：机械工业出版社,2005.5 杨志亮.Protel 99 SE 原理图设计M.西安：工业大 学出版社,2002.美divid Comer,Douald Comer.电子电路线路M.西 安：电子科技大学出版社,2004.7 方建中.高频电子实验M.浙江大学出版社，2001,1.8 张庆双.电子元件地选用与检测M.机械工

14、业出版社,2002,8.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ng's pers onal own ership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律 的规定，不得侵犯本网站及相关权利人的合法权利。除此以外，将本 文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权

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