功率放大器设计模拟系统设计PPT课件

1、例： 扩音系统执行机构执行机构功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。 2.1概 述功功率率放放大大电电压压放放大大信信号号提提取取第1页/共80页功率放大器的种类功率放大器的种类目前，功率放大器已经有了很多种形式。（一）按耦合方式分，有两大类，1、变压器耦合功放 ：（1）变压器耦合单管甲类功放 （2）变压器耦合乙类推挽功放2、无变压器耦合功放 ：（1）OTL功放 （2）OCL功放 （3）DC（直流）功放 （4）超甲类功放 （二）按工作状态分，有 1、甲类：在输入正弦波电压信号的整个周期中，管子都导通的一种工作状态。设正弦波周期为

2、T，管子导通时间为t，则甲类工作时，tT。第2页/共80页功率放大器的种类功率放大器的种类2、乙类：tT/2，管子只导通半个周期，另半个周期截止。3、甲乙类：T/2 tT ，管子导通时间大于半个周期，截止时间小于半个周期。4、丙类：t0 时 T1 导通T2截至的等效电路 。第15页/共80页T1和T2分别组成射极输出器 VIC3；RP1=RP29R 第60页/共80页a) 信号在低频区信号在低频区 在低频区，因为在低频区，因为C3很小，所以很小，所以C3、R4支路可视为开路，反馈网络主要由上半部支路可视为开路，反馈网络主要由上半部分电路起作用。又因运放的开环增益很高，分电路起作用。又因运放的开

3、环增益很高，U EUE0（虚地），故（虚地），故R3的影响可忽略，的影响可忽略，当电位器当电位器RP2的活动端移至的活动端移至A点时，点时，C1被短路，其等效电路如下图所示。可以得到低被短路，其等效电路如下图所示。可以得到低音最大提升量音最大提升量 按实际电路参数按实际电路参数R1=R2=R3=20k，RP1=RP2=220k，C1=C2=0.022uF，可得，可得 (约约18.6dB) 122RWRAUA5 . 8UAA第61页/共80页转折频率：转折频率：以同样方式可以说明在以同样方式可以说明在RP2滑动到滑动到B点时，低音地最大衰减量：点时，低音地最大衰减量：按实际电路参数可得按实际电路

4、参数可得 （约（约18.6dB）转折频率：转折频率： 1221482LZfHRP C2222224102LZRRPfHR RPC212UBRARRP118. 0UbA1148ZLLffH 22410ZLLffH 第62页/共80页b) 信号在高频区信号在高频区 在高频区，因为在高频区，因为C1和和C2较大，对高频可视为短路，而较大，对高频可视为短路，而C3较小，故较小，故C3、R4支路已支路已起作用，其等效电路可画成如下图所示起作用，其等效电路可画成如下图所示(a)形式。形式。 图图(a)图图(b)第63页/共80页 为了便于说明，将电路中接成为了便于说明，将电路中接成Y形地形地R1、R2、R

5、3电路变换成图电路变换成图(b)所示接成的所示接成的形电路，这里形电路，这里Ra=Rb=Rc=3R(当当R1=R2=R3=R时时)。设前级输出电阻很小（如小于。设前级输出电阻很小（如小于500），输出电压），输出电压Uo通过通过Rc反馈到输入端的信号被前级输出电阻所旁路，故反馈到输入端的信号被前级输出电阻所旁路，故Rc的影的影响可忽略（视为开路）。因此当响可忽略（视为开路）。因此当RP2滑动到滑动到C点或点或D点时，可分别画出如下图点时，可分别画出如下图(a)和和(b)所示的等效电路（因所示的等效电路（因RP2的数值很大，为简单起见，可视为开路）。的数值很大，为简单起见，可视为开路）。 图图(

6、a)图图(b)第64页/共80页上图上图(a)显然具有高音提升作用，其最大提升量显然具有高音提升作用，其最大提升量按电路实际参数按电路实际参数R=20k，R4=8.2k，C3=1000P，所以，所以 AUC8.3(约约18dB)上图上图(b)为高音衰减电路，其衰减量为高音衰减电路，其衰减量按电路实际参数按电路实际参数 AUD0.12(约约-18dB)高频转折频率高频转折频率 4443/RRRRRRAabUCRRRRRRAabUD3/444134112.32()HafKHzC RR23411192HfKHzC R第65页/共80页 若将音调控制电路高低音提升和衰减曲线画在一起，可得到如下图所示幅

7、频特性曲若将音调控制电路高低音提升和衰减曲线画在一起，可得到如下图所示幅频特性曲线。线。 20logA18dB0-18fL148fL2410fH12.3KfH219kf(Hz) 由图可见，音调控制级的中频电压放大倍数由图可见，音调控制级的中频电压放大倍数Aum=1；当；当ffH2 (19KHz)时高音控制范围也为时高音控制范围也为18dB。第66页/共80页 功率放大级本实验电路的功率放大级由集成功率器件本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A连成连成OCL电路输出形式。电路输出形式。 TDA2030A功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单功率集成电路具有转换

8、速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用等特点，采用5脚塑料封装结构。其中脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；脚为同相输入端；2脚为反相输入端；脚为反相输入端；3脚脚为负电源；为负电源；4脚为输出端；脚为输出端；5脚为正电源。脚为正电源。第67页/共80页 TDA2030A功率集成电路的内部电路包含由恒流源差动放大电路构成的输入级、功率集成电路的内部电路包含由恒流源差动放大电路构成的输入级、中间电压放大级，复合互补对称式中间电压放大级，复合互补对称式OCL电路构成的输出级；启动和偏置电路以及短路、电路构成的输出级；启动和偏置电路以及短路、过热保护电路等。其结构框图如图所示。过热保

9、护电路等。其结构框图如图所示。 功率放大级第68页/共80页 TDA2030A的电源电压为的电源电压为6V22V，静态电流为，静态电流为50mA（典型值）；（典型值）；1脚的输脚的输入阻抗为入阻抗为5M（典型值），当电压增益为（典型值），当电压增益为26dB、RL=4时，输出功率时，输出功率Po=15W。频带。频带宽为宽为100KHz。源为。源为14V、负载电阻为、负载电阻为4时，输出功率达时，输出功率达18W。 为了提高电路稳定性，减小输出波形失真，功放级通过为了提高电路稳定性，减小输出波形失真，功放级通过R10，R9，C9引入了深度引入了深度交直流电压串联负反馈，由于接入交直流电压串联负反

10、馈，由于接入C9，直流反馈系数，直流反馈系数F 1。对于交流信号而言，因为。对于交流信号而言，因为C9足够大，在通频带内可视为短路，所以交流反馈系数足够大，在通频带内可视为短路，所以交流反馈系数,按电路的实际参数。因而该电按电路的实际参数。因而该电路的电压增益。可见改变电阻路的电压增益。可见改变电阻R9、R10可以改变电路增益。电容可以改变电路增益。电容C15、C16用作电源用作电源滤波。滤波。D1和和D2为保护二极管。为保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿电感性负载，避免为输出端校正网络以补偿电感性负载，避免自激和过电压。自激和过电压。 功率放大级第69页/共80页TDA2030A技术参数详细参数请下载参阅（详细参数请下载参阅（TDA2030A技术资料技术资料.PDF文件）文件）第70页/共80页TDA2030A技术参数第71页/共80页TDA2030A技术参数第72页/共80页TDA2030A技术参数第73页/共80页TDA2030A典型应用第74页/共80页TDA2030A典型应用第75页/共80页整机电路 扩音机的整机电路如下图所示，按其