电子科技大学《模拟电路基础》电子线路应用设计报告

1、电子科技大学模拟电路基础电子线路应用设计报告设计题目：功率放大电路学生姓名：学号：教师姓名：日期： 2016.12.271、设计任务设计要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电 路，负载为扬声器，阻抗 Rl=8Q o性能指标：频率：20Hz20kHz输出功率：8W放大倍数：30dB失真： 10%2、电路原理2.1电路整体方案2.1.1方案的确定及论证一、OCL互补对称功率放大器如图所示放大电路是由两个射极输出 器组成的，Ti和T2分别为NPN型管和PNP 型管，两管的材料和参数相同（即特性对 称），且电源由对称的双电源+VCc和-Vcc 提供。图中，两管基极没有偏置电流，静

2、态 损耗为0,电路工作在乙类状态，信号从 基极输人，从射极输出，R.为负载，输出 端没有耦合电容。所以，把图4-35所示 的电路称为无输出电容的功率放大电路， 简称OCL电路。图 2.1.1-1 OCL 电路静态时，Ueq= Ubq = 0输入电压的正半周：+ Vcc f Tif Rl f地 输入电压的负半周：地f RLfT2f VccOCL电路的输出功率的计算公式如下: 最大输出功率：尸呻=2R转换效率：、用集成器件实现TDA2030集成功放芯片:图 2.1.1-2 TDA2030 芯片ub connecled to plrt 3+Vs OUTPUT-Vs INVERTING INPUTNO

3、N INVERTING INPUT图 2.1.1-3 TDA2030 芯片TDA2030是德律风根生产的音 频功放电路，采用V型5脚单列直 插式塑料封装结构。该集成电路广 泛应用于汽车立体声收录音机、中 功率音响设备，具有体积小、输出 功率大、失真小等特点。并具有内 部保护电路。TDA2030管脚功能:1脚是正相输入端； 2脚是反向输入端；3脚是负电源输入端;4脚是功率输出端； 5脚是正电源输入端。ELECTRICAL CHARACTERISTtCS (Refer to the lesl drcuil. V& - 14V , W - 25C unless OthewiM specified)

4、for single Supply refer to fig. 15 Vs - 20VSymbolParameterTmt conditionsMin_Typ.Max.UnftV.Supply voltage 61218 %VIdQuieenl drain ajmantVtri8V(V5 =制艸4060imAInput bias minwrt02hAVetInput offset voltage220mVInput crffeet Qiimenl:20古？00nAOuiptrl pcrwnrd = D.S%Gv = 30 dBf - 40 bo 15.000 Htzft.-41f?4 = 04

5、112149w W10%-30dBf r 1 KHzRi 41J1611W WdDistortion0.1 in 12WRl = 4(1Ov 0 dlBf 40 to 15,0001Hz0.20.5%亦 o.i id awRL = 8il$ =和 dBf-40 to 15.0001Hz0.105%BPower Bandiwdlh W dB JGv = 30 dBP = 12WRl s 4H10 to 146000HzRiInput resiaean (pin 1)055MQ込Wltage gain (open ki*ap)90dBGyWtage gn (ctosd toopjif = 1 KH

6、z2&.53030.5dBInput noise voltageB* 22 HE to 22 KHZ3IQpVbloput nme curontM200pASVRSupply voltage nsfectJonRl二斗门GvDd呂Ra = 22kfl切严 *00 HZ4DSOdlBIdDrain currentPo - 1I4WRLpj= wrl =an900500mA mA图2.1.1-4 TDA2030典型参数TDA2030特点:1开机冲击极小。2外接元件非常少3.TDA2030 输出功率大，Po=18W(RL=4 Q )。4采用超小型封装(TO-220),可提高组装密度。内含各种保护电路

7、，因此工作安全可靠。主要保护电路有：短路保护、热 保护、地线偶然开路、电源极性反接(Vsmax=12V)以及负载泄放电压反冲等。TDA2030A能在最低土 6V最高土 22V的电压下工作在土 19V、8Q阻抗时 能够输出16W的有效功率，THD p)： 215 VVj! 8.32/ V(dc)： Hl UV I: -52 mAHp-p)： 2.94 Arms)： l.(M A(dO； BO.luAFieq.i 1.00 kHz图3-1 电路仿真图、波特图输出图3-2 波特图20Hz-20kHz内中后段的波形放大能力基本保 符合题目要求。图3-4 输出功率图由图可以看出，其仿真的结果，在 持不变

8、化，且放大倍数约为30dB 二、输出功率1卜；夕-FrebelV: 2.52V:V(p-p)： 23,5 VVfrrro): 8.32 VV(dc): 335 uH-I; 315 mA:I(pi)： 2.94 A1.04 A:i(dc：4&auA : Freqj LOQ kHz -图3-3输出回路上探针数据输出功率为8.662W, 8W，满足要求、失真分析图3-5失真分析图失真为0.014%,w 10%。满足要求。选择的器件及其参数给出部分和整体电路仿真截图，给出仿真结果及结论。4、电路加工及测试（可选）阐述制作电路（画图、焊接）的过程及注意事项，给出PCB版图、实物图阐明所用的测试仪表、测试

9、方法，给出测试结果。在最后，针对这次DIY,也有些收获和感悟。其中最重要的一点就是功放单 点接地的问题！ 一定得慎之慎之处理处理不好功放会有底噪。+ VCCC1LM18752-VETT- R1 2Z(R5C50.22 /ifAA/V 1k图中R1、R2是输入落地电阻，C2是直流反馈电容，接地点是小信号地，标记为 蓝色，；C3 C4 C6 C7是退耦电容，接地端标记为红色，属电源地。正确的接 地方式为：三个小信号接地点可混合在一条地线上，四个电源地汇集为另一条地 线，电源地与小信号地在总接地点处汇合，除总接地点外，两种地不得有其他连 通点。5、问题解答1、为什么共射放大电路不宜用作功率放大电路？

10、共射主要用于放大电压信号，其输出功率和效率都很低；而功放不仅需要有 放大的电压信号，还需要有放大的电流信号，只有电压信号和电流信号都足够 大，才能满足功放的要求，所以共射放大不宜用作功率放大电路2、TDA2030使用时对电路有什么要求？TD2030使用时类似于集成运放，需要用负反馈电路。3、如何实现电路的实物制作？根据电路图绘制PCB将PCB文件导出为PDF文档格式，采用1: 1导出-将 PDF打印到菲林上，采用实际大小打印一将打印好 PCB菲林平铺在感光板上，准 备曝光一用11W的日光台灯曝光约15分钟一曝光完毕后用显影液进行显影一准 备好腐蚀溶液进行腐蚀腐蚀结束，钻孔，准备焊接焊接元件6、

11、总结通过此次的课程设计，我增进了对功率放大电路的了解、掌握了音频功率放 大电路的基本设计方法，对于仿真软件 Multisim 也用得更加得心应手，此外我还 新学会了利用软件Altium Designer绘出PCB版图。同时对于模电的课程的内容 也有了更加深刻的认识。 电子设计和需要扎实的理论基本功，同时也需要有一定的动手能力。理论加上实 践，才能做等更好。从选择题目到开始着手去做，我才发现自己的模电知识掌握得并不牢固，于 是花了很多时间去读教材相关内容，包括基本放大电路的知识，多级放大器，放 大电路的反馈和功率放大器等章节，总算是有了大概的想法和思路。而后便查阅 各种论文和书籍资料，浏览各样的

12、电子、电工论坛，看到别人的一些见解和讨 论，启发了我的思路。最终发现了 TDA2030的集成运放具有很大的优点，便想 用集成运放来实现。我选择了 TDA2030 典型电路中的双电源电路来实现，并揣 摩该电路的设计思路和意图，最终看出了其中的道理。之后便是应用仿真软件来 实现。制作实物电路图又是一次挑战。首先我询问了一些搞电子设计的同学如何实 现实物，得知要先绘出PCB布线再印制、最终把元件焊上去并调试。软件 Altium Desig ner的使用对我来说又是一项新鲜事物，我不断尝试，学会了如何利用软件 布线。学校开放实验室给了我们很大的支持和鼓励，元件的找寻以及板子的印制 都不再成为困扰我们的

13、问题。我在没课的时候就呆在那里焊板子，最终做出了实 物。虽然我做出来的电路满足了设计要求，但是我仍觉得有些遗憾，那就是这个 电路图我是直接用的 TDA2030 典型电路，并没有在此基础上做什么改进和变 化。我想，以后我要更加注重模电这样的课程的学习，掌握扎实的基础，才有创新思考的能力。同时我也认识到，电子设计也需要有一定的动手能力。理论加上 实践，才能做得更好。电路设计、仿真、加工、测试过程中的收获和体会，对课程的理解，对实际 电路的认识等等。说明：正文小四号宋体。图表采用五号宋体，图表分别按顺序编号表 1 选用的元器件型号和数量图 1 xxx 仿真电路图参考文献.童诗白，华成英 .模拟电子技

14、术基础 M. 第四版 . 北京：高等教育出版社， 2006.周文. 浅谈 TDA2030 集成音频功率放大器的制作 J. 课程教育研究 ,2013 ，(2).朱李明 . 线性集成电路 TDA2030AJ. 集成电路应用， 1986,(3).张燕玉，陈国志 .实用 OCL 集成音频功率放大器的分析方法 J. 科技资讯， 2010，(3).芮新芳，朱朝霞，牛耀国 . 使用 Altium Designer Winter 09 设计印刷电路板之常见问题及使用技巧 J. 电脑与电信 ,2011 ， (9).吴中华 . Altium Designer 10 使用快速入门 J. 电子制作 ,2012 ，(6

15、).应一三7一 =三于：一亠一三一三一三一一片基基基基基. .012345678901234567890123456789012345678901231234567891 122 2 333 45Ano1-,究制系统的设计与研究究PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研 统的研制究停自校正( STR )调节器C究/ip协议栈的实现1的的控的的片机机的的研处究理与技开术发的研究制研研浊制度仪的研制计花发线切割 机 床短循环走丝方式研究检计用测与研仪研的究究研制礁蛊系制统的研制究究研究应用研究设应计用与研研究究计测试仪的研制 与实现 的研究设控计单AMWP双单f单机的机单单 一于三三一三一三一一曇三一三一三一一于片片三一.11一程三三一亠一一片于C机应单密单生一基基基单基P567890123456