高保真功率放大器.doc

成绩 成绩 课程论文 题 目：高保真音频功率放大器的设计与制作 学生姓名： 学生学号： 系 别： 专 业： 年 级： 任课教师： 高保真音频功率放大器的设计与制作 摘要：以TDA2030A型电路为核心器件构成高保真音频功率放大器的功率放大部分，推动扬声器系统放音，构成一种输出功率满足10W/8Ω，频率响应20~20KHZ 关键词：带通滤波，功率放大，uA741，TDA2030A 引言：使用模拟元器件构建成一种实用的模拟电子系统，难点不是功能电路的设计和分析，是功能电路之间的匹配和协调。高保真音频功率放大器是使用TDA2030A做后级放大，uA 1、设计目的 1.1学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握CAD电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 1.2学会高保真功率放大器的设计方法。 1.3培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 2、设计任务及要求 2.1制作一个高保真音频功率放大器，输出功率10W/8Ω，频率响应 20~20KHZ，效率60﹪，失真小； 2.2利用集成运算放大器uA741做前级放大，利用TDA2030A 2.3设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数。 2.4用CAD画出电路原理图，并生成印刷电路板。 3、方案设计及论证 设计原理总框图如下所示： 3.1前置放大器起匹配作用，其输入阻抗高（不小于10kΩ），可以将前面 的信号大部分吸收过去，输出阻抗低（几十Ω以下），可以将信号大部风传送出去。同时，它本身又是一种电流放大器，将输入的电压信号转化成电流信号，并给予适当的放大。前置放大电路还包括一个有源带通滤波器，把相同元件压控电压源滤波器的LPF和HPF串连起来实现抑制低于20HZ和高于20KHZ的信号。 3.2功率放大器起关键作用，它将驱动放大器送来的电流信号形成大功率信号，带动扬声器发声，它的技术指标决定了整个功率放大器的技术指标。 方案一：甲类放大器作为一种最古老，效率最低，最耗电，最笨重，最耗资，失真最小的放大器它有吸引人的音质。甲类放大器输出电路本身具有抵消奇次谐波失真，且甲类放大器管子始终工作在线性曲线内，晶体管自始自终处于导通状态。因此，不存在开关失真和交越失真等问题。甲类放大器始终保持大电流的工作状态。但是甲类放大器通常需要偏置电压才能工作，放大输出的电压幅度不能超出偏置范围，所以能量转换效率很低，理论上最高不超过50%； 方案二：乙类放大器虽然不需要偏置，靠信息本身来导通放大管，理想效率高达78.5%，但这种放大电路存在交越失真； 方案三：甲乙类放大器即在B类电路的基础上略加一点偏置，这样一来，效率也随之下降。 我们设计的高保真音频功率放大器，前级选用作uA741做3倍左右的前置放大，后级功放选用高保真集成芯片TDA2030A 4、单元电路设计与参数计算 4.1前置放大电路 前置放大电路主要是由集成运放uA741组成的，它具有输入阻抗高而输出阻抗较低的特点。uA741通用高增益运算放大器是早些年最常见的运放之一，运用非常广泛。它具有零飘调整管脚，典型电路如下图1所示，再调零端2、7之间接一个调整失调电压电位器，当接成比例运算、求和运算电路时,调零电位器用于闭环调零。 图1 ua741典型电路 前置放大电路中包括有源滤波电路，有源滤波电路是用有源器件与RC网络 组成的滤波电路，种类很多，按其带通的性能划分，可分为低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。根据本设计的要求应该选用一带宽与实际输入有用信号相一致的有源带通滤波器。 带通滤波器的带宽越窄，选择性越好，也就是电路的品质因数Q值越高 （Q=BWfo），高Q值的滤波器有大的输出电压；反之，低Q值的滤波器带宽较宽，有较小的输出电压。 我们所熟悉的RC桥式振荡电路其实就是一个选择性很好的有源带通滤波器。该电路在满足R1=R2=R，C1=C2=C的条件下，Q值与中心频率f,0分别为： 另外，也可以用一个低通滤波器和一个高通滤波器串联起来组成一带通滤波器，用该方法构成的带通滤波器通带较宽，截止频率易于调整，多用作测量信号 噪声比的音频带通滤波器。如图2所示的带通滤波器，频率范围300Hz-3000Hz， 整个通带增益为8 dB，非常适合语音放大。 图2 带通滤波电路 4.2功率放大电路 功率放大电路主