OTL功率放大器课程设计报告

    音频功率放大器电路是音响系统中不可缺少的重要部分，其主要任务是将音频信号放大到足以推动外接负载，如扬声器、音响等。功率放大器的主要要求是获得不失真或较小失真的输出功率，讨论的主要指标是输出功率、电源提供的功率。性能优良的集成功率放大器给电子电路功放级的调试带来了极大的方便。OTL功率放大器，它具有非线性失真小，频率响应宽，电路性能指标较高等优点，也是目前OTL电路在各种高保真放大器应用电路中较为广泛采用的电路之一。

本设计所用的集成电路功率放大器主要有TDA2030a构成，TDA2030a是一块性能十分优良的功率发大集成电路，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小，内部设有过热保护，外围电路简单，可以做OTL使用，也可做OCL使用。

关 键 字： OTL功放、OCL功放

目  录

课 程 设 计 任 务 书----------------------------------------------2

内容摘要----------------------------------------------------------------3

一、设计任务和要求-------------------------------------------------5

二、总体方案设计-----------------------------------------------------5

2.1电路设计方案-----------------------------------------------------5

2.11 集成功率放大器的选择------------------------5

2.12 TDA2030A简介---------------------------------5

2.13 TDA2030A集成功放的典型应用-------------------6

2.14 单电源供电音频功率放大器---------------------7

2.2电路图-----------------------------------------8

三、电路仿真---------------------------------------8

3.1电路仿真测试-----------------------------------8

3.2器件选择---------------------------------------9

四、电路的安装与调试------------------------------9

4.1 电路板的焊接与安装----------------------------9

4.2 电路板的测试---------------------------------10

五、总结-----------------------------------------10

六、参考文献-------------------------------------11

一、设计任务和要求

1、采用全部或部分分立元件电路设计一种音频功率放大器。

2、额定输出功率P≥10W。

3、负载阻抗R=8Ω。

4、失真度≤3%。

二、总体方案设计

2.1电路设计方案

2.11 集成功率放大器的选择

     集成功率放大器具有输出功率大、外围连接元件少、使用方便等优点，目前使用越来越广泛。TDA2030A是一块性能十分优良的功率放大集成电路。

2.12 TDA2030A简介

     TDA2030A是目前使用较为广泛的一种集成功率放大器，与其他功放相比，它的引脚和外部元件都较少。TDA2030A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3.5A的电流）；负载能力强，既可带动4-16欧德扬声器，某些场合又可以带动2欧甚至1.6欧的低阻负载；音色中规中举，无明显个性，特别适合制作输出功率中等的高保真功放。

TDA2030A集成电路的输出功率大，而保护性能较为完善。根据掌握的资料，在各国生产的单片集成电路中，输出功率最大的不过20W，而TDA2030A的输出功率却能达18W。另一方面，大功率集成电块由于所用电源电压高、输出电流大，在使用中稍有不慎往往致使损坏。然而在TDA2030A集成电路中，设计了较为完善的保护电路，一旦输出电流过大或管壳过热，集成块性能自动地减流或截止，使自己得到保护。在现有的各种功率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总共才5端，外型如同塑封大功率管，这就给使用带来了不少方便。

  TDA2030a在电源电压±14V，负载电阻4欧输出14瓦功率（失真度≤0.5%）；在电源电压±16V，负载电阻4欧时输出18瓦功率（失真度≤0.5%），只有五只引脚，正电源、负电源、正向输入、反向输入和输出。TDA2030A的散热片是和负极连通的，用双电源供电时，散热片千万不要和地线短路。

TDA2030A主要技术指标、参数见下表。

TDA2030A极限参数见下表。

2.13 TDA2030A集成功放的典型应用

（1）双电源（OCL）应用电路

下图电路是TDA2030A的典型应用电路。输入信号ui由同相端输入，R1、R2、C2构成交流电压串联负反馈，因此，闭环电压放大倍数为为了保持两输入端直流电阻平衡，使输入级偏置电流相等，选择R3=R1。V1、V2起保护作用，用来泄放RL产生的感生电压，将输出端的最大电压钳位在（UCC+0.7）和（-UCC-0.7）上。C3、C4为去耦电容，用于减少电源内阻对交流信号的影响。C1、C2为耦合电容。

由TDA2030A构成的OCL电路

（2）单电源（OTL）应用电路

     对仅有一组电源的中、小型录音机的音响系统，可采用单电源连接方式，如下图所示。由于采用单电源供电，故同相输入端用阻值相同的R1、R2组成分压电路，使K点电位为UCC/2，经R3加至同相输入端。在静态时，同相输入端、反向输入端和输出端皆为UCC/2。其他元件作用与双电源电路相同。

由TDA2030A构成的OTL电路

2.14 单电源供电音频功率放大器

     单电源供电音频放大电路，由一块TDA2030A和较少元件组成单声道音频放大电路、装置调整方便、性能较好。因此，我们采用TDA2030A设计单电源音频功率放大器。

2.2电路图

OTL功放的形式：采用单电源，有输出耦合电容。

三、电路仿真

3.1电路仿真

输出波形

3.2器件选择

集成功率放大器    TDA2030A 一个

电阻               100 KΩ三个、150KΩ一个、4.7 KΩ一个1Ω一个  滑动变阻器        22 KΩ一个

电容        22uF两个、2.2uF一个、0.1uF一个、100uF一个、0.22uF一个、2200uF 一个

二极管           IN4001两个

扬声器           8欧

四、电路的安装与调试

4.1 电路板的焊接与安装

     一般先装低矮、耐热的元件，最后装集成电路。应按如下步骤进行焊接与安装：（1）清查元器件的数量及质量，并及时更换不合格的元件；（2）由孔距确定元件的安装方式，电阻器采用卧式安装，涤纶电容器、电解电容器采用立式安装，并都要求紧贴电路板。（3）插装元件务必小心，脚全部插进后再焊接。各焊点加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、假焊及短路，焊后剪去多余引脚，并检查所有焊点，确认无误后方可通电测试。

4.2 电路板的测试

全部器件及插件焊接完后，经过认真检查后方可通电测试。先将直流电源12V接+Vcc，用测试电路有没有短路。若没短路，将低频信号发生器的正负接入设计电路的输入两端，从而给定输入信号。将双踪示波器分别与输出端和输入端并联，观察波形变化。

五、总结

为期一个星期的课程设计已经结束，在这一星期的学习、设计、焊接过程中我感触颇深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了常用元件的识别和测试；熟悉了常用的仪器仪表；了解了电路的连接、焊接方法；以及如何提高电路的性能等等。

其次，这次课程设计提高了我的团队合作水平，使我们配合更加默契，体会了在接好电路后测试出波形的那种喜悦。

在实验过程中，我们遇到了不少的问题。比如：波形失真，甚至不出波形这样的问题。在老师和同学的帮助下，把问题一一解决。实验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题，有些理论知识还处于懵懂状态，老师们不厌其烦地为我们调整波形，讲解知识点。设计电路，还要考虑到它的前因后果。什么功能需要什么电路来实现。另外，还要考虑它的可行性，实用性等等。这样，也提高了我的分析问题的能力。

课程设计中使用了multisim仿真软件，对集成功率放大器TDA2030A组成的OTL放大电路进行仿真。使用multisim仿真该电路，能够很好学习TDA2030A组成的OTL放大电路，对电路的分析和数据的运算都变得简单明了。输入、输出波形可以直接进行对比，加快对电路的理解。学会multisim仿真软件的使用方法也是这次课程设计的收获之一。在课程设计过程中我也遇到电路设计、元件选择出错和软件编排有误等问题，无法完成仿真。对此，我与同学、老师进行讨论，并且查找相关书籍，使用互联网搜索相关资料来解决。最终完成了此次课程设计。

总之，通过这次课程设计，不仅使我对所学过的知识有了一个新的认识，而且提高了我考虑问题，分析问题的全面性以及动手操作能力，使我的综合能力有了一个很大的提高。

六、参考文献

1、华中工学院电子学教研室编，康华光主编。电子技术基础：模拟部分、修订3版。北京：高等教育出版社，1988

2、刘春晖撰文、实用电路分析。北京电子报，1995

3、周仲编。国产集成电路应用500例。北京:电子工业出版社，1992