《模拟电子技术课程设计报告OTL音频功率放大电路》.doc

《模拟电子技术课程设计报告：OTL音频功率放大电路》 课程设计报告（模拟电子技术） 设计题目：OTL功率放大器 系 别：电子工程系 专 业：电子信息工程摘 要本报告包括两个内容。第一部分，设计并实现OTL功率放大器，功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线形失真尽可能的小，效率尽可能的高。功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。有用继承运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有专集成电路功率放大器。本文设计的是一个 OTL 功率放大器，该放大器采用TDA2030音频放大器芯片，TDA2030音频放大器电路是最常用到的音频功率放大电路，TDA2030是高保真集成功率放大器芯片,输出功率大于10W,频率响应为10~1400Hz,输出电流峰值最大可达3.5A，其内部电路包含输入级、中间级和输出级,且有短路保护和过热保护,可确保电路工作安全可靠，采用正输出单电源供电。其次本次实物产品采用PCB印制电路板制作（单面板）使其性能良好满足设计要求和外表美观。第二部分，用multisim软件对OTL功率放大器进行仿真实现。根据实例电路图和已经给定的原件参数，使用multisim软件模拟电路，并对其进行静态分析，动态分析，显示波形图，计算数据等操作。关键词： OTL功率放大电路；multisim软件仿真；TDA2030音频放大器；交越失真；无输出耦合电容；输出功率；反馈网络；PCB单面板。目录一、设计要求二、设计总 OTL功放各级的作用和电路结运算放大器放大信号的主要优点三、选择器件及参数计算 3.1功率放大器芯片TDA2030介绍 .1参数计算 计算四、用multisim仿真OTC功率放大器五、实物电路安装调试及使用 察六、设计体会与总结七、参考文献OTL功率放大器设计一、设计要求任务了与要求： 采用全部或部分分立元件电路设计一种OTL音频功率放大器；额定输出功率Po≥10W；负载阻抗RL 8Ω；失真度γ≤3%。设计总体方案2.1设计思路 功率放大器的作用是给负载RL提供一定的输出功率，当RL一定时，希望输出功率尽可能大，输出信号的非线性失真可能小，且效率尽可能高。由于OTL电路采用直接耦合方式，为了保证电路工作稳定，必须采取有效措施抑制零点漂移。为了获得足够大的输出功率驱动负载工作，故需要有足够高的电压放大倍数。因此，性能良好的OTL功率放大器应由输入级、推动级和输出级等部分组成。2.2 OTL功放各级的作用和电路结构特征 输入级：主要作用是抑制零点漂移，保证电路工作稳定，同时对前级（音调控制级）送来的信号作低失真，低噪声放大。为此，采用带恒流源的，由复合管组成的差动放大电路，且设置的静态偏置电流较小。 推动级的作用是获得足够高的电压放大倍数，以及为输出级提供足够大的驱动电流，为此，可采用带集电极有源负载的共射放大电路，其静态偏听偏信置电流比输入级要大。 输出级的主要作用是级负载提供足够大的输出信号功率，可采有由复合管构成的甲乙灯互补对称功放或准互补功放电路。 此外，还应考虑为稳定静态工作点须设置直流负反馈电路，为稳定电压放大倍数和改善电路性能须设置交流负反馈电路，以及过流保护电路等。电路设计时，各级应设置合适的静态工作点，在组装完毕后须进行静态和动态测试，在小型不失真的情况下，使输出功率最大。动态测试时，要注意消振和接好保险丝，以防损坏元器件。电路基本框图负载扬声器输出级推动级输入级输入信号 图1-1电路基本框图采用集成运算放大器设计基本放大电路输入级中间级输出级输出调节 TDA2030高保真集成功率放大器短路保护过热保护负载扬声器图1-2电路结构框图1-3电路基本原理图图1-4 电路在multisim中的仿真图2.3简要原理分析：电路为音频功率放大器原理图,其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片,输出功率大于10W,频率响应为10~1400Hz,输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级,且有短路保护和过热保护,可确保电路工作安全可靠。TDA2030使用方便、外围所需元器少,一般不需要调试即可成功。 RP是音量调节电位器,C1是输入耦合电容,R1是TDA2030同相输入端偏置电阻。 R4、R5决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为 R4+R5 /R5 4.7+150 /150 33.3倍,C3起隔直流作用,以使电路直流为100%负反馈。静态工作点稳定性好。 C2、C4、C7为电源高频旁路电容,防止电路产生自激振荡。R6用以在电路接有感性负载扬声器时,保证高频稳定性。VD1、VD2是保护二极管,防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。2.4用集成运